Большая техническая энциклопедия
2 3 6
A N P Q R S U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
РА РВ РЕ РИ РО РТ РУ РЫ РЭ

Реакция - прямая гидратация

 
Реакция прямой гидратации была изучена Беллом с сотруд.
Реакция прямой гидратации этилена идет с выделением значительного количества тепла. Однако вследствие низкой степени конверсии этилена выделяющееся тепло расходуется на нагревание самого этилена и водяного пара, причем в реакторе адиабатического типа ( без отвода тепла) перепад температуры паро-газо-лой смеси не превышает 18 - 20 С, что вполне допустимо. По - - этому проблемы отвода тепла в этом процессе не возникает.
Реакция прямой гидратации этилена идет с выделением значительного количества тепла. Однако вследствие низкой степени конверсии этилена выделяющееся тепло расходуется на нагревание самого этилена и водяного пара, причем в реакторе адиабатического типа ( без отвода тепла) перепад температуры парогазовой смеси не превышает 10 - 20 С, что вполне допустимо. Поэтому проблемы отвода тепла в этом процессе не возникает.
Реакцию прямой гидратации олефинов желательно проводить, как уже говорилось, при невысоких температурах. Однако практически выбор температуры лимитируется скоростью реакции и активностью применяемых катализаторов. В табл. 2 приведена зависимость равновесной степени превращения этилена в этанол от температуры при разных давлениях.
Влияние мольною соотношения Н2О. С2Н4 на степень конверсии этилена в спирт. Реакцию прямой гидратации оле-финов желательно проводить, как уже говорилось, при невысоких температурах. Однако практически выбор температуры лимитируется скоростью реакции и активностью применяемых катализаторов. На рис. 7.1 приведена зависимость равновесной степени превращения этилена в этанол от мольного отношения HjO: С2Н4 при различных температурах.
Особенностью реакции прямой гидратации олефинов является обратимость. Поскольку аппаратурное оформление этого процесса включает рециркуляцию обратных газов, степень очистки их от продуцируемого спирта может весьма существенно изменить величину конверсии олефина и соответственно выход спирта с единицы реакционного объема при одной и той же активности катализатора.
Побочными продуктами реакции прямой гидратации этилена являются диэтиловый ( серный) эфир, ацетальдегид, полимеры и прочие соединения. В этиловый спирт, с учетом рециркуляции этилена, превращается около 95 % исходного этилена.
На первый взгляд реакция прямой гидратации этилена довольно проста.
Было установлено более селективное протекание реакции прямой гидратации на фосфорной кислоте.
Степень превращения этилена в этиловый спирт при температуре 250 при различных давлениях и различных соотношениях водяного пара к этилену в исходной газовой смеси. Приведенные в табл. 23 данные показывают, что химическое равновесие реакции прямой гидратации этилена требует для высокого выхода этилового спирта низких температур и высоких давлений. Степень превращения этилена в этиловый спирт при атмосферном давлении очень мала.
Наилучшие результаты обычно получаются при использовании фосфорной кислоты и ее солей в качестве катализатора реакции прямой гидратации этилена.
Несмотря на эти мало утешительные выводы, было проделано много работ с целью усовершенствовать способы проведения заманчивой реакции прямой гидратации низших олефинов.
Повидимому значительно более обещающим, в сравнении с прямой гидратацией этилена и пропилена, нужно считать метод с применением сильно катализирующих кислот такой крепости, которая превышает требующуюся для реакции прямой гидратации; в этих условиях, при реакции с газообразными олефитами под давлением, образуются не только свободные алкоголи, но также и алкильные эфиры минеральных кислот. Так например Swann, Snow и Keyes53, обсуждая результаты, полученные при нагревании этилена под давлением 56 кг / см2 в присутствии галоидоводородных кислот высокой концентрации, указывают: Увеличение концентрации бромистоводородной или иодистоводородной кислот способствует образованию галоидных алкилов без заметного повышения выхода спирта. С концентрированнной кислотой образуются большие количества галоидного алкила.

Уменьшение количества водяных паров, содержащихся в исходной смеси, также приводит к снижению степени превращения этилена в спирт, но одновременно повышается концентрация спирта в получаемом спиртоводяном конденсате, что имеет существенное значение при промышленном осуществлении реакции прямой гидратации. Аналогичные закономерности наблюдаются при термодинамическом расчете реакции присоединения воды к пропилену при получении изопропилового спирта.
Прямая гидратация олефинов протекает при высоком давлении и высокой температуре в присутствии некоторых катализаторов, среди которых наиболее активны главным образом разнообразные комбинации на основе фосфорной кислоты или ее солей. При проведении реакции прямой гидратации олефинов наблюдается следующая закономерность: чем больше углеродных атомов в углеводороде, тем ниже давление и температура, необходимые для гидратации. Однако гидратация пропилена и бутиленов осложняется реакциями полимеризации, которые для этих углеводородов могут даже проеобладать, вследствие чего основным продуктом реакции будет не спирт, а соответствующий полимер.
Необходимо, однако, иметь в виду, что в расчетах Введенского и Фельдмана, так же как и других авторов, не учитывается следующее важное обстоятельство. При проведении реакции прямой гидратации этилена, пропилена и других непредельных углеводородов для определенного соотношения этилена ( или другого углеводорода) и водяного пара в исходной парогазовой смеси существует совершенно определенная область температур и давлений, в которой еще не происходит конденсации водяных паров и процесс идет в паровой фазе, для которой действительны исходные термодинамические данные.
Выше были упомянуты некоторые методы синтеза спиртов. Зм-реакции, а также реакции прямой гидратации алкенов, в результате которых образуются спирты.
Недостатком катализаторов на основе фтористого бора является их высокая полимеризующая способность. Однако возможен выбор таких условий, когда полимеризация будет незначительной по сравнению со степенью превращения этилена в этиловый спирт. Таким образом, такие катализаторы являются перспективными для реакции прямой гидратации этилена и других низших олефиновых углеводородов.
Реакцию прямого присоединения воды к этилену долго не удавалось осуществить с выходами, представляющими практический интерес. Начиная с 30 - х годов, появились десятки патентов, предлагавших самые разнообразные вещества в качестве катализаторов реакции прямой гидратации этилена.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11