методів промислового використання синтез-газу будуть інтенсивно тривати, і немає сумніву, що у цій області велике майбутнє. [8]
2.2 Отримання етанолу прямий каталітичної гідратацією етилену
Етанол належить до числа багатотоннажних і широко застосовуваних продуктів органічного синтезу. Він є хорошим, хоча і вогненебезпечним розчинником; у великих кількостях використовується в харчовій і медичній промисловості. Служить пальним в рідинних ракетних двигунах, антифризом і т. Д. Як проміжний продукт органічного синтезу етанол має важливе значення для отримання складних ефірів: хлороформу, хлораля, діетилового ефіру, ацетальдегіду та оцтової кислоти.
У Росії процес виробництва синтетичного етанолу допомогою гідратації етилену здійснюється двома способами: сернокислотной і прямої гідратацією. Перший спосіб впроваджений у промисловому масштабі з 1952 р, другий отримав широке поширення в останні десятиліття. [15]
Пряма гідратація етилену - більш досконалий процес, при якому відбувається безпосереднє приєднання води до етилену в присутності каталізатора. Він є більш прогресивним, що послужило приводом вважати сірчанокислотний метод застарілим і не мають перспективного розвитку.
Синтез етилового спирту вдалося здійснити лише після того, як були вишукані досить активні каталізатори процесу. При газофазной гідратації в якості каталізаторів застосовуються фосфорна кислота або окис вольфраму на носіях. На останньому каталізаторі процес проводять і в рідкій фазі.
газофазний реакція прямої гідратації олефінів оборотна і йде з виділенням тепла. Тепловий ефект залежить від будови вихідних олефінів та їх молекулярної ваги: ??
Оскільки реакція йде з виділенням тепла і зменшенням обсягу, їй сприяють знижені температури і підвищені тиску. Константа рівноваги реакції дорівнює:
де Т - температура, К.
Практичний вибір умов пов'язаний зі швидкістю реакції і, отже, з активністю каталізатора. Реакцію вдається реалізувати при температурах від 200 до 300? , Але ці умови термодинамічно несприятливі для етилену. Тому на промислових каталізаторах ступінь конверсії олефінів у спирт низька.
Вихідні речовини і утворений етиловий спирт знаходяться при цій температурі в газоподібному стані - це гетерогенно-каталітична реакція. Фосфорна кислота поступово випаровується, падає активність каталізатора, що викликає корозію реактора. Нейтралізація газопарові суміші по виході з реактора призводить до значної втрати тепла і неповністю усуває корозію апаратури, особливо у випадках різких відхилень від режиму з конденсацією води на каталізаторі. Ведуться пошуки каталізаторів, що не володіють цими недостаткомі. До них відноситься оксид вольфраму, нелеткий в умовах синтезу етилового спирту.
Ці недоліки можуть бути усунені при використанні нейтральних каталізаторів - вольфрамових і кремній-вольфрамових. Ці процеси розроблені в рідкій фазі при 250 - 300? і 300 кг * с/см 2 і при 300? і 140 кг * с/см 2. У цих випадках процес ведуть в колоні високого тиску, де на тарілках поміщений каталізатор - оксиди вольфраму на силікагелі. Етилен і воду подають у верхню частину колони, а знизу відводять 20% спирт. При цьому процесі не потрібно витрачати велику кількість тепла на випаровування води і перегрів водяної пари.
Вольфрамові каталізатори крім уже зазначених переваг більш активні, ніж фосфорнокіслотние і можуть працювати в більш м'яких умовах. Однак вони значно дорожче, бо вольфрам дефіцитний матеріал. [13]
При прямій гідратації сірчана кислота не застосовується, завдяки цьому відпадає складна система кислотного господарства, зменшується корозія апаратури і трубопроводів. [17]
Недоліками прямої гідратації є часта заміна каталізатора і використання більш дорогих концентрованих фракцій олефінів. З цих причин у промисловості співіснують обидва методи, причому в США для гідратації олефінів переважає сірчанокислотний метод. У Росії етанол отримують прямий гідратацією, а ізопропіловий спирт - сернокислотним способом. [16]
Подальше вдосконалення цього методу пов'язано з підбором найбільш активних каталізаторів і вишукуванням шляхів здійснення жидкофазного процесу гідратації; при цих умовах можна буде знизити температуру процесу і збільшити конверсію етилену. [17]
. 3 Заміна двухстадийного процесу синтезу ацетальдегіду з етилену через етанол одностадійним окислювальним процесом
За масштабами виробництва ацетальдегід, поряд з формальдегідом, стоїть на першому місці серед альдегідів, що зумовлено його великою цінністю в якості проміжн...
