ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидратация олефинов из "Общая химическая технология органических веществ" Присоединение воды к олефинам может быть осуществлено методами прямой и непрямой гидратации. [c.204] Прямая гидратация заключается в непосредственном взаимодействии олефина с водой или водяным паром в присутствии катализаторов (фосфорная кислота и ее соли, серная кислота, окись алюминия, окись вольфрама, некоторые органические соединения и др.). Этот метод получения одноатомных спиртов впервые открыл А. М. Бутлеров в 1876 г. Гидратацией изобутилена и гепти-лена в запаянных трубках в присутствии небольших количеств серной кислоты он получил изобутиловый и гептиловый спирты. [c.204] Процесс гидратации газообразных олефинов происходит с уменьшением объема, поэтому, согласно принципу Ле-Шателье, повышенное давление способствует протеканию реакции. Скорость реакции гидратации зависит от строения олефина и длины его углеродной цепи. С наибольшей скоростью протекает гидратация олефинов с разветвленной углеродной цепью чём короче углеродная цепь олефина, тем труднее происходит его гидратация. [c.204] Большинство алкилсерных кислот, образованных высшими олефинами, гидролизуется холодной водой, однако для получения этилового и изопропилового спиртов гидролиз проводят при 100 С и более высокой температуре. При гидратации олефинов наряду с образсванием спиртов протекают побочные процессы, приводящие к сбразованию простых зфиров и продуктов полимеризации олефинов. Кроме того, алкилсерные кислоты в условиях гидролиза частично разлагаются на олефины и серную кислоту, а выделившийся олефин полимеризуется. [c.205] При проведении сернокислотной гидратации необходимо строго соблюдать установленные оптимальные условия процесса. Уменьшение концентрации кислоты и понижение температуры приводят к замедлению и даже прекращению реакции, увеличение концентрации кислоты и повышение темпера уры способствуют образованию продуктов полимеризации олефигов (смол). [c.205] Производство спиртов методом гидратации олефинов—одна из наиболее важных отраслей промышленности органического синтеза. [c.205] Этиловый спирт применяется как исходный продукт для производства хлороформа, хлораля, диэтилового эфира, диэтилсуль-фата, этилацетата и многих других продуктов органического синтеза. [c.206] Раньше этиловый спирт получали в промышленном масштабе исключительно нз пищевого сырья. [c.206] Этот наиболее старый промышленный способ получения этилового спирта заключается в сбраживании осахаренного крахмала, картофеля или зерна Осахаривание производится с помощью солода (измельченные проросшие зерна ячменя). Под влиянием находящихся в солоде сложных биологических катализаторов (энзимы) происходит расщепление крахмала с образованием дисахарида—мальтозы СиНззОц. Под действием других энзимов, вводимых в осахаренный раствор с дрожжами, мальтоза расщепляется с присоединением воды на две молекулы глюкозы СбН120д. [c.206] При получении этилового спирта этим способом расходуется большое количество ценного пищевого сырья (9—9,5 т картофеля, или 3—3,5 т ржи, или 18—19 т сахарной свеклы на 1 т этилового спирта). В связи с этим важное значение приобрели способы получения спирта из непищевого сырья. [c.206] В настоящее время большие количества этилового спирта получают сбраживанием растительного сырья, содержащего крахмалистые вещества,—оса-харенной древесины (стр. 77) и сульфитных щелоков (отходы целлюлозного производства). Большие перспективы имеет использование для этой цели сульфитных щелоков, содержащих 1—1,5% сахаров. В процессе получения этилового спирта щелока нейтрализуют и охлаждают, отфильтровывают от взвешенных частиц и заливают в деревянные или железобетонные бродильные чаны, куда добавляют дрожжи. Образовавшийся в результате брожения сахаров этиловый спирт затем подвергают очистке и ректификации. [c.206] Синтетический этиловый спирт получают методами сернокислотной или прямой гидратации этилена. [c.206] Катализатором парофазного процесса является фосфорная кислота на носителе, в качестве которого используют силикагель или синтетический алюмосиликат. Фосфорнокислотный катализатор содержит 38—40% активной кислоты, вводимой в виде свободной фосфорной кислоты или гидролизующихся фосфатов. [c.206] Однако примёняемые в настоящее время промышленные катализаторы активны лишь при температурах выше 250 X. При 260 и 70 ат (молярное отношение Н2О С2Н4=0,65 1) конверсия этилена составляет 3% при повышении температуры до 280 конверсия увеличивается до 5%. Величина давления в данном процессе ограничивается точкой росы водяных паров, т. е. условиями начала их конденсации. [c.207] Гидрататор (рис. 72) представляет собой цилиндрическую полую колонну диаметром 1,5 м и высотой 10 м, выполненную из углеродистой стали. Стенки и днища ее для защиты от коррозионного действия фосфорной кислоты обкладывают изнутри листами красной меди. [c.208] Катализатор загружают в аппарат слоем высотой 8,5 м. Для удлинения срока службы катализатора его дополнительно насыщают, вводя в гидрататор вместе с паро-газовой смесью распыленную фосфорную кислоту. При объемной скорости циркуляции парогазовой смеси, равной 1800—2000 газа на 1 катализатора в час, производительность гидрататора составляет 180—200 кг1ч спирта с 1 ж катализатора. [c.208] Сернокислотная гидратация этилена.Процесс сернокислотной гидратации (см. реакцию на стр. 204) проходит последовательно через стадии образования промежуточных продуктов— этилсерной кислоты С Н ЗО Н и диэтилсульфата (С.2Нд0)2802 и гидролиза алкилсульфатов водой до этилового спирта. Последний затем поступает на очистку и ректификацию. [c.208] При взаимодействии этилена с серной кислотой (первичная реакция) сначала образуется этилсерная кислота, а затем диэтил-сульфат (вторичная реакция). [c.208] Распределение серной кислоты в продуктах реакции в зависимости от молярного соотношения этилена и кислоты в реакционной массе приведено на рис. 73. [c.208] Вернуться к основной статье