Катализатор гидратации этилена

Катализаторы, фосфорнокислотные, классификация, приготовление, усовершенствования, гидратация, этилен, олигомеризация, олефины [c.32]

Столь малая конверсия этилена и низкая производительность катализатора обусловили необходимость работы не с разбавленным (как в сернокислотной гидратации) этиленом, а с концентрированным 98—99 %-ным этиленом. Даже при таком концентрированном этилене, т.е. при содержании в нем до 2% инертных примесей (этан, метан, водород и др.), они накапливаются в рециркулирующем газе, что приводит к снижению содержания этилена. Нижний предел концентрации этилена принят в настоящее время =85%, т.е. соответствует содержанию инертных примесей =15%. Поэтому необходим отвод последних с частью рециркулирующего газа (отдувка на установку газоразделения), которая составит 2100/15 = 13 % от подачи свежего 98 %-ного этилена. [c.429]

Прямая гидратация этилена — более совершенный процесс, при котором происходит непосредственное присоединение воды к этилену в присутствии катализатора. Гидратация проводится в паровой и жидкой фазах по реакции [c.204]

Реакции гидратации проводят в различных условиях. Так, этилен гидратируют в газовой фазе при высокой температуре и высоком давлении в присутствии фосфорной кислоты или других катализаторов. Гидратацию ацетилена проводят в жидкой (водной) фазе при повышенной температуре ( 100°) катализатором процесса служит окись ртути, растворенная в серной кислоте. Гидратация окисей этилена и пропилена протекает в водной фазе и требует лишь нагревания (не выше 150°) и соответствующего давления. [c.315]

Для непосредственного присоединения воды к этилену необходимо присутствие катализаторов. Число рекомендованных доселе катализаторов гидратации весьма велико. Их можно разбить на следующие четыре гр)шпы [c.86]

Первые практические результаты по прямой гидратации этилена были получены в США фирмой Шелл Кемикал Корпорейшн [37]. Способ этой фирмы состоит в том (рис. 126), что этилен и водяной пар в молярном отношении 0,6 1 при 300° и 70 ат давления пропускают над катализатором, состоящим из фосфорной кислоты, нанесенной на диатомовую землю. На 1 катализатора в час мо кет быть пропущено 1800 ж газа (приведенного к нормальному давлению). Этилен должен быть 97%-ной чистоты. Превращение этилена за один проход составляет около 4,5%, что вынуждает ра- [c.205]

Гидратация этилена осуществляется двумя методами при помощи серной кислоты (сернокислотная гидратация) и непосредственным взаимодействием этилена с водяным паром в присутствии катализаторов (парофазная каталитическая гидратация). Сернокислотный способ, открытый А. М. Бутлеровым, получил промышленное осуществление только в послевоенные годы. Он состоит из следующих четырех стадий 1) абсорбция этилена серной кислотой с образованием сернокислых эфиров 2) гидролиз эфиров 3) выделение спирта и его ректификация 4) концентрирование серной кислоты. Взаимодействие между этиленом и серной кислотой состоит из двух этапов первый — физическое растворение этилена в серной кислоте и второй — гомогенное взаимодействие обоих компонентов с образованием алкилсульфатов по уравнениям [c.169]

Технологическая схема прямой гидратации этилена (рис. 70) состоит из нескольких непрерывно протекающих операций 1) приготовления исходной парогазовой смеси 2) гидратации этилена 3) нейтрализации паров продуктов, образующихся в результате реакции 4) рекуперации теплоты рециркулирующих потоков и 5) очистки циркулирующего газа. Гидратация этилена проводится в контактном аппарате, который для защиты от коррозии выкладывается красной медью. Этилен смешивается с водяными парами и вся смесь направляется в теплообменник и затем в печь, откуда парогазовая смесь при 280°С поступает в гидрататор, который заполнен катализатором на высоту 8,5 м. Время контакта 18—20 с. [c.173]

Прямая гидратация этилена с применением фосфорнокислого катализатора производится следующим образом (рис. 126). Реактор представляет собой колонну высотой 10 ж и диаметром 1,5 м. Чтобы предохранить от действия фосфорной кислоты стальной корпус колонны, она внутри футерована листовой красной медью, с которой эта кислота не реагирует. В колонну помещен катализатор, слой которого составляет 8,5 м. В верхнюю часть колонны под давлением 75—80 ат и при температуре 220—270° С подается смесь этилена и водяного пара. Эта смесь за счет выделяющегося при реакции тепла нагревается до 280—300° С и проходит сверху вниз через слой катализатора. Реакция с водой за один проход через слой катализатора происходит лишь частично, поэтому проводится многократная циркуляция смеси. В конечном итоге выход этилового спирта составляет 95% по отношению к использованному этилену. Из нижней части колонны получают водный раствор спирта концентрацией [c.328]

Особенности технологического процесса выход этилового спирта после прохождения этилена через контактный аппарат с катализатором составляет 5%, поэтому этанол отделяют, а непрореагировавший этилен повторно вводят в контактный аппарат (принцип циркуляции). Нагретые продукты реакции поступают в теплообменник, где охлаждаются и отдают теплоту этилену, поступающему на гидратацию. Этанол из водного раствора выделяют в ректификационной колонне. [c.191]

Прямая гидратация этилена. Реакцию непосредственного присоединения воды к этилену долгое время не удавалось осуществить. Однако применение катализаторов в этой реакции позволило получать этиловый спирт с хорошим выходом. В настоящее время метод прямой гидратации этилена освоен промышленностью и является очень перспективным. [c.104]

Реакцию прямого присоединения воды к этилену долго не удавалось осуществить с выходами, представляющими практический интерес. Основная трудность состояла в подыскании соответствующего катализатора. Начиная с 30-х годов, появились десятки патентов, предлагавших самые разнообразные вещества в качестве катализаторов реакции прямой гидратации этилена. [c.249]

Хотя увеличение молярного отношения воды к этилену является благоприятным фактором глубины конверсии этилена в процессе гидратации, однако одними термодинамическими данными нельзя руководствоваться при выборе оптимальных условий, а необходимо учитывать кислотный характер катализатора и роль концентрации кислоты на пленке на катализаторе. [c.254]

Одним из первых катализаторов была серная кислота при нагревании крахмала с разбавленной серной кислотой К. С. Кирхгоф (Петербург, 1811) произвел осахаривание крахмала и организовал промышленное производство глюкозы. Подобным же каталитическим действием обладает серная кислота (и некоторые другие кислоты) при реакции дегидратации спиртов до простых эфиров или до олефинов, или при обратной реакции гидратации этих веществ до соответствующего спирта. Так, при приливании этилового спирта к нагретой концентрированной серной кислоте при температуре 140 °С образуется эфир, при 170 °С—этилен При нагревании эфира или этилена с разбавленной серной кислотой происходит обратная реакция гидратации до этилового спирта. Сама же серная кислота при этом не расходуется, и если бы не наличие побочных реакций окисления, могла-бы катализировать превращение неограниченно больших количеств спирта или эфира. Если катализируемое вещество и катализатор находятся в одном и том же агрегатном состоянии и не имеют видимых поверхностей раздела (подобно тому, как это было в описанном примере), катализ называют гомогенным, если же катализатор представляет собой твер- [c.145]

При получении олефинов пиролизом углеводородов наряду с этиленом и пропиленом образуются в сравнительно небольших количествах (менее 2%) и высоконенасыщенные соединения, в основном ацетилен и его гомологи [4П. Наличие этих соеди-нений в пирогазе и в получаемых впоследствии его фракциях отрицательно сказывается на показателях процессов переработки олефинов снижается выход продуктов (процесс полимеризации), отравляются катализаторы (карбонилирование, гидратация и алкилирование), ухудшаются условия и безопасность эксплуатации установок из-за образования купренов. Исходя из этого, в настоящее время к чистоте олефинов предъявляются повышенные требования. [c.43]

Из многочисленных катализаторов, пригодных для прямой гидратации олефинов, только два—фосфорная кислота на носителе и про-мотированная окись вольфрама—имеют в настоящее время промышленное значение. В процессе Шелл получения этанола в качестве катализатора применяется фосфорная кислота на целите. На активность этого катализатора влияет абсорбция влаги при повышенных давлениях и высокой величине отношения водяной пар/этилен. Повышение температуры благоприятно влияет на активность катализатора, однако если не предусмотрено соответствующее регулирование других переменных факторов процесса, то равновесие сдвигается в сторону уменьшения концентрации этанола в получаемых продуктах. [c.403]

Гидратация этилового эфира 40% превращается в ацетон, 10% Б этиловый спирт и 18% в этилен 1 идроокиси, приготовленные из 100 г алюминия, 100 г тонкодиспергированной окиси железа (отфильтрованный и высушенный при 120—130° катализатор) Окись магния 252 [c.470]

Непосредственная гидратация этиленовых углеводородов этилен вместе с водяным паром пропускают при 150° через трубку, содержащую катализатор получается 15—20% спирта [c.116]

Каталитическая гидратация олефинов лежит в основе промышленного производства спиртов из олефинов. Например, этилен превращают в этиловый спирт [352], пропилен—в изопропиловый спирт [356], а н- и изобутилены соответственно в 2-бутиловый и треш-бутиловый спирты [357]. В качестве катализаторов используют серную и фосфорную кислоты. [c.153]

Технические преимущества применения ионитов заключаются в высокой избирательности этих катализаторов, а также в общих для твердых кислот свойствах — отсутствии корродирующего действия и легкости отделения от реакционной массы путем фильтрации. Хорошим примером высокого избирательного действия ионитов является гидратация окиси этилена в этилен-гликоль на сульфоионитах, [c.59]

Существенным сдвигом в этом отношении являются исследования Борескова с сотрудниками [16], предложивших вольфрамовые катализаторы особого приготовления. В паровой фазе на этих катализаторах при 270°С, 80 атм, молярном отношении воды к этилену 0,9 1 и объемной скорости по этилену 2000 л1л-час конверсия этилена достигает 6% и съем спирта 220 г/л катализатора в час. В жидкой фазе конверсия этилена составляет 50—70% оптимальными условиями процесса являются температура 270°С и давление 120 атм. В табл. 1 приведены работы по гидратации олефинов в соответствующие спирты. [c.266]

На катализаторе Лебедева имеют место 2 параллельных процесса распад диэтилового эфира на спирт и этилен и частичная гидратация диэтилового эфира до этилового спирта, что приводит к косвенному участию его в образовании дивинила. [c.185]

Недостатки метода сернокислотной гидратации этилена — высокие капиталовложения при сооружении установок, примепепие кислотостойкой аппаратуры, большие энергозатраты на упаривание кислоты — вызвали необходимость исследования процесса прямой гидратации этилена, т. е. непосредственного присоединения воды к этилену без участия серной кислоты. Трудность состояла в том, что при этой реакции не удавалось достигнуть выходов спирта, представляющих практический интерес. Все предлагаемые катализаторы — водные растворы минеральных кислот (серной, соляной, фосфорной) и твердые катализаторы — соли и окислы металлов давали низкие выходы спирта. [c.210]

Для процесса каталитической гидратации требуется сырье с концентрацией этилена не ниже 97%, в то время как для сернокислотной гидратации пригодно сырье с более низким содержанием этого углеводорода. Однако в настоящее время получение этилена высокой чистоты не представляет особых трудностей. Поступающее в реактор сырье является смесью свежего и рециркулирующего этилена с водяным паром с молярным отношением пара к этилену около 0,6 1. Смесь пропускается над фосфорнокислотным катализатором (фосфорная кислота на целите). Реакция проводится при температуре 300° С и давлении 68 ат. [c.57]

Так же, как и этилен, пропилен гидратируется каталитически сернокислотная гидратация протекает при умеренных температурах (20—70° С) через промежуточную стадию образования алкилсульфата прямой гидролиз протекает в присутствии катализаторов фосфорной и вольфрамовой кислоты при более высоких температурах (180—300° С). Для гидратации пропилена чаш е применяется сернокислотный метод. [c.431]

Одним из важных продуктов нефтехимии является изопропиловый спирт, используемый в больших количествах в качестве растворителя, как сырье для дегидрирования или окисления в ацетон, для получения сложных эфиров и для других целей. Основные количества изопропилового спирта получаются в процессе гидратации пропилена, который во многом аналогичен гидратации этилена. Пропилен так же, как и этилен, может быть превращен в спирт по сернокислотному методу гидратации н прямой гидратацией на твердых катализаторах. Оптимальные условия гидратации пропилена по обоим этим методам несколько мягче, чем при получении спирта из этилена. Сернокислотная гидратация пропилена в промышленности была осуществлена еще в 20-х годах, задолго до организации производства синтети- [c.137]

Установлено также, что от соотношения НгО СгН4 зависит и активность катализатора гидратации. Оптимальная концентрация фосфорной кислоты в жидкостной пленке на пористом носителе составляет 83—85%. Эта величина зависит от парциального давления водяного пара, которое определяется общим давлением в системе и мольным отношением вода этилен. Оптимальная концентрация Н3РО4 наблюдается при отношении НгО СгН4 = =0,75 1. С дальнейшим ростом этого отношения возрастает количество воды в пленке, уменьшается концентрация кислоты и [c.19]

Второй способ гидратации олефинов в спирты заключается в прямом каталитическом присоединении воды по олефиновой двойной связи. В этом процессе олефин (этилен) вместе с водяным наром при высоких температуре и давлении пропускается над соответствующим катализатором, напрпмер фосфорной 1Шслотой, нанесенной на кизельгур, активированный уголь или асбест. Процесс прямой каталитической гидратации представляет собой равновесный процесс, поэтому при однократном пропуске компонентов реакции через печь только небольшой процент олефинов превращается в спирты, так что требуется вести процесс с многократной циркуляцией реагирующих веществ, требующей довольно значительных затрат энерглп. Несмотря на это процесс прямой гидратации все же дешевле. [c.199]

Сендерс и Додж [46] рассмотрели термодинамические данные по гидратации этилена и пришли к следующему заключению Ясно, что в настоящее время (1934 г.) невозможно получить константу равновесия, отклоняющуюся от теоретической менее чем в сто раз . Они изучали гидратацию этилена в паровой фазе при 360—380° и давлениях от 35 до 135 ат над окисью алюминия и окисью вольфрама в качестве катализаторов. На основании своих результатов и результатов других исследователей они пришли к выводу, что еще не найден активный катализатор для реакции гидратации. Выдано большое количество патентов по гидратации этилена в присутствии кислых солей и фосфорной кислоты на носителях [39] в паровой фазе при высоких температурах и давлениях. Один из таких процессов, в котором в качестве катализатора используется фосфорная кислота, применяется в промышленности. Этилен может реагировать с разбавленной 10 %-ной серной кислотой при температурах 240—260° и давлениях около 141 кг/см , при этих условиях образуется равновесная смесь этилена, этанола и этилового эфира. Спирт или эфир мон<ет быть возвращен в процесс для получения другого продукта, но технические трудности процесса помешали его промышленному использованию [29]. [c.355]

Прямая гидратация пропилена на фосфорнокислотном катализаторе была осуществлена в промышленности в 60-х годах фирмой Gibernia- hemie. Технологическая схема процесса аналогична схеме прямой гидратации этилена, но отличается более мягкими условиями реакции (ниже температура и давление), обусловленными большей реакционной способностью пропилена по сравнению с этиленом. Мягкие условия реакции сводят к минимуму потери фосфорной кислоты во время эксплуатации, поэтому длительность работы катализатора не лимитируется уносом кислоты. По данным ВНИИОЛЕФИНа катализатор работает без снижения активности 2000 ч при среднем уносе фосфорной кислоты около 5 г с 1 м катализатора в час (в условиях гидратации этилена унос фосфорной кислоты в 100 раз выше). [c.230]

С2Н4 (г) -Ь Н2О (п) С2Н5ОН (п) - ЛЯ АЯ = 45,6 кДж (а) Реакция гидратации катализируется кислыми и нейтральными катализаторами, из которых наиболее распространена фосфорная кислота на носителе кизельгуре или силикагеле. В присутствии фосфорной кислоты протекает электрофильное присоединение воды к этилену по схеме [c.274]

Способ фирмы Шелл Кемикл состоит в следующем. Этилеи и водяной пар в молярном отношении 0,6 1 пропускают нри 300 и 70 ат над фос-форпокпслым катализатором (фосфорная кислота на диатомите). Объемная скорость составляет 1800 м Нас газа. Концентрация исходного этилена равна 97%. По сравнению с методом сернокислотной гидратации это является отрицательной стороной процесса, так как требует сооружения ректификационной установки для выделения этилена иа фракции С2. Поскольку степень превращения за проход равна всего лишь 4,2%, этилен приходится подвергать рециркуляции. При этом прореагировавшее количество этилена восполняют подачей свежего 97%-ного олефина. Так как [c.458]

Присоединение воды к этилену осуществляют в присутствии фосфорнокислого катализатора. По этому методу работают многие промышленные установки в СССР и за рубежом. Прямая гидратация пропилена может быть осуществлена в присутствии твердого вольфрамового катализатора, представляющего собой окислы вольфрама, промотнрованные окисью цинка и нанесенные на ак1Ивированный силикагель. [c.65]

Эта реакция была подробно изучена А. М. Бутлеровым и В. Горяйновым (1873). Разработан и внедрен в промышленность также метод прямой гидратации этилена пропусканием его в смеси с парами воды над твердыми катализаторами. Получение спирта из этилена очень экономично, так как этилен входит в состав газов крекинга и других промышленных газов и, следовательно, является широкодоступным сырьем. [c.117]

Этилен- и пропиленгликоли продукты находят широкое применение в качестве растворителей, антифризов и др. Мировой объем их производства превышает 15 млн. тонн в год [1]. В настоящее время гликолю получают путем некаталитической гидратации а-оксидов, которую осуществляют при 140-200°С и 20-40 ат, с использованием 8-10 кратного массового избытка воды по отношению к а-оксиду. Основными недостатками этого процесса являются низкий выход моногликоля (менее 90%), а также высокие энергозатраты при вьщелении гликолей из разбавленных (12-15%) водных растворов. Одним из основных путей повышения эффективности процесса гидратации является использование гетерогенных катализаторов [2-6]. [c.66]

Необходимая четкость разделения и чистота газовых фракций зависят от условий их дальнейшей технологической переработки. Так, для получения полиэтилена глубокой полимеризацией под давлением выше 1000 ати требуется необычайно высокая чистота исходного этилена (99,9%). Однако новейшие способы полимеризации при низком давлении над гетерогенными катализаторами и в присутствии растворителей позволяют снизить чистоту сырья до 95% [24]. Для получения этанола гидратацией над фосфорнокислым катализатором требуется этилеп 97 %-ной чистоты, а старейший способ производства этилового спирта и эфира при помощи серной кислоты позволяет использовать газ с 35—95%-пым содержанием С2Н4. При алкипирова-пии бензола этиленом в присутствии хлористого алюминия желательна чистота этиленового сырья не ниже 90%, а с фосфорнокислым катализатором может использоваться этан-этиленовая смесь. Окись этилена получается и 95%-ного этилена. [c.158]

Практически оптимальное соотношение воды к этилену колеблется в зависимости от условий ведения процесса (температуры, общего давления в процессе гидратации, объемной скорости) от 0,6 до 0,7 НаО 1С2Н4. Для сохранения хороших выходов спирта при указанном интервале соотношения воды к этилену концентрация фосфорной кислоты на нленке катализатора должна быть в пределах 83—85%. [c.254]

Из нефтяных углеводородов путем последовательной химической переработки получают целый ряд различных химических соединений непредельные углеводороды, спирты, кислоты, эфиры, альдегиды—продукты, играющие огромную роль как для изготовления предметов бытового потребления, так и для развития современной техники. Так, содержащийся в газах крекинга этилен при взаимодействии с хлором образует дихлорэтан, являющийся исходным сырьем для получения поливинилхлорида. Гидратацией этилена под действием катализаторов получается синтетический этиловый спирт, являющийся важным исходным сырьем для ряда химических процессов. Эта реакция, открытая А. М. Бутлеровым и В. Горяйновым, сохранила важное техническое значение и до настоящего времени. [c.69]

В результате дегидрирования предельных углеводородов получаются химически активные непредельные углеводороды, например этилен, пропилен и т. д. При окислении образуются кислородсодержащие продукты спирты, альдегиды, кетоны и другие при гало-. идировании или нитровании — соответственно галоидо- или нитропроизводные. Гидратацией углеводородов можно получить спирты. При процессах полимеризации образуются ценные высокомолекулярные соединения. Алкилирование дает такие важные продукты, как изонронилбензол, алкилат и другие. Упомянутые реакции протекают при разных температурах, давлениях и катализаторах. Органический синтез имеет непсчерпаелгые возможности для получения самых разноо )ра <ных продуктов. [c.210]

На рис. 71 показана упрошенная технологическая схема получения этилового спирта методом прямой гидратации. Свежий и оборотный этилен компрессором 1 нагнетается в систему под давлением 70 ат и в смесителе 2 смешивается с водой (в соотношении НаО СаН4=0,65 -.1), подаваемой насосом высокого давления 3. В теплообменниках 4 и 5 смесь нагревается до 200 X за счет физического тепла продуктов реакции. В змеевиках трубчатой печи 6 с огневым нагревом паро-газовая смесь перегревается до 290 Х и проходит сверху вниз через слой находящегося в гидрататоре 7 фосфорнокислотного катализатора. Продукты реакции, содержащие этанол, из нижней части гидрататора поступают в тройник 8, где нейтрализуются щелочью и отделяются от образующихся солей [c.207]

В настоящее время процесс гидратации этилена реализуется в промышленности обычно при следующих условиях г = 280-300 °С / = 8,0мПа мольное соотношение пары воды этилен = 0,7-0,8 катализатор — фосфорная кислота и фосфаты на алюмосиликате или силикагеле при содержании ЩРО до 35 % в свободном состоянии, объемная скорость циркулирующего газа 1800-2000 ч , что соответствует продолжительности контакта 18-20 с и производительности 180—200 кг этанола с 1 м катализатора в 1 час. [c.429]

На заводах синтетического этилового спирта, работающих сернокислотным способом, возможно использование этилена в виде этан-этиленовой фракции с относительно широким интервалом концентрации этилена (35—95%). После извлечения этилена серной кислотой этан возвращается на пиролиз. В этом случае применяется одна колонна с небольшим числом тарелок для отгонки этан-этиленовой фракции, а кубовый продукт, содержащий этан, пропан, пропилен и высшие, возвращается на пиролиз. При получении синтетического этилового спирта. методом прямой гидратации требуется применение фракции Сг с содержанием этилена 1не менее 95%об. В ряде других производств (алкилирова-ние бензола с целью получения этилбензола, прямое окисление в окись этилена, получение хлорпроизводных) достаточно иметь газ с 90—95% содержанием этилена. На полимеразицию под высоким давлением и другими методами направляется этилен с концентрацией 99,9%. Применение высококонцептрированного этилена, выделение которого требует значительных затрат, в ряде случаев выгодно с технологической точки зрения, т. к. облегчается освобождение от других примесей, являющихся ядами катализаторов, отпадает необходимость ректификации при рециркуляции непрореагировавшего этилена. [c.68]

Требования, предъявляемые к чистоте олефинов определяются процессами, в которых эти полупродукты применяются. Например, для сернокислотной гидратации этилена и пропилена можно применять этан-этиленовую и проиан-пропиленовую фракцию с широким интервалом концентраций в них олефинов. В этом случае необходимо лишь освободиться от более тяжелых непредельных углеводородов, которые в процессе абсорбции серной кислотой полимеризуются, и тем самым осложняют процесс и ухудшают качество целевого продукта. При прямой гидратации этилена, вследствие небольшой конверсии за проход и рециркуляции основной массы этилена, необходимо максимально уменьшить содержание инертных примесей (этана и др.). Поэтому при прямой гидратации в систему свежий этилен подают с концентрацией не менее 95% и при этом часть возвратного этилена направляют на ректификацию и концентрирование. В этилене, идущем на прямую гидратацию лимитируется содержание ацетилена, который в процессе превращается в ацетальдегид. Ацеталь-дегид же образует в результате поликонденсации полимеры, снижающие активность катализаторов. [c.81]