Производство спирта - Реферат

Этиловый спирт находит широкое применение в народном хозяйстве в качестве растворителя. Этиловый спирт применяется также в производстве бутадиена, в пищевой и медицинской промышленности, в качестве горючего для ракетных двигателей, антифриза и т. д. Таким образом, этиловый спирт относится к числу многотоннажных продуктов основного органического и нефтехимического синтеза.В обоих процессах в реакции участвует промежуточный карбкатион - продукт присоединения электрофильной частицы (протона) к олефину. Такое присоединение к-олефинам всегда протекает по правилу Марковникова, поэтому в результате всегда образуются только вторичные и третичные спирты, но исключение составляет гидратация этилена, в результате которой образуется первичный спирт - этанол. Как известно, сила протонных кислот, т. е. их способность протонировать основания (в данном случае олефины) растет с увеличением концентрации кислот. В растворах с низким содержанием воды в качестве протонирующего агента выступает кислота в недиссоциированной форме () или катион, получающийся в результате реакции автопротолиза: В растворах, содержащих , кислота выступает в качестве катализатора реакции гидратации олефина: В концентрированных кислотах, в условиях отсутствия свободной воды, серная кислота выступает и как реагент, и как катализатор реакции образования алкилсульфата: В этом случае для получения спирта необходимо отдельно проводить гидролиз алкилсульфатов. В случае гидратации таких олефинов, как, например этилен, являющихся очень слабыми основаниями, в системе мы сталкиваемся с важным внутренним противоречием этой реакции, которое заключается в том, что при концентрации кислоты, способной протонировать этилен, практически отсутствует свободная вода, которая могла бы присоединиться к карбкатиону с образованием спирта.Поглощение (хемосорбция) этилена серной кислотой - процесс обратимый, экзотермический, протекающий с уменьшением объема. Скорость абсорбции этилена описывается уравнением, и зависит от концентрации исходной серной кислоты, т. е. от множителя . Содержание серной кислоты в продуктах абсорбции в зависимости от мольного соотношения (концентрация кислоты 98 %, температура 80 "С), [2]: 1 - свободная серная кислота; 2 - серная кислота, связанная в виде моноэтилсульфата; 3 - серная кислота, связанная в виде диэтилсульфата; Получающийся при реакции этилена с олеумом карбилсульфат при дальнейшем гидролизе образует не целевой продукт - этанол, а нежелательные примеси - этионовую и изоэтионовую кислоты: При прочих равных условиях скорость абсорбции этилена увеличивается с повышением температуры и парциального давления, однако при температуре выше 90 °С начинается интенсивное образование полимеров. Отходящий из верхней части абсорбера этан с содержанием 2-6 % этилена после дросселирования до давления около 0,8 МПА проходит промывные скрубберы 2 и 3, орошаемые соответственно водой и слабым раствором щелочи, и направляется либо на установку пиролиза, либо в тепловую сеть.Для увеличения полноты экстрагирования целесообразно применять непрерывную противоточную экстракцию в колонне (как в колонне 16 для отмывки этанола, см. рис. Во-первых, концентрировать кислоту удается лишь до 88-90 %, а во-вторых, такой процесс концентрирования изза высокой температуры топочных газов приводит к ощутимым потерям серной кислоты от раскисления, сопровождающегося выбросом вредного диоксида серы в атмосферу. Ниже приведены температуры кипения 98 %-ной кислоты при различных остаточных давлениях: Мольная теплота испарения серной кислоты составляет 46054 КДЖ/моль, что представляет несколько большую величину, чем X воды (41868 КДЖ/моль). Эта температура соответствует давлению 9,2-9,9 КПА; при таком давлении температура кипения 98 %-ной серной кислоты будет равна 210-215 °С и обогрев кипятильников может быть осуществлен водяным паром (Р= 3,99-4,6 КПА, t=235-240°С). Используем уравнение уноса: где Р - общее давление, КПА; q - количество перегоняемого вещества (воды), кг; - коэффициент насыщения инертного газа перегоняемым веществом (водой); р - парциальное давление паров перегоняемого вещества (воды), КПА; М - мол. масса перегоняемого вещества (); - объем инертного газа при нормальных условиях, .В процессе получения синтетического этилового спирта имеются следующие возможности уменьшить либо вообще предотвратить отходы производства (газы, содержащие токсичные углеводороды): Строгое соблюдение технологического режима (при этом снижается количество выбросов через предохранительные клапаны и воздушники, уменьшаются частота остановок и связанное с ними сбрасывание газов); С целью снижения содержания углеводородов в сточных водах производств синтетического этанола проводится вывод полимеров из ректификационных колонн; эта мера облегчает очистку сточных вод на биоочистных сооружениях.

Содержание

Введение

1. Физико-химические закономерности в производстве этилового спирта

2. Технология сернокислой гидратации этилена

2.1 Технологическая схема

2.2 Основные недостатки технологии сернокислотной гидратации этилена и пути их устранения

3. Экология

Заключение

Список используемой литературы