Oxidation of propionic acid solutions

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Abstract

Wet air oxidation is a process in which organic materials in the aqueous phase are oxidized by air at temperatures between 300°F and 600°F and pressures of 1000-1800 psia. To improve our understanding of the process, its kinetics were studied using a propionic acid solution to simplify both analysis and rate measurements. The aim of the research was to define the regime where the reaction rate is kinetically controlled, to develop a model for the reaction rate and to interpret the model in terms of mechanism. Oxidation appears to proceed homogeneously in the aqueous phase and is probably kinetically controlled between 450° and 550°F. The oxidation appears to take place via two principal routes. Approximately half the propionic acid is oxidized completely to carbon dioxide while the oxidation of the remainder apparently proceeds via acetaldehyde as an intermediate to acetic acid. Acetic acid oxidizes only at a very low rate. A power law rate expression was developed which adequately described the oxidation of propionic acid solutions.

Abstract

L'oxydation par l'air humide est un procédé par lequel des produits organiques sont oxydés en phase aqueuse par l'air à des températures comprises entre 300°F et 600°F et sous des pressions absolues variant entre 1000 et 1800 lbs au pouce carré. Pour mieux le comprendre, on a étudié la cinétique du dit procédé, en employant une solution d'acide propionique pour simplifier l'analyse et les mesures de vitesse. Le but de la recherche était (a) de définir le régime où la vitesse de réaction étant réglée cinématiquement, (b) de mettre au point un modèle pour la vitesse de réaction et (c) d'interpréter le modèle en fonction du mécanisme. L'oxydation a semblè se faire d'une manière homogène dans la phase aqeuse et elle a été probablement réglée cinématiquement entre 490° et 550°F. L'oxydation s'est apparemment faite par deux routes principales: environ la nioitié de l'acide propionique a été oxydée complètement en anhydride carbonique, tandis que le reste de l'acide s'est transformé apparemment en acide acétique en passant par l'aldéhyde acétique. L'acide acétique ne s'oxyde qu'à une très faible vitesse. On a mis au point une expression de la vitesse relativement à la loi d'énergie qui a permis de décrire adéquatement l'oxydation des solutions d'acide propionique.

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