ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Технология высокомолекулярных соединений из "Основы химической технологии" Из многочисленных реакций, в которые вступают олефины, наибольшее практическое значение имеют процессы гидратации. Таким способом получают этанол, изопропиловый спирт и др. В настоящее время этанол по объему производства занимает первое место среди всех других органических продуктов. [c.263] С каждым годом спирт, получаемый из пищевого сырья, все более и более заменяется синтетическим. 1 т этилена позволяет сэкономить более 4 т зерна. Синтетический спирт из этилена в несколько раз дешевле пищевого и требует меньших затрат труда. [c.263] Этанол С2Н5ОН является жидкостью, кипящей при 78,3 °С. Область взрываемости находится в пределах концентраций 3—20 % (по объему). Относится к классу малоопасных токсичных веществ, обладает наркотическим действием на организм человека. [c.263] Для уменьшения выхода диэтилового эфира гидролиз ведут по возможности быстрее, сразу же отгоняя образующийся спирт с тем, чтобы его концентрация в растворе была небольшой. [c.264] С образованием этилсульфата скорость поглощения увеличивается, так как этилен в нем растворяется лучше, чем в чистой серной кислоте. Однако этилсульфат разбавляет серную кислоту, в связи с чем общая скорость реакции снижается. Поэтому по высоте абсорбционной колонны условия для поглощения этилена неодинаковы. [c.264] В этиленовой фракции не должно содержаться пропилена и ацетилена. Пропилен ухудшает качество спирта из-за образующихся полимеров и изопропилового спирта. Ацетилен способствует образованию взрывоопасного ацетиленида меди при соприкосновении с медной футеровкой аппаратуры. [c.265] Сернокислотный раствор из абсорбера направляют в гидролизер с керамической насадкой, где его разбавляют водой до содержания Н2504 50 %. Температуру в гидролизере поддерживают 100—110°С, давление 0,2—0,3 МПа. Время гидролиза 0,5 ч. [c.265] Отработанную 50 %-ную серную кислоту отводят на очистку от смолистых примесей и после концентрирования и добавки олеума снова подают в абсорбер. [c.265] Как следует из уравнения реакции и термодинамических данных рис. 13.10, чтобы равновесие сдвинуть в сторону гидратации этилена, необходимо понижение температуры и повышение давления, однако при ниже 280°С скорость гидратации очень мала, а применение давления более 8 МПа экономически не рентабельно. Наилучший катализатор, увеличивающий скорость гидратации,— фосфорная кислота на носителе. Важными показателями при катализе являются скелет и поверхность носителя. Широкопористый носитель (силикагель, алюмосиликат) облегчает диффузионные процессы. Катализ осуществляют свободной кислотой, находящейся на поверхности носителя в жидком состоянии. Концентрация кислоты — один из важных показателей активности катализатора — зависит от парциального давления паров воды. Если массовая доля кислоты в растворе ниже 83 %, выход спирта резко уменьщается. Поэтому нельзя поддерживать большие молярные соотношения воды и этилена, как это вытекает из термодинамики процесса. [c.266] Реакцию гидратации проводят в аппарате непрерывного действия, который называют гпдрататором. Он представляет собой полую стальную колонну диаметром 1,5 м и высотой 10 м. Во избежание коррозии под действием фосфорной кислоты корпус и днище выкладывают листами красной меди. Катализатор насыпают в реактор слоем на высоту 8,5 м. Смесь этилена и паров воды проходит сверху через слой катализатора и выводится из нижней части гидрататора. Ввиду малой степени превращения и небольшой теплоты реакции гидрататор не нуждается в охлаждении. По режиму работы гидрататор приближается к адиабатическому реактору идеального вытеснения. [c.267] Метод прямой гидратации этилена весьма перспективен, однако дальнейшее его усовершенствование заключается в подборе наиболее активных катализаторов и изыскании путей осуществления жидкофазного процесса, что позволит уменьшить температуру процесса и увеличить степень превращения этилена. Метод позволяет создавать установки большой производительности, осуществить водооборот технологической воды, избавляет от сернокислотного хозяйства. [c.267] Технологическая схема прямой гидратации этилена представлена на рис. 13.11. [c.268] Этилен и воду нагревают в теплообменнике 1 за счет теплоты реакционной смеси, выходящей кз гидрататора 3. В печи 2 с огневым нагревом испаряют оставшееся количество воды и нагревают смесь до 280—290°С. Затем парогазовая смесь поступает в гидрататор 3. Выходящие из гидрататора реакционные газы содержат этилен, пары воды, этанол, диэтиловый эфир, фосфорную кислоту. Во избежание коррозии последующей аппаратуры проводят нейтрализацию фосфорной кислоты водным раствором щелочи (на схеме не показано). После того как горячие реакционные газы отдадут свою теплоту исходной смеси в теплообменнике 1, пары спирта и воды конденсируются в сборнике 4 и холодильнике 5. Полная промывка газа идет в промывочной колонне 6 с насадкой. Непрореагирбвавшпй этилен вновь возвращается после сжатия и нагревания в гидрататор. Водный раствор спирта направляют на ректификацию. [c.268] Вернуться к основной статье