Die Rolle des EDTA-Stabilisators und der Mikrokanal-Strömungstechnologie

Adipinsäure, ein grundlegender Bestandteil bei der Herstellung von Chemiefasern, Nylon 66, technischen Kunststoffen und verschiedenen Pharma-, Lebensmittel- und Chemieprodukten, wird üblicherweise durch einen umweltfreundlichen Prozess synthetisiert, bei dem Cyclohexen mit Wasserstoffperoxid (H2O2) katalysiert durch Natrium oxidiert wird Wolframat (Na2WO4).

Bei der grünen Synthesereaktion von Adipinsäure unterliegt H2O2 leicht einer exothermen Zersetzung, und die hohe exotherme Menge der Reaktion kann leicht zu einem thermischen Durchgehen führen. Untersuchungen zur Stabilität von H2O2 haben gezeigt, dass bestimmte Metallionen seine Zersetzung entweder beschleunigen oder hemmen können, wobei sich die Zugabe von Stabilisatoren wie EDTA als wirksam bei der Reduzierung der Zersetzung erwiesen hat.

Allerdings mangelt es an Forschung zur Verbesserung der Stabilität von H2O2 in der Reaktion und zur Erhöhung der Sicherheit des Produktionsprozesses von Adipinsäure.

Wissenschaft und Technologie des Notfallmanagements veröffentlicht a Forschungsartikel mit dem Titel „Auswirkung des Stabilisators EDTA auf die thermische Gefahr des grünen Syntheseprozesses von Adipinsäure und die Entwicklung des Mikrokanal-Kontinuierlichflussprozesses.“

Diese Forschung untersucht methodisch kalorimetrische Experimente zur grünen Synthesereaktion von Adipinsäure und konzentriert sich dabei insbesondere auf die thermischen Parameter und die Reaktionskinetik in einem RC1e-Experiment im Pilotmaßstab und einem Mikrokanal-Durchflussprozess.

Die Studie ergab, dass die grüne Synthese von Adipinsäure eine zweistufige Reaktion umfasst, wobei erhebliche exotherme Reaktionen das Risiko eines thermischen Durchgehens bergen, insbesondere während der zweiten Stufe, in der kein Rückfluss auftritt. Durch die Einbindung des Stabilisators EDTA wurden diese Risiken deutlich gemindert, indem die maximale Temperatur der Synthesereaktion (MTSR) gesenkt und so die Prozesssicherheit erhöht wurde.

Darüber hinaus zeigten Experimente, die in einem Kapillarmikroreaktor aus Edelstahl durchgeführt wurden, dass die Zersetzung von H2O2 mit zunehmender Verweilzeit und Temperatur zunimmt und die Zugabe von EDTA die Zersetzung wirksam reduzieren kann.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Forschung erfolgreich Adipinsäure mit einer Ausbeute von 63,25 % in einem Hochdruck-Mikrokanalreaktor lieferte, was das Potenzial für einen sichereren und effizienteren kontinuierlichen Flusssyntheseprozess zeigt. Diese Ergebnisse unterstreichen nicht nur die Wirksamkeit von EDTA bei der Stabilisierung von H2O2 und der Verhinderung eines thermischen Durchgehens, sondern unterstreichen auch den Wert von Mikrokanalreaktoren für die Verbesserung der intrinsischen Sicherheit und Effizienz der Adipinsäuresynthese.

Dieser Fortschritt ist vielversprechend für die zukünftige Anwendung der Prinzipien der grünen Chemie in industriellen Prozessen, insbesondere bei der Herstellung von Adipinsäure, und trägt so zu sichereren und nachhaltigeren chemischen Herstellungsverfahren bei.