아세트산의 제조 방법

일반적으로 에탄 산으로 알려진 아세트산은 플라스틱, 섬유 및 용매의 생산을 포함하여 다양한 산업 공정에서 널리 사용되는 기본 화합물입니다. 아세트산의 제조 방법효율적이고 비용 효율적인 생산을 보장하는 데 중요합니다. 이 기사에서는 전통과 현대적인 접근 방식을 탐구하면서 아세트산을 준비하는 핵심 방법을 모색 할 것입니다.

1. 메탄올 탄화 (몬산토 공정)

가장 상업적으로 중요한 것 중 하나아세트산의 제조 방법는 메탄올 카르보닐화이다. 이 방법은 촉매, 전형적으로 로듐 또는 이리듐 복합체의 존재하에 메탄올 (CH3R OH) 과 일산화탄소 (CO) 의 반응을 포함한다. 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

[ \ 텍스트 {CH}3 \ text{OH} \ text{CO} \ rightarrow \ text{CH}3 \ 텍스트 {COOH} ]

주요 특징:

• 고효율: 이 공정은 최소 부산물로 아세트산에 대해 높은 선택성을 제공한다.
• 촉매 사용: 로듐 촉매는 높은 전환율을 보장하지만 고압 및 온도와 같은 특정 작동 조건을 필요로합니다.
• 환경 고려 사항: 이 공정은 다른 방법에 비해 오염 물질이 적어 환경 친화적입니다.

몬산토 공정은 1960 년대부터 아세트산 생산을위한 지배적 인 방법이었으며, 전 세계 아세트산 생산의 약 90% 에 기여했습니다.

2. 아세트알데히드 산화

아세트알데히드 산화는 아세트산의 제조에 사용되는 또 다른 전통적인 방법이다. 이 과정에서 아세트 알데히드 (CHUR CHO) 는 일반적으로 망간 또는 코발트 염과 같은 금속 촉매의 도움으로 산소가 풍부한 대기의 존재 하에서 산화됩니다.

[ 2 \ 텍스트 {CH}3 \ text{CHO} + \ text{O}2 \ rightarrow 2 \ text{CH}_ 3 \ text{COOH} ]

주요 특징:

• 간단한 반응 경로: 아세트알데히드의 산화는 간단하며 비교적 적당한 작동 조건을 필요로 한다.
• 비용 효율성: 이 방법은 더 간단한 설정과 낮은 에너지 소비로 인해 비용 효율적일 수 있습니다.
• 제한: 제조 속도는 카르보닐화에 비해 느리며, 포름산 및 이산화탄소와 같은 원치 않는 부산물을 생성할 수 있다.

여전히 사용 중이지만, 이 방법은 더욱 효율적인 메탄올 카르보닐화에 의해 대체되었다.

3. 발효 과정

에 대한 생물학적 접근아세트산의 제조 방법에탄올이 호기성 조건에서 아세트산 박테리아 (아세토박터) 에 의해 산화되는 발효입니다.

[ \ 텍스트 {C}2 \ 텍스트 {H}5 \ text{OH} + \ text{O}2 \ 오른쪽 \ 텍스트 {CH}3 \ text{COOH} \ text{H}_ 2 \ text{O} ]

주요 특징:

• 자연 및 재생 가능: 발효는 식물에서 추출한 에탄올과 같은 재생 가능한 자원을 사용하여 환경 적으로 지속 가능한 옵션입니다.
• 낮은 에너지 요구 사항: 화학적 방법과 달리 발효는 실온 및 대기압에서 작동하여 에너지 소비를 줄입니다.
• 식품 산업의 응용: 이 방법은 아세트산이 주요 성분 인 식초 생산에 널리 사용됩니다.

그러나 속도가 느리고 수율이 낮기 때문에 발효는 일반적으로 대규모 산업용 아세트산 생산에 사용되지 않습니다.

4. 나프타의 액체 상 산화

이 방법은 석유화학 정제의 부산물로서 아세트산의 제조에 특히 적합하다. 나프타 또는 부탄의 액상 산화에서 아세트산은 포름 알데히드, 아세톤 및 메탄올과 같은 다른 화합물과 함께 생성됩니다.

[ \ 텍스트 {C}4 \ 텍스트 {H}{10} + 2 \ text{O}2 \ 오른쪽 \ 텍스트 {CH}3 \ text{COOH} \ text{H}_ 2 \ text{O} ]

주요 특징:

• 대규모 생산: 이 방법은 다른 귀중한 부산물과 함께 아세트산을 생산할 수 있기 때문에 정제소에서 선호합니다.
• 보통 수확량: 아세트산의 수율은 적당하지만, 다중 생성물 산출은 전체 공정을 경제적으로 실행가능하게 할 수 있다.
• 산업 관련성: 이 방법은 석유 화학 산업과 가장 일반적으로 관련되어 독립적 인 아세트산 생산에 덜 적합합니다.

5. 탄화수소 산화 (cativa 과정)

몬산토 공정과 관련된 진보된 방법인 카티바 공정은 메탄올 카르보닐화의 또 다른 예이지만, 촉매로서 로듐 대신에 이리듐을 사용한다. 이 프로세스는 더 높은 효율성과 부산물 감소를 허용합니다.

[ \ 텍스트 {CH}3 \ text{OH} \ text{CO} \ rightarrow \ text{CH}3 \ 텍스트 {COOH} ]

주요 특징:

• 높은 촉매 효율: 이리듐계 촉매는 전체 수율을 향상시키고 약간 온화한 조건하에서 작동한다.
• 환경 및 비용 혜택: 카티바 공정은 환경 프로파일의 개선 및 생산 비용 감소로 인해 최근 몇 년 동안 선호되는 방법이되었습니다.

결론

결론적으로,아세트산의 제조 방법효율성, 비용 및 환경 영향 측면에서 크게 다릅니다. 오늘날 가장 널리 사용되는 방법은 높은 효율과 확장 성으로 인해 주로 몬산토 및 카티 바 공정을 통한 메탄올 카르보닐화입니다. 아세트 알데히드 산화 및 발효와 같은 다른 방법은 여전히 사용 중이지만 특히 식품 생산에서 더 많은 틈새 시장에 서비스를 제공합니다. 다양한 제조 방법을 이해하는 것은 생산을 최적화하고 화학 산업에서 지속 가능한 관행을 보장하는 데 중요합니다.