Wetenschap
Verbetering van de veiligheid bij de synthese van groene adipinezuur:de rol van EDTA-stabilisator en microkanaalstroomtechnologie
Adipinezuur, een fundamenteel onderdeel bij de productie van chemische vezels, nylon 66, technische kunststoffen en diverse farmaceutische, voedsel- en chemische producten, wordt gewoonlijk gesynthetiseerd via een groen proces waarbij cyclohexeen wordt geoxideerd met waterstofperoxide (H2 O2 ) gekatalyseerd door natriumwolframaat (Na2 WO4 ).
In de groene synthesereactie van adipinezuur, H2 O2 ondergaat gemakkelijk exotherme ontleding, en de hoge exotherme hoeveelheid van de reactie kan gemakkelijk leiden tot thermische runaway. Onderzoek naar de stabiliteit van H2 O2 heeft aangetoond dat bepaalde metaalionen de afbraak ervan kunnen versnellen of remmen, waarbij de toevoeging van stabilisatoren zoals EDTA effectief blijkt te zijn in het verminderen van de afbraak.
Er is echter een gebrek aan onderzoek naar het verbeteren van de stabiliteit van H2 O2 in de reactie en het verbeteren van de veiligheid van het productieproces van adipinezuur.
Wetenschap en technologie op het gebied van noodbeheer publiceerde een onderzoeksartikel met de titel "Effect van stabilisator EDTA op het thermische gevaar van het groene syntheseproces van adipinezuur en de ontwikkeling van een continu stroomproces met microkanalen."
Dit onderzoek onderzoekt methodisch calorimetrische experimenten met de groene synthesereactie van adipinezuur, waarbij de nadruk specifiek ligt op de thermische parameters en reactiekinetiek in een RC1e-experiment op pilotschaal en een continu stroomproces op microkanalen.
Uit het onderzoek bleek dat de groene synthese van adipinezuur een reactie in twee fasen omvat, waarbij significante exotherme reacties het risico op thermische overstroming met zich meebrengen, vooral tijdens de tweede fase, waarin geen reflux optreedt. Het opnemen van de stabilisator EDTA verkleinde deze risico's aanzienlijk door de maximale temperatuur van de synthesereactie (MTSR) te verlagen, waardoor de procesveiligheid werd vergroot.
Bovendien hebben experimenten uitgevoerd in een roestvrijstalen capillaire microreactor aangetoond dat de ontleding van H2 O2 neemt toe met de toename van de verblijftijd en temperatuur, en de toevoeging van EDTA kan de ontleding effectief verminderen.
Samenvattend leverde het onderzoek met succes adipinezuur op met een opbrengst van 63,25% in een hogedrukmicrokanaalreactor, wat het potentieel aantoont voor een veiliger, efficiënter continu stroomsyntheseproces. Deze bevindingen benadrukken niet alleen de effectiviteit van EDTA bij het stabiliseren van H2 O2 en het voorkomen van thermische runaway, maar benadrukken ook de waarde van microkanaalreactoren bij het verbeteren van de intrinsieke veiligheid en efficiëntie van de adipinezuursynthese.
Deze vooruitgang houdt een grote belofte in voor de toekomstige toepassing van groene chemieprincipes in industriële processen, met name bij de productie van adipinezuur, en draagt daarmee bij aan veiligere en duurzamere chemische productiepraktijken.