Олефины абсорбция их реакция с серной кислотой

Эту реакцию можно использовать не только для того, чтобы отделить олефины от парафинов, но и для разделения смеси низших олефинов. В последнем случае пользуются их различной реакционной способностью по отношению к серной кислоте. Например, из газовой смеси, содержащей этилен, пропилен, -бутилены, изобутилен и парафины, изобутилен поглощают холодной 50—65%-ной серной кислотой, н-бутилены — холодной 75%-НОЙ, пропилен — холодной 90%-ной, а этилен — горячей 90—96%-ной серной кислотой. Метановые углеводороды серной кислотой не поглощаются. Подробности этого процесса как в отношении стадии абсорбции, так и в отношении стадии гидролиза алкилсерных кислот в соответствующие спирты описаны в гл. 8. Применимость этого метода широка его можно использовать для разделения газовых смесей, содержащих от 2 до 100% олефинов. Сернокислотное поглощение олефинов применяли во время первой мировой войны в Англии для удаления небольших примесей этилена из коксового газа. Однако такой метод получения спиртов менее выгоден по сравнению с методом, предусматривающим предварительное выделение и концентрирование олефинов с последующей гидратацией. Поглощение олефинов серной кислотой все еще применяют в тех случаях, когда разделение физическими методами затруднительно, например при извлечении изобутилена из смеси с н-бутиленами и другими С4-углеводородами. [c.116]

Первая стадия состоит во взаимодействии серной кислоты с олефинами. Рассмотренные выше физико-химические закономерности этого процесса показывают, что выбор условий реакции (концентрация кислоты, температура, давление) определяется не только скоростью сульфатирования, но и развитием побочной реакции полимеризации. Применяемые в промышленности режимы абсорбции для отдельных олефинов приведены в табл. 7. Этилен и пропилен при указанных температурах и давлениях находятся в газообразном состоянии, поэтому абсорбция идет в системе газ — жидкость. Для остальных олефинов параметры процесса соответствуют их жидкому состоянию, и, следовательно, реакция протекает в гетерофазной системе из двух несмешивающихся жидкостей. Приведенные в таблице давления для этилена и пропилена относятся к технически чистым углеводородам, но для реакции можно использовать разбавленные газы. Тогда общее давление необходимо поддерживать более высоким, чтобы парциальное давление олефина сохранялось таким, как указано в таблице. [c.310]

Дэвис и сотрудники [5ба] обстоятельно исследовали абсорбцию газообразных олефинов серной кислотой различной концентрации. Они нашли, что скорость абсорбции пропорциональна давлению олефина, если реакция проводится при постоянном объеме, и не зависит от перемешивания серной кислоты, не считая влияния увеличения поверхности кислоты при перемешивании. Повидимому, в поверхностной пленке реакция идет быстрее чем в основной массе жидкости. Скорость абсорбции зависит в значительной степени от природы олефина. Например, 80%-ная и более концентрированная серная кислота растворяет пропилен в 300 раз скорее, чем этилен. Пропилен и бутилен-1 растворяются приблизительно с равной скоростью, которая в [c.15]

Абсорбцию олефинов серной кислотой осуществляют в реакторах колонного типа с колпачковыми тарелками, на которых расположены змеевики водяного охлаждения, поскольку реакция идет с выделением тепла. Тепло выделяется не только за счет собственно реакции, но также за счет разбавления кислоты водой. [c.362]

Состав продуктов абсорбции пропилена и бутиленов. Несмотря на то, что процесс абсорбции пропилена и бутиленов серной кислотой изучался длительное время, механизм реакции не совсем выяснен. Как указывалось при описании производства этилового спирта, существовавшее ранее предположение о том, что результатом абсорбции олефинов серной кислотой являются алкилсерные кислоты, не подтвердилось при изучении состава кислотных экстрактов. Помимо моно- и диалкил сульфатов, олефины в кислотных экстрактах могут находиться в виде гидратированного комплекса спирта й эфира. [c.263]

Таким образом, представление о равновесии при абсорбции олефинов серной кислотой, принятое в литературе, не объясняет всей гаммы происходящих реакций. На самом деле, в этом случае наряду с равновесием между алкилсульфатами и серной кислотой наблюдается равновесие с гидрат-ными формами этилена. [c.610]

Изрпропилсерная кислота. Изопропилсерная кислота имеет значение как промежуточный продукт при изготовлении изопропилового спирта и диизопропилового эфира из пропилена. Этот олефин реагирует с серной кислотой значительно легче, чем этилен [176, 178], и может абсорбироваться более слабой кислотой. Чтобы получить высокий выход изопропилсерной кислоты, необходимо употреблять менее концентрированную кислоту, так как при концентрированной кислоте преобладаю Г побочные реакции [233]. Абсорбция улучшается в присутствии инертного растворителя для пропилена при условии обеспечения тесного контакта раствора с кислотой [234]. Введение инертного растворителя уменьшает полимеризацию, происходящую при непосредственном растворении пропилена в серной кислоте. Наиболее удовлетворительные результаты получаются при использовании 87%-ной кислоты. Можно также избежать полимеризации, если вести абсорбцию 65—80%-ной кислотой при температуре 10—30° и давлении выше 3,5 ат [235]. В одном из патентов [236] рекомендуется проводить реакцию в жидкой фазе и при низкой температуре, поддерживая последнюю испарением части пропилена. В другом патенте [237] предлагается растворять пропилен в концентрированной серной кислоте при температуре —15°, обеспечивая соприкосновение смеси газов с кислотой в течение некоторого времени. Серная кислота, разбавленная примерно равным объемом ледяной уксусной кислоты, растворяет пропи- [c.45]

В начале периодического процесса абсорбции этилена серная кислота поглощает его относительно плохо, поскольку величина, определяющая скорость реакции, а именно растворимость этилена, в 38%-иой кислоте еще незначительна. По мере накопления этилсериой кислоты в растворе поглощение олефина растет до максимума, отвечающего 30%-ному насыщению, после чего снова падает, хотя способность реакционной смеси растворять этилен продолжает увеличиваться. Уменьшение скорости абсорбции этилена объясняется нонгокением концентрации свободной серной кислоты, так как поглощение олефина моноэтилсульфатом протекает значительно медленнее, чем свободной кислотой. [c.454]

Из всех трех бутиленов наиболее активен по отношению к серной кислоте и другим реагентам изобутилен. Бутлеров исследовал реакцию взаимодействия серной кислоты различной крепости с изобутиленом. С разбавленной кислотой, содержащей 5 ч. серной кислоты и 1 ч. шды, был получен триметилкарбинол. С более концентрированной кислотой получено нерастворимое воде масло. Berthelot исследовал скорость абсорбции изобутилена серной кислотой и образование полимеризоваиных углеводородов. Фаворский и Дебу пользовались активностью иэобутилена но отношению к разбавленной серной кислоте как средством для отделения этого олефина от так называемого псевдобутилена (2-бутилена). Первый из них растворим в разбавленной серной кислоте крепостью Приблизительно 17%, в то время как второй не раств-орим. Данные [c.410]

Все процессы сульфатирова-ния, кроме реакций с низшими спиртами, полностью растворимыми в серной кислоте, протекают в гетерофазной среде (жидкость — жидкость или газ — жидкость в случае сульфатирования низших олефинов). Для снятия диффузионного тормол<ения очень важно увеличивать поверхность контакта фаз путем интенсивного перемешивания, турбулизации потока или барботирования газообразного олефина через реакционную массу. Скорость реакции увеличивается также при повышении концентрации кислоты и температуры, а для газообразных олефинов — с ростом их парциального давления. Эта зависимость для абсорбции этилена серной кислотой изображена на ряс. 63. Однако с ростом температуры и концентрации кислоты начинают одновременно развиваться и некоторые побочные реакции, что ограничивает выбор этих параметров. [c.299]

Дэвис и сотрудники [56а] обстоятельно исследовали абсорбцию газообразных олефинов серной кислотой различной концентрации. Они нашли, что скорость абсорбции пропорциональна давлению олефина, если реакция проводится при постоянном объеме, и не зависит от перемешивания серной кислоты, не считая влияния увеличения поверхности кислоты при перемешивании, Повидимому, в поверхностной пленке реакция идет быстрее, чем в основной массе жидкости. Скорость абсорбции зависит в значительной степени от природы олефина. Например, 80%-ная и более концентрированная серная кислота растворяет пропилен в 300 раз скорее, чем этилен. Пропилен и бутилен-1 растворяются приблизительно с равной скоростью, которая в 1,7—2,6 раза меньше скорости растворения бутилена-2. Триме-тилэтилен абсорбируется в несколько раз быстрее, чем изобутилен, который в свою очередь реагирует в 10—80 раз скорее, чем бутилен-2. Изопропилэтилен реагирует с серной кислотой приблизительно с той же скоростью, что и пропилен. Отмечено, что при абсорбции 60%-ной серной кислотой изобутилен непосредственно превращается в третичный бутиловый сиирт, в то время как пропилен дает только изопропилсерную кислоту. При действии 80%-ной серной дислоты бутилен-2 превращается главным образом в спирт [566]. В оригинальной литературе [56 подробно рассмотрена возможность использования различия [c.15]

Присутствие различных катализаторов, в большинстве случаев солей металлов, благоприятствует процессу абсорбции газообразных олефинов серной кислотой. Так, соли металлов восьмой группы периодической системы элементов, например цианистый никель, увеличивают скорость реакции [58] для олефинов, содержащих более трех углеродных атомов. Указывается [59] на применение в качестве катализаторов комплексных цианидов металлов. Ряд катализаторов перечисляется при описании приготовления индивидуальных эфиров. Можно повысить эффективность процесса абсорбции газообразных олефинов, сначала сжижая олефины под давлением, а затем обрабатывая их серной кислотой [60]. Чтобы получить наиболее высокий выход кислых эфиров, необходимо использовать серную кислоту минимальной концентрации, способной обеспечить присоединение кислоты к данному олефину, так как с возрастанием концентрации кисло ты значительно усиливаются процессы полимеризации, в особенности высших олефинов. Пропилен и бутилены [61] полиме-ризуются при действии концентрированной серной кислоты. Пропилен реагирует с 90—92%-ной серной кислотой, образуя 4-ме-тилнентен-1 [62], тогда как 98%-ная кислота полимеризует его в более высококинящие продукты [63]. При избытке концентрированной кислоты изобутилен и высшие олефины превращаются в сложную смесь углеводородов, в которой преобладают парафины и циклоолефины [64]. В присутствии сернокислых солей меди и ртути даже этилен превращается 95%-ной кислотой в смесь углеводородов различных классов [65]. [c.16]

Быстрое достижение равновесия изомерных бутенов при условиях процесса алкилирования подтвет)ждается результатами изучения алкилирования изобутана 2-бутеном в присутствии меченной тритием серной кислоты при 10 [32]. Реакции алкилирования предшествует перераспределение атомов водорода и трития в олефине и катализаторе. Кроме того, тритий — водородный обмен происходит и при барботаже 2-бутена через меченную тритием серную кислоту при условиях, ведущих к незначительной абсорбции олефина. Это указывает не только на быстрое протекание тритий — водородного обмена, но и на обратимую абсорбцию олефина в кислоте. [c.184]

Заслуживают внимания некоторые результаты, полученные при опытах с пропиленом. Пропилен пропускался в 98%-ную серную кислоту при температурах ниже 25° до тех пор, пока прибавление в весе не достигало 12%. На 100 ч. (весовых) поглощенного олефина получалось в продуктах 47 ч. свободного масла (парафины), 44,7 ч. масла, выделенного из кислоты разбавлением (ненасыщенные углеводороды), и только 5,2 вес. ч. изопропилового спирта. Поглощение пропилена исследовалось достаточно подробно, и результаты показали, что 1 молекула серной кислоты абсорбирует по крайней мере 3 молекулы пропилена и кроме того то количество его, которое затем образует упоминавшиеся выше углеводороды. Так например при абсорбции пропилена 98%-ной серной кислотой при температурах ниже 25° в течение 17 часов 1,10 моля пропилена (на 1 моль серной кислоты) были выделены в виде углеводородов и кроме того было поглощено еще 3,78 молей пропилена. В одном эксперименте, где пропилен абсорбировался 80%-ной серной кислотой, увеличение в весе последней на 10% имело место после 14-часового пропускания газа. При этом только 24% пропилена превратились в парафины и 62 % — в изопропиловый спирт. Этот опыт с достаточной ясностью подтверждает заключение Ellis и его сотрудников о желательности при-. менения как можно более разбавленных кислот (конечно, с сохранением все же концентраций, достаточных для быстрой абсорбции), чтобы избежать нежелательных побочных реакций в процессе производства изопропилового спирта из пропилена. [c.377]

Р. Роуэн [5] развил метод химической абсорбции определенных компонентов сложной смеси, применив в качестве групповых поглотителей концентрированную серную кислоту (поглощение олефинов и ароматических углеводородов), перхлорат ртути (поглощение олефинов), молекулярные сита (поглощение н-парафинов). Предложенная методика работы заключалась в пропускании исходной пробы через хроматографическую колонку, детектор и реактор в охлаждаемую ловушку. Затем продукты, сконденсированные в ловушке, вновь анализировались на колонке для установления изменений, происшедших в анализируемой пробе после проведения типовой реакции. Наряду с реакциями удаления Роуэн применил также гидрирование олефинов и ароматических углеводородов и дегидрирование нафтенов. [c.76]

Этилен поглощается серной кислотой медленнее, чем другие газообразные олефины (например, в сотни раз медленнее, чем изобутилен). По мере образования этилсерной кислоты (этилсульфата), в которой этилен растворяется лучше, скорость поглощения этилена увеличивается. Но в связи с тем, что в то же время уменьшается концентрация серной кислоты, общая скорость реакции снижается. Нужная степень насыщения до 0,6 моля С2Н4 на 1 моль Нз804 в верхней части абсорбционной колонны достигается для 97,5%-ной кислоты за 1 ч 15 мин, т. е. почти вдвое быстрее, чем для 95%-ной Н- ЗО (2 ч 15 мин). Следовательно, целесообразно применять 97— 98%-ную кислоту. Оптимальная температура процесса 65— 75° С. С дальнейшим повышением температуры уменьшается количество образующейся этилсерной кислоты. Влияние давления на абсорбцию этилена представлено на рис. 76. С повышением давления возрастают скорость абсорбции и степень насыщения серной кислоты этиленом. Большое значение для процесса имеет интенсивность перемешивания. В производстве применяют барботажные колонны, эбеспечивающие более сильное перемешивание, чем насадочные башни. В ходе второй стадии идет гидролиз этил- и диэтилсульфата [c.191]

Сернокислотной гидратацией н-бутиленов получают втор-бутиловый спирт. В качестве сырья можно использовать бутан-бу-гиленовую фракцию газов крекинга и бутилены после дегидрирования бутана. Присутствие бутадиена нежелательно он вызывает ряд побочных реакций, а извлекать его затруднительно. При абсорбции бутиленов наблюдается их полимеризация. Чтобы избежать значительного образования полимеров (а способность к полимеризации при обработке олефинов серной кислотой растет с увеличением молекулярной массы олефина от этилена к н-бутилену), абсорбцию бутиленов ведут в мягких условиях— при 40°С, 0,3—0,4 МПа и концентрации кислоты 75— 80%. [c.151]

Экспериментальное доказательство, подтверждающее предполагающиеся реакции, протекающие в серной кислоте (или фтористом водороде), содержится в исследовании [22] по алкилированию изобутана бутеном-2 в присутствии тритиевосерной кислоты при 10°. Полученные результаты показывают, что в олефине и катализаторе до алкилирования имело место беспорядочное распределение атомов водорода и трития. Кроме того, при пропускании тока бутена-2 через тритиевосерную кислоту со скоростью, при которой происходила лишь слабая абсорбция, шел водород-тритиевый обмен, что является доказательством не только быстрого обмена, но и обратимой абсорбции олефина кислотой. Далее показано, что при обработке изобутана (а следовательно, и алкилата) тритиевосерной кислотой при относительно большом времени контакта (20 мин.) происходит лишь сравнительно малый обмен. [c.135]