شماتیک تولید استیک اسید

در قرن هشتم جابربن حیان اط طریق تقطیر سرکه ، اسید استیک را از ان خارج کرد و هرمان کولب شیمیدان آلمانی در سال 1847 برای اولین بار این اسید را از طریق مواد معدنی توانست بسازد و استفاده از آن در شیمی به عهد باستان برمیگردد.
باکتری های مخمر سرکه تمایل شدیدی به تولید اسید استیک دارند ، این باکتری های در مواد غذایی ، آب و خاک یافت میشود و به طور طبیعی استیک اسید از میوه ها و غذاهای فاسد طی فرایند تخمیر تولید میشوند.
سرکه از میوه هایی نظیر سیب ، انگور و دانه هایی مثل جو تولید میشود این مواد به دلیل داشتن نشاسته ( جو) و قند و مواد الکلی(سیب ، انگور) توسط باکتری های مخمر سرکه معرف به بچه سرکه تخمیر میشوند. سرکه معمولا دارای اسید استیک با وزن حجمی ۴ الی ۸ درصد می‌باشد.

روش های صنعتی تولید استیک اسید:

برای تولید در مقیاس صنعتی میتوان از اکسایش استالدهید ، اتانول ، بوتان و بوتن استفاده کرد. ولی عموما از روش تولیدی که در سال 1960 توسط شرکت مونسانتو گسترش یافت استفاده میشود در این فرایند معروف از کاتالیزگز رودیوم/ید استفاده میشود. این ماده در تهیه محصولات فراوانی مورد استفاده قرار می گیرد که در شکل زیر می توان مشاهده نمو: 

زنجیره ارزش:

زنجیره ارزش تولید اسید استیک

شرح فرایند تولید اسید استیک:

در حال حاضر متداول ترین روش تولید اسید استیک صنعتی , ترکیب متانول با کربن مونوکسید است که این متد از اوایل دهه ی 1970 به بعد به عنوان یک گزینه ی جدی مطرح شد. تا سال 2010 بیش از 80% از ظرفیت جهانی تولید این محصول بر مبنای همین روش بوده است. در طی این سال ها بیشترین حوزه ای که به منظور بهینه سازی بیشترین تمرکز بر روی آن بوده است, کاتالیست این فرایند بوده است.

واکنش تولید اسید استیک

این بهینه سازی در تمامی لایسنس ها بر روی بازدهی, انتخاب پذیری , هزینه ساخت , پایداری , بازیابی و هم چنین بهینه سازی شرایط عملیاتی کاتالیست بوده است.

کاتالیست این فرایند بر مبنای rhodium/iodide است. تا پیش از دهه 1970 این ماده را عموماً در طی فرایندی با استفاده از اتیلن تولید می کردند.

تولید به وسیله تخمیر اتانول ( فرایند سریع سرکه سازی ) :
سرکه محلول 6-10 درصدی محلول اسید استیک که به وسیله تخمیر محلول اتیل الکل 12-15% توسط باکتری های مایکرودرم آکتی ( mycoderm aceti) در هوای 30-35درجه سانتی گراد انجام میشود.
اتانوئیک اسید به وسیله اکسیداسیون اتانول توسط هوا و آنزیم های استوباکتری ها شکل میگیرد.

فرآیند تولید اسید سرکه
روش تست استیک اسید :

  1. محلول استیک اسید کاغذ آبی لیتموس را قرمز میکند.
  2. محلول آبی استیک اسید با سدیم بی کربنات واکنش داده و تولید گاز و حباب میکند.
  3. محلول خنثی استیک اسید در ترکیب با FeCl3 محلولی قرمز شرابی تولید میکند.
  4. استیک اسید نمیتواند معرف تولوئن ، محلول فهلینگ و کلرید جیوه را کاهش دهد.

روش تولید کمپانی Chiyoda Crop

در حال حاضر شرکت های لایسنسور نسبتا زیادی دارای تکنولوژی فرایند تولید این اسید در مقیاس تجاری هستند. در زیر به عنوان نمونه فرایند مورد استفاده توسط کمپانی Chiyoda Crop. به عنوان آمده است.

به طور خلاصه در این فرایند, جریان خوراک اصلی متانول به دو جریان مجزا تقسیم می شود و در تماس با offgas خروجی از راکتور در برج جذب فشار بالا (7) و جریان گاز رقیق در برج, فشار پایین قرار می گیرد(8).

جریان کربن مونوکسید نیز فشرده شده و به راکتور تزریق می شود. راکتور مورد استفاده در این فرایند از نوع رایزر است و هیچ گونه بخش مکانیکی متحرکی ندارد. کاتالیست مورد استفاده در این طراحی نیز که با نام تجاری ACETICA catalyst شناخته می شود یک کاتالیست بر مبنای عنصر رادیوم است که بر روی یک ساپورت جامد سوار شده است.

جریان مایع خروجی از راکتور به یک فلش درام (2) هدایت می شود تا آنجا فرایند فلش بر روی آن انجام شود. استیک اسیدخام تبخیر شده به یک ستون دی هیدراسیون (3) فرستاده می شود تا آب همراه و هم چنین گازهای سبک از آن جدا شوند.

سپس جریان استیک اسید خشک به ستون نهایی (4) منتقل می شود تا در آنجا محصولات جانبی سنگین از آن جدا شوده و از پایین برج خارج شود.

محصول این ستون نیز به منظور حذف یون های I- از آن به ستون یون زدایی (5) فرستاده می شود. جریان بخار خروجی از بالای این ستون نیز به ستون جذب فشار پایین (8) برمی گردد تا مجددا در تماس با متانول قرار گیرد. هم چنین CO, متان و سایر محصولات جانبی سبک موجود در جریان بخار خروجی از برج های جذب و هم چنین محصولات جانبی سنگین خروجی از ستون نهایی (4) همگی به اسکروبر (9) فرستاده می شود.

شماتیک فرآیند تولید اسید استیک

 

تکنولوژی جدید شرکت BP

لازم به ذکر است که کمپانی BP اخیراً از یک تکنولوژی جدید به منظور تولید استیک اسید به نام  SaaBre™ رونمایی کرده است که در این روش طی یک فرایند سه مرحله ای به طور مستقیم گاز سنتز به استیک اسیدتبدیل می شود که دیگر نیازی به تولید متانول و یا واحد خالص سازی CO در آن وجود ندارد. این امر موجب کاهش قابل توجه هزینه های اولیه ساخت واحد می شود.

پیش بینی می شود این تکنولوژی, به تکنیک قالب در طی سال های آینده به منظور تولید این ماده تبدیل شود. در کاربردهای آزمایشگاهی در حال حاضر اسیداستیک مرک یکی از پرطرفدارترین برندهای این محصول محسوب می شود. لازم به ذکر است استیک اسید خوراکی یا استیک اسید قطره گوش نیز کاربرد فراوانی دارد.                       

جهت خرید اسید استیک اینجا کلیک کنید. 

بازار جهانی:

بر طبق پیش بینی کمپانی IHS در سال میلادی گذشته (2019) میزان تولید جهانی این اسید به بیش از 17 میلیون تن در سال رسیده است.

چین, ایالات متحده, آسیا (به جزء چین) و اروپای غربی اصلی ترین بازار این محصول را تشکیل می دهند. این مناطق نام برده بیش از 90% از بازار مصرف این اسید را تشکیل می دهند.

تولید وینیل استات مونومر (VAM) بیشترین حوزه ی مصرفی استیک اسید را در هر یک از این چهار منطقه ی نام برده, تشکیل می دهد. (بیش از 30% مصرف جهانی این ماده). VAM عموما به مصرف تولیدکنندگان محصولات پلیمری برای تولید چسب و مواد پوششی میرسد. 

acetic acid

هم چنین در سال 2016 تخمین زده می شود که حدود 24% از کل مصرف جهانی استیک اسید به منظور تولید ترفتالیک اسید (PTA) مورد استفاده قرار گرفته است.

PTA عموما به مصرف واحدهای تولیدکننده ی پلی اتیلن ترفتالات (PET), انواع فیبرها, رزین ها و فیلم ها, می رسد. Acetic anhydride نیز 13% از کل مصرف جهانی استیک اسید را تشکیل می دهند.

این ماده هم عموما به منظور تولید دستمال کاغذی مورد استفاده قرار می گیرد. حوزه ی دیگری که بخش بزرگی از بازار acetic acid را به خود اختصاص می دهد, واحد های تولید اتیل و بوتیل استات هستند که بازه ای به بزرگی 20% از این بازار را به خود اختصاص می دهد.

استات استر ها به طور عمده به منظور تولید محول های رنگی و پوششی مورداستفاده قرارمیگیرد.

به طور کلی موسسه تحقیقاتی IHS پیش بینی می کند که در طی سال های 2017 تا 2021, سالانه به طور میانگین 3 الی 4% میزان مصرف بازار جهانی استیک اسید افزایش یابد.

acetic acid

acetic acid

گرید خوراکی این ماده ی شیمیایی با نام سرکه شناخته می شود.

مراجع:

[1] “Acetic Acid process catalyzed by ionically immobilized rhodium complex to solid resin support” Journal of chemical engineering of japan, Vol. 37, 4, pp. 536-545 (2004).

[2] The Chiyoda/UOP ACETICA process for the production of acetic acid, “8th Annual Saudi-Japanese symposium on catalysts in petroleum refining & petrochemicals, KFUPM-RI, Dhahran, Saudi Arabia, Nov. 29-30 1998.

[3] Petrochemical processes 2005. (2004). Houston, Tex.: Gulf Pub. Co.

[4] Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. (2018). Acetic acid. [online] Available at: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/acetic_acid [Accessed 1 Sep. 2018].

[5] IHS Chemical World Analysis- Methanol. (2016). Houston, Texas 77077: IHS Chemical, pp.102-105.

[6] Tccim.ir. (2018). اتاق بازرگانی، صنایع، معادن و کشاورزی تهران. [online] Available at: http://www.tccim.ir/ImpExpStats_TarrifCustomCountry.aspx?slcImpExp=Export&slcCountry=&sYear=1397&mode=doit [Accessed 1 Sep. 2018].

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *