ВУЗ:
Составители:
Втор-бутанол СН
3
СНОНСН
2
СН
3
(температура кипения 99,5 °С) и трет-бутанол (СН
3
)
3
СОН (температура кипения
82,8 °С) представляют собой бесцветные жидкости (первый ограниченно растворим в воде, второй смешивается с ней во
всех отношениях). Оба дают с водой азеотропные смеси соответственно с 68 и 78 % спирта. Из этих спиртов большое значе-
ние имеет втор-бутанол. Он применяется как растворитель, а также для получения сложных эфиров и метилэтилкетона
СН
3
СОС
2
Н
5
. Эти спирты получают гидратацией соответственно бутенов-1 и -2 или изобутена.
Простые эфиры изопропанола, втор- и трет-бутанола, получаемые побочно при гидратации соответствующих олефи-
нов, нашли применение в качестве растворителей. Из них наибольшее значение имеет диизопропиловый эфир [(СН
3
)
2
СН]
2
О,
менее огнеопасный, чем диэтиловый эфир, и способный во многих случаях заменить его в качестве растворителя.
Сернокислотная гидратация олефинов. Это был первый и сохранившийся в некоторых случаях до сих пор метод гид-
ратации олефинов. Он состоит в предварительной абсорбции олефинов серной кислотой с образованием моно- и диалкил-
сульфатов (эфиры серной кислоты) и их последующем гидролизе водой:
H
2
SO
4
CH
3
CHR–OSO
2
OH (CH
3
RCH)
2
SO
4
,
CH
3
CHR–OSO
2
OH + H
2
O RCHOHCH
3
+ H
2
SO
4
,
(CH
3
RCH)
2
SO
4
+ H
2
O CH
3
R–OSO
2
OH + RCHOHCH
3
.
Для подавления побочной полимеризации проводят абсорбцию при разных условиях: концентрация серной кислоты от
60 до 98 %, температура от 0 до 70 °С, давление от 0,2 до 2 МПа (первые цифры соответствуют изобутену, вторые этилену).
Соотношение серной кислоты и олефина берут таким, чтобы на 1 моль H
2
SO
4
поглощалось 1,2 – 1,3 моль олефина, что со-
кращает расход кислоты. При этих условиях, а также за счет гидролиза сульфатов водой, содержащейся в серной кислоте,
реакционная масса состоит из моно- и диалкилсульфатов, H
2
SO
4
, воды, спирта и побочных продуктов – простого эфира и
полимеров.
Для абсорбции этилена и пропилена серной кислотой применяют аппараты двух типов. Первый из них (рис. 31, а) явля-
ется горизонтальным абсорбером с мешалкой, на валу которой укреплено большое число дисков. Внутреннее пространство
абсорбера примерно на
1
/
3
заполнено серной кислотой, которая при вращении дисков образует туман, что повышает поверх-
ность контакта фаз. Тепло реакции снимается водой, циркулирующей в рубашке. Этот аппарат работает периодически, но при-
менение каскада из нескольких абсорберов позволяет перейти на непрерывный процесс.
Более прогрессивны непрерывно действующие аппараты колонного типа с 20 – 25 колпачковыми тарелками с высоким
уровнем жидкости на них (рис. 31, б). На каждой тарелке в слое жидкости помещен трубчатый холодильник, через который
циркулирует холодная вода, обеспечивающая отвод выделяющегося тепла. На верхнюю тарелку колонны подается свежая
серная кислота необходимой концентрации, а из куба выходит реакционная масса заданного состава. Этилен (или пропилен)
поступает снизу, противотоком к жидкости, барботирует через слой кислоты на каждой тарелке и выходит из колонны свер-
ху, уже значительно разбавленным инертными примесями из исходного газа. В верхней части колонны имеется насадка, иг-
рающая роль брызгоуловителя.
Рис. 31. Реакционные аппараты для сернокислотной гидратации
этилена и пропилена:
а – горизонтальный абсорбер с дисковой мешалкой;
б – колонный тарельчатый абсорбер непрерывного действия
Полученная на первой стадии реакционная масса поступает затем на стадию гидролиза сульфатов. Жидкость разбавля-
ют водой и нагревают острым паром, в токе которого отгоняют спирт, простой эфир и полимеры. Их разделяют отстаивани-
ем и ректификацией, получая спирт с выходом
90 %. Оставшаяся после гидролиза серная кислота имеет концентрацию
40 – 50 %. Ее используют для получения сульфата аммония или концентрируют, чтобы вернуть на абсорбцию и организо-
вать ее рециркуляцию. В наличии этой отработанной кислоты и необходимости ее утилизации состоит главный недостаток
сернокислотной гидратации олефинов.
Прямая гидратация олефинов. Отмеченные выше недостатки сернокислотного способа привели к разработке методов
прямой гидратации олефинов, состоящей в непосредственном присоединении воды по двойной связи в присутствии кислот-
ных катализаторов. Их преимущества состоят в одностадийности процесса, отсутствии расхода серной кислоты или устано-
вок по ее регенерации, более высоком выходе спирта (≈ 95 %), меньшей коррозии аппаратуры.
Наиболее распространенным катализатором для этого процесса является фосфорная кислота на твердом носителе (ши-
рокопористый силикагель, алюмосиликат). Выбор параметров процесса наряду с отмеченными ранее факторами обусловлен
экономическими соображениями, особенно снижением энергетических затрат на получение пара и рециркуляцию непревра-
Отходящие газы
Отходящие газы
H
2
SO
4
H
2
SO
4
H
2
O
H
2
O
H
2
O
H
2
O
H
2
O
H
2
O
H
2
O
Продукты
Продукты
Олефин
Олефин
+RCH=CH
2
+RCH=CH
2
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- …
- следующая ›
- последняя »
