Oczyszczanie ścieków technologicznych z kwasu octowego metodą destylacji reaktywnej - modelowanie kinetyki reakcji estryfikacji

Zainteresowanie ochroną środowiska leży u podstaw zrównoważonej gospodarki światowej. Koncepcja wytrzymałości światowego systemu ekologicznego opiera się na dwóch podstawowych pojęciach: potrzeby i ograniczenia. W myśl tej tezy prowadzone są poszukiwania nowych "ekologicznych" technologii oraz metod modernizacji już istniejących. Destylacja reaktywna jest jednym z tych innowacyjnych trendów. Pomimo faktu, że w przemyśle chemicznym idea tworzenia procesów hybrydowych nie stanowi novum, to jednak dopiero na przestrzeni ostatnich lat, wskutek wzrostu popytu na dodatki do benzyn bezołowiowych, proces destylacji reaktywnej zaczął cieszyć się zainteresowaniem. W roku 1984 koncern Eastman Kodak Chemicals wykorzystując destylację reaktywną rozpoczął produkcję MTBE na skalę przemysłową. Kombinację dziewięciu kolumn destylacyjnych i reaktora zastąpiono jedną kolumną reaktywną [1, 2].

The paper presents possibilities of reactive distillation column application in recovery of acetic acid from waste water and industrial streams. Reaction zone of RD column is equipped with hybrid structural plate. This is new apparatus solution for reactive separation process. There was investigated kinetics of esterification in diluted water solution. Experimental conversion was compared with modeling in process simulator using pseudo homogenous and heterogenous kinetics equation. Hybrid structural plate (Fig. 1b) is a solution that allows to perform the esterification reaction of acetic acid using methanol. The study aimed at mapping the process conditions used in the plate column used in RD column. Satisfying (ca. 50%) conversion rate of 99.5% acetic acid was obtained. The reaction in aqueous solution runs slower, due to the diluted streams of reagents, shift of the equilibrium of reaction and limited use of catalyst accumulated in the perforated container. Presented construction solution, with some modifications, is the subject of the patent application being developed [15]. Esterification of concentrated solutions of acetic acid in plate devices can be described with a heterogeneous model, and diluted with pseudohomogenic model. Mass transport, assuming ideal mixing in the heterogeneous system is very complicated and seems to have a slightly different mechanism for three-phase system (vapour/liquid/solid) in the reactive column with plates working on the idea barbotage than catalytic structural fills. Application of kinetic equations from pseudohomogenic or heterogeneous models is correct for the RD column equipped with only the dumped or structural fill of KATAPAK type [14], working under the streamlined regime.