Abstract:
This study investigates improvements in benzoic acid production through the catalytic oxidation of toluene with cobalt octoate. The oxidation process, which occurs under controlled conditions with temperatures ranging from 130 °C to 165 °C, typically results in a conversion rate of 50% toluene with a selectivity of 80% over benzoic acid. However, various by-products such as benzyl alcohol, benzaldehyde, and benzyl benzoate are also formed, which reduces the overall yield. The work identifies methods to minimize these byproducts, particularly benzyl benzoate, which forms in the distillation column. One strategy investigated involved using additives to inhibit the esterification reaction that produces benzyl benzoate, aiming to improve the selectivity of the oxidation process. Experimental results show that maintaining reaction temperatures between 135 °C and 145 °C in combination with using sodium benzoate as an additive effectively reduces the formation of benzyl benzoate and increases the yield of benzoic acid. Furthermore, increasing the O2/toluene ratio increases the oxidation efficiency.
Resumo:
Este estudo investiga melhorias na produção de ácido benzóico através da oxidação catalítica de tolueno com octoato de cobalto. O processo de oxidação, que ocorre sob condições controladas com temperaturas variando de 130 °C a 165 °C, normalmente resulta em uma taxa de conversão de 50% de tolueno com uma seletividade de 80% em relação ao ácido benzóico. No entanto, vários subprodutos, como álcool benzílico, benzaldeído e benzoato de benzila, também são formados, o que reduz o rendimento geral. O trabalho identifica métodos para minimizar esses subprodutos, particularmente o benzoato de benzila, que se forma na coluna de destilação. Com o objetivo de melhorar a seletividade do processo de oxidação, uma estratégia que foi investigada envolve o uso de aditivos para inibir a reação de esterificação que produz benzoato de benzila. Os resultados experimentais mostram que a manutenção de temperaturas de reação entre 135 °C e 145 °C em combinação com o uso de benzoato de sódio como aditivo reduz efetivamente a formação de benzoato de benzila e aumenta o rendimento do ácido benzóico. Além disso, o aumento da relação O2/tolueno aumenta a eficiência da oxidação.
Referência:
POÇO, João Guilherme Rocha; CELLA, Rodrigo; DERENZO, Silas. Improvements in the manufacture of benzoic acid obtained by catalytic oxidation of toluene. Journal of Engineering and Exact Sciences, v.10, n.7, 9p., 2024.
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