ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Принципы в технологии гидратации низших олефинов в спирты из "Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза" О Необходимо построить технологическую схему по принципу многократной циркуляции реагирующей газовой смеси через реактор с отводом целевого продукта (этанола) посредством конденсации. [c.431] О Процесс необходимо проводить при эквимолярном или близком к нему соотношении этилен/водяной пар. [c.431] Технологическая схема процесса прямой гидратации этилена приведена на рис. 12.9. С помощью компрессора свежий этилен подается во всасывающую линию циркуляционного компрессора 2, из которого рециркулирующая газовая смесь через теплообменники 3 и 4 направляется в инжектор 5 на смешение с водяным паром высокого давления (/=450°С / =8,0 МПа), поступающим обычно с ТЭЦ. [c.431] Часть 2. Технология крупнотоннажных произволств. .. [c.432] В ХОЛОДИЛЬНИК 10, где завершается конденсация паров воды и этанола. Далее газожидкостная смесь сепарируется в аппарате 11, газ рециркулирует в компрессор 2, причем часть его отводится ( отдувка инертных) на установку разделения для регенерации этилена. Из аппарата 11 через дроссельный вентиль 12 конденсат направляется в сепаратор низкого давления 13, где из него вьщеляется растворенный под давлением газ, который отводится для вьщеления этилена. Конденсат (этанол-сырец) собирается в приемник 14, откуда откачивается на ректификацию. [c.432] Глава 12. Произволство этилового и изопропилового. .. [c.433] Применение нового катализатора позволяет резко сократить (= в 2 раза) циркуляцию газовых потоков, сделать менее громоздкой систему теплообмена, исключить всю технологию подпитки , нейтрализации и регенерации фосфорной кислоты и т. д. Высокая селективность процесса позволит упростить установку разделения, сведя ее, по сути, к одной колонне ректификации этанола. [c.434] И все же следует подчеркнуть принципиальную недостаточность этого способа, а именно снижение температуры процесса обусловливает снижение давления, что является неблагоприятным фактором для процесса. [c.434] Здесь следует дать физико-химическую характеристику этого процесса. [c.434] Казалось бы, конверсия не должна зависеть от давления, так как реакция идет без изменения объема. Однако, как показали уточненные термодинамические расчеты, конверсия увеличивается с повышением давления. Это связано с изменением в благоприятном направлении соотношений летучестей и коэффициентов активности реагентов при изменении давления. Так, при температуре 250°С и давлении 30 МПа теоретически возможный выход этанола за один проход составляет -60%. Практический выход составит, вероятно, 30—40 %. Кроме того, повышение давления увеличивает растворимость этилена в воде, что способствует диффузии его через воду к поверхности катализатора, т.е. ускоряет процесс. [c.435] Учитывая малую теплоту реакции, отвод тепла даже при столь большой конверсии, по-видимому, не составит затруднений и сможет быть осуществлен за счет испарения некоторого количества воды. Наиболее простым и экономичным технологическим решением представляется проведение такого процесса в реакторе-колон-не, как совмещенного с ректификацией в присутствии какого-либо твердого катализатора, сформованного в виде насадки, пригодной для проведения одновременно и ректификации, например в виде колец Рашига. Основная проблема заключается в поиске подходящих катализаторов. [c.435] Исследования такого жидкофазного процесса проводились в проточном реакторе в присутствии оксида вольфрама ,0 , активированного оксидом цинка ZnO на носителе - силикагеле при t = 250 °С и Р= 30 МПа. При подаче на верх такого реактора этилена и воды снизу отводился 20 %-ный водный раствор этанола. Процесс характеризуется весьма низкой производительностью, которая составляет примерно 1 л этанола с 1 л катализатора в сутки. Аналогичные результаты были получены и при использовании в качестве катализатора нейтральных ионообменных смол. [c.436] Применение в качестве катализатора раствора серной кислоты концентрацией примерно 1-10% показало, что при температуре = 200—250 °С и давлении =10 МПа конверсия этилена за один проход достигает 90 %. [c.436] В промышленности изопропиловый спирт получают главным образом методом сернокислотной гидратации, однако ведутся работы и по осуществлению прямой гидратации пропилена. [c.436] Например, в нашей стране еще в 1956 г. были проведены такие исследования на твердом фосфорно-кислотном катализаторе (силикагель, пропитанный фосфорной кислотой). При температуре 170 °С, давлении 0,7-0,9 МПа и мольном соотношении водяной пар/пропилен 0,7-1,0 конверсия пропилена за один проход достигала 6 %, выход спирта — 95 %, выход спирта с 1 м катализатора -80 кг/ч при концентрации спиртоводного конденсата 20 %. [c.436] Следует подчеркнуть, что приведенные данные подтверждают отмеченное ранее (при рассмотрении процесса прямой гидратации этилена) определяющее значение температуры не только в отношении конверсии пропилена и скорости (производительности) процесса, но и в отношении давления. Здесь также проявляется закономерность чем ниже температура процесса, тем ниже давление при прочих равных условиях (во избежание конденсации водяного пара). [c.437] Принципиальные технологические схемы прямой гидратации пропилена с участием фосфорно-кислотного катализатора в основном будут, очевидно, аналогичны таковым для прямой гидратации этилена. [c.437] Необходимо упомянуть о применении нейтральных вольфрам-содержащих катализаторов, работающих при высоких температурах 230—320 °С и давлениях 8—25 МПа. Например, на твердом катализаторе, содержащем 22% 5% 7пО, при мольном соотношении водяной пар/пропилен 10, температуре 230—240 °С и давлении 20—25 МПа конверсия пропилена достигает 50%, а выход спирта — 95 %. В конденсате содержится 20 % спирта выход спирта с 1 м катализатора составляет 15—30 кг/час. [c.437] Однако если приведенные данные проанализировать с точки зрения упомянутого выше определяющего влияния температуры процесса на его давление, то обнаруживается явное несоответствие между ними. Так, верхнему пределу температуры 240 °С соответствует давление насыщенного водяного пара 3,4 МПа. В то же время при мольном соотношении водяной пар/пропилен 10 даже при нижнем пределе общего давления 8 МПа парциальное давление воды должно составить 80 х 10/11 = 7,3 МПа, что явно невыполнимо. По-видимому, в этом случае протекает жидкофазный процесс, а не газофазный. [c.437] Описан жидкофазный процесс прямой гидратации пропилена с участием твердого катализатора - катионообменной смолы в качестве катализатора с использованием исходного 92 %-ного пропилена при мольном соотношении ЩО(ж.) 12,5-15,0. При температуре 130—150 °С и давлении 6—10 МПа конверсия пропилена достигает 75% при весьма незначительном образовании побочных продуктов, т. е. высоком выходе спирта. [c.437] Вернуться к основной статье