1. Химиялық технологияның негізгі ұғымдары мен анықтамалары: химиялық технология, шикізат, реагент, мақсатты өнім, жанама өнімдер, қосымша материалдар, қалдықтар
жүктеу/скачать 1,26 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Тікелей гидраттау.
- Тікелей гидраттау
| Этил спиртін өндіру. Бұрын этил спиртін ағашты гидролиздеу арқылы және тамақтық шикізаттан алатын, ал қазіргі кезде этил спиртін синтетикалық жолмен: тікелей гидраттау және жанама (этиленді күкірт қышқылының қатысуымен гидраттау) сияқты екі әдіспен алады:
Тікелей гидраттау. Жалпы алғанда қанықпаған көмірсутектерді гидраттағанда бір атомды спирттер түзіледі. В. В. Марковников ережесі бойныша: гидраттау үрдісінде сутек атомы ең көп гидрогендеген, ал гидроксил ең аз гидрогенденген көміртек атомына қосылады. Сондықтан этиленнен басқа олефиндер екінші ретті немесе үшінші ретті спирттер түзіледі: Этилен гидратацияланғанда бір атомды этил спиртін алуға болады: Тікелей гидраттау – катализатор қатысымен этиленмен судың тура қосылуына негізделген. Катализатор ретінде фосфор қышқылымен оның тұздары, күкірт қышқылы, алюминий оксиді, вольфрам, кейбір органикалық қосылыстар және т.б пайдаланылады. Гидратация жылдамдығы олефиндердің құрылысына және көміртек тізбегінің ұзындығына байланысты. Тармақталған көміртек тізбекті олефиндердің гидраттау жылдамдығы жоғары болады. Олефиндердің көміртек тізбегі қысқа болған сайын гидраттау үрдісі қиын жүреді. Этиленді гидраттау қайтымды және жылу бөліп жүретін үрдіс. Бұл үрдіс бу және сұйық фазада өтеді: Ле-Шателье принципі бойынша спирттің шығымы қысымның артуымен, температураның төмендеуімен артады. Этиленді тікелей гидраттау үрдісі 280-3000С температурада, 7-8МПа қысымда және катализатор ретінде ортофосфор қышқылы сіңірілген алюмосиликаттың қатысуымен жүреді. Этанол шығымына H2O:С2Н4 моль қатынастары, контакт уақыты, көлемдік жылдамдық әсер етеді. Оптималды параметрлер: H2O:С2Н4 = 0,6:1; газ-бу қоспасының көлемдік жылдамдығы 1800-2500 сағ-1. Бір циклдегі этиленнің конверсиялану дәрежесі 4-5%-дан аспайды. Сондықтан үдерісті циклді технологиялық сызбанұсқамен жүргізеді (1-сурет). Реакцияға түспеген этилен циклге қайта жіберіледі. 1-сурет. Бу фазада этиленді гидратациялау әдісімен этил спиртін өндірудің технологиялық сызбанұсқасы: 1 – жылу алмастырғыш, 2 – құбырлық пеш, 3 – контакт аппараты, 4 – жинағыш, 5 – тоңазытқыш, 6 – шайғыш колонна Этилен циркуляция газы (реакцияға түспеген этилен) және бумен араласып, (1) жылу алмастырғышқа келіп, одан соң құбыр пешінде (2) 2800С-ға дейін қыздырылып, контакт аппаратына (3) келеді. Контакт аппаратында катализатордан сүзіліп өтіп, бу күйіндегі этил спиртін түзеді. Контакт аппаратынан (3) шыққан бу-газ қоспасы (1) жылу алмастырғышқа жіберіліп салқындайды. Коденсацияланған су және спирт (4) жинақтағышта газдан бөлінген шикі-спирт (15- 16% CH3-CH2OH) тазартуға жіберіледі. Реакцияға түспеген этилен тоңазытқыштан (5) өтіп, этанолды этиленнен толық бөліп алу үшін (6) қондырмалы колоннада сумен жуылады, жуынды шикі-спиртке қосылып, тазартуға жіберіледі. Реакцияға түспеген этилен жаңа келген этиленмен қосылып, үрдіске қайта жіберіледі. Жанама әдіс. А. М. Бутлеров ашқан күкірт қышқылы әдісі: этилен күкірт қышқылына абсорбцияланып күкірт қышқылды эфирдің түзілуі; эфир гидролизденіп спирттің түзілуі; спиртті бөлу және оны ректификациялау; күкірт қышқылын концентрлеу сияқты төрт сатыдан тұрады: Күкірт қышқылымен этиленнің әрекеттесуі екі сатыдан тұрады: біріншісі – этиленнің күкірт қышқылында еруі, екіншісі – екі компоненттің гомогенді әрекеттесуі нәтижесінде, алкилсульфат түзілуі: Орташа температурада реакция қайтымсыз, бірақ қыздырғанда тепе- теңдік солға ығысады. Үрдістің оптималды температурасы 70-800С. Этил және диэтилсульфаттың гидролизі келесі теңдеумен жүреді: Бұдан басқа диэтил эфир, ацетальдегид түзіледі және этиленнің полимерленуі байқалады. Гидролиз кезінде температура 100-1100С, қысым 1МПа шамасында болу керек. Гидролиз уақыты, шамамен, 30 минут. Бір тонна спирт алу үшін абсорбцияға 2 т күкірт қышқылын, содан соң, 4 тонна 50%-ды сұйытылған күкірт қышқылымен буландыру керек. Мұндай қышқылдың көп жұмсалуы өндірісті қиындатады және қымбаттатады. Бұл әдіспен 1 т этиленнен 1,2 т этанол және 100 кг этил эфирі алынады. Тазаланған этил спиртінің концентрациясы 95-96% болады. Этиленді тікелей гидраттау әдісімен этанол алу жанама әдіске қарағанда едәуір үнемді келеді. жүктеу/скачать 1,26 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|