Quais são as funções da tecnologia de destilação catalítica na indústria petroquímica? Provavelmente, as pessoas em geral não sabem disso!

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A tecnologia de destilação reacional é uma das técnicas de separação e combinação utilizadas na engenharia química. Trata-se de uma tecnologia bastante avançada nessa área. Na tecnologia de destilação reacional, a separação e a reação ocorrem simultaneamente dentro da mesma coluna, no processo de produção química. Já a tecnologia de destilação catalítica é a tecnologia de destilação reacional que utiliza catalisadores. No início dos anos 80 do século passado, a tecnologia de destilação catalítica foi desenvolvida com sucesso. A utilização racional e científica dessa tecnologia no processo de produção na indústria petroquímica permite que os produtos da reação sejam removidos o mais rapidamente possível. Além disso, a destilação pode aproveitar o calor gerado durante a reação, o que permite reduzir significativamente o consumo de energia na produção. Isso, por sua vez, contribui para diminuir os investimentos necessários em equipamentos, aumentando assim a eficiência econômica das empresas petroquímicas. ◆◆◆ I. Papel da tecnologia de destilação catalítica nas reações de éterificação. Na indústria petroquímica, é necessário produzir metil-t-butílico éter (MTBE), etil-t-butílico éter (ETBE) e éteres de diol. Na década de 1980, pesquisadores utilizaram como matérias-primas o carbono tetra-hidrocarbonado misturado com metanol, aplicando técnicas de troca iônica e destilação catalítica, para sintetizar com sucesso o MTBE. Após o uso generalizado dessa tecnologia, a capacidade de produção das empresas do setor petroquímico aumentou significativamente. Após o tratamento por destilação catalítica, a produção de isobuteno no nosso país tornou-se nacional, o que permitiu que as empresas petrolíferas economizassem grandes quantias em custos de produção. Essa tecnologia de produção é baseada nas patentes americanas relacionadas ao MTBE. Durante seu uso, o MEBE causa uma séria poluição do meio ambiente, sendo que a poluição dos recursos hídricos é particularmente grave. Para melhorar efetivamente esse fenômeno, o ETBE foi sintetizado com sucesso por meio da melhoria no processo de produção do MTBE. Houve um grande aprimoramento em termos de harmonia, pressão de vapor e índice de octano. Além disso, sua capacidade de causar danos à poluição ambiental é baixa, o que está em conformidade com as **políticas ambientais**. No processo de rápido desenvolvimento da indústria automobilística, há um aumento crescente no uso de éteres de etilenoglicol como solventes em tintas eletroforéticas. No entanto, esses produtos representam uma séria ameaça à saúde humana, podendo até causar câncer. Para reduzir o uso de éteres de etilenoglicol, a utilização da tecnologia de destilação catalítica em reatores de tipo batch permite melhorar efetivamente a produção de subprodutos e aumentar a quantidade do produto desejado. Dessa forma, é possível obter éteres de propilenoglicol com menor grau de periculosidade, que podem substituir os éteres de etilenoglicol. Na reação de éterificação, o uso da tecnologia de destilação catalítica não só permite melhorar efetivamente a capacidade de produção das empresas, mas também reduz a poluição ambiental e evita danos à saúde humana. Na indústria petroquímica, deve-se promover o uso dessa tecnologia. ◆◆◆ II. Papel da tecnologia de destilação catalítica nas reações de alquilação 1. Produção de isopropilbenzeno. Entre os materiais básicos utilizados na indústria química orgânica, o isopropilbenzeno é um deles de grande importância. Suas principais funções são a produção de propileno e fenol. Em meados da década de 1980, uma empresa americana desenvolveu a tecnologia de destilação catalítica para produzir isopropileno a partir de propileno e benzeno. Além disso, também foram realizados testes em escala piloto ； E, no final do século XX, as empresas de fibras e produtos químicos de Taiwan utilizaram a tecnologia de destilação catalítica para construir instalações com capacidade de 270 kt/a. No topo e na parte intermediária do reator de alquilação, são adicionados propeno e benzeno. A parte inferior do reator é a seção de destilação, enquanto a parte superior é a seção de reação. Nessa seção de reação, o catalisador é disposto de maneira especial para otimizar as reações. É adicionado, simultaneamente à superfície do catalisador, propileno em fase gasosa e benzeno em fase líquida. A proporção molar entre benzeno e propileno é de 1:10. Isso permite evitar a formação de polipropileno, permitindo assim que a taxa de conversão da reação principal seja aumentada de maneira eficaz. Formação de 2-etilbenzeno. O etilbenzeno também é um material químico muito importante. O gás seco gerado como subproduto da craqueamento catalítico em nosso país ultrapassa 2 Mt/ano, e o etileno produzido não é totalmente utilizado. O etilbenzeno é produzido por meio da reação de alquilação entre o gás seco resultante da craqueação catalítica no setor petrolífero e o benzeno. A industrialização desse processo foi realmente alcançada no início dos anos 90. Posteriormente, desenvolveu-se com sucesso um método para sintetizar o etilbenzeno utilizando etileno puro como matéria-prima, com a ajuda de novos catalisadores à base de zeólitas moleculares. 3. Síntese de alquilbenzenos de cadeia linear. No processo de produção de surfactantes aniónicos sulfonatos de alquilbenzeno, o alquilbenzeno de cadeia linear é o principal material utilizado. Atualmente, no setor industrial, o principal catalisador utilizado na produção é o ácido fluorídrico. Esse método de produção pode acarretar sérios problemas de segurança, além de causar poluição ambiental. E se for escolhido o processo de destilação com catalisador em leito suspenso para a produção de alquilbenzenos de cadeia linear, o produto final terá menos impurezas, podendo ser utilizado como matéria-prima na fabricação de detergentes de alta qualidade. Síntese do 4-metoxialdeído. No processo de produção da resina de poliometaacrilato, um plástico de engenharia de boa qualidade, a síntese do metilaldeído é um passo muito importante. Utilizando a tecnologia de destilação com catalisadores ácidos sólidos, é possível sintetizar metilaldeído em concentrações relativamente altas, a partir de formaldeído e metanol. A taxa de conversão do formaldeído é muito alta. ◆◆◆ III. O papel da tecnologia de destilação catalítica nas reações de isomerização. Nos diesel, óleos lubrificantes, querosene de aviação e gasolina, os alcanos isoméricos são componentes muito importantes. Atualmente, a isomerização de alquilos já se tornou uma técnica bastante desenvolvida. Se for possível utilizar de maneira eficaz a tecnologia de destilação catalítica, será possível aumentar significativamente a taxa de obtenção dos alcanos isoméricos. A tecnologia de isomerização total é uma das técnicas mais utilizadas. A adsorção e separação por meio de zeólitas, juntamente com a isomerização, compõem o processo de produção por isomerização total. ◆◆◆ IV. Papel da tecnologia de destilação catalítica nas reações de esterificação. Nas indústrias petroquímicas, ao produzir ésteres de ácido propilenoglicólico monoalquilado, o uso de métodos tradicionais para a produção acarreta certas dificuldades no controle do processo. O propilenoglicol e o ácido acético presentes nos materiais brutos não reagem completamente durante a reação, e essas substâncias permanecem na fase aquosa presente no topo da coluna de destilação. Após a conclusão da produção, é necessário instalar equipamentos específicos na linha de produção para a recuperação dos reagentes restantes. Nesse processo, não só se desperdiça muita matéria-prima, mas também aumentam os custos de produção e se torna mais difícil o controle. Após a utilização da tecnologia de destilação catalítica no processo de produção, é possível controlar a temperatura e a pressão durante a reação. Além disso, o óleo presente no topo da coluna é reutilizado, o que reduz a dificuldade de controle. Isso permite que o propilenoglicol éter e o ácido acético presentes nas matérias-primas reajam completamente. Não há mais resíduos das matérias-primas no topo da coluna, o que diminui as operações de recuperação necessárias. Isso aumenta a eficiência da produção e reduz os custos de produção. Na produção de metil acriloato, a técnica de destilação catalítica utiliza, principalmente, o efeito das resinas de troca iônica catiônicas de alto grau de acidez. Além disso, o reator é prolongado para que a temperatura seja mantida entre 80 e 100 graus Celsius. Após a reação de esterificação, os compostos azeotrópicos formados se transformam em vapor e saem do reator. Isso acontece porque o equilíbrio no reator é quebrado, permitindo que a reação continue. Graças à ação do catalisador, a taxa de produção de metilacrílico aumentou significativamente. Além disso, é possível controlar a temperatura, permitindo assim uma produção seletiva. Ao mesmo tempo, durante o processo de produção, não é mais necessário o uso de outros solventes, o que simplifica o controle das reações subsequentes e contribui para a economia de energia. Resumo de Xiao Qi: Na indústria petroquímica, o uso da tecnologia de destilação catalítica permite aumentar a eficiência na produção durante as reações de éterificação, alquilação, isomerização e esterificação. Isso reduz a necessidade do uso de vários aditivos no processo de produção, contribuindo assim para a economia dos recursos naturais ； Ao mesmo tempo, durante o processo de produção, o processo de fabricação também foi simplificado, o que permitiu um controle eficaz do processo produtivo ； Algumas operações de recuperação subsequentes às reações de produção foram reduzidas, o que diminuiu os custos de investimento e, assim, melhorou a eficiência econômica da empresa.