Производство этилового спирта

Этиловый спирт - продукт многотоннажного производства и широко применяется в качестве растворителя и сырья в различных отраслях народного хозяйства: лакокрасочной, парфюмерной, фармацевтической и пищевой промышленности, в производстве хлороформа, взрывчатых веществ, синтетического волокна, бутадиена и других продуктов органического синтеза. В настоящее время для получения этилового спирта в промышленности используется метод прямой парофазной гидратации этилена в присутствии катализатора:

С2Н4 + Н2О = С2Н5ОН. (1) Технологическая схема процесса состоит из ряда последовательных операций: подготовка сырья (смешение исходных и оборотных потоков этилена и воды), гидратация этилена, нейтрализация фосфорной кислоты и солеотделение, конденсация и сепарация, ректификация водно-спиртового раствора – выделение целевого продукта.

Сырьем является этиленэтановая фракция, в которой этан – инертная примесь. В качестве катализатора используется 83– 85% фосфорная кислота, нанесённая на шариковый широкопористый носитель: силикагель, алюмосиликат или кизельгур. Катализатор активен при 280–290°С и обладает высокой селективностью. Процесс проводят при давлении 7–8 МПа. Выбор давления определяется, в основном, парциальным давлением паров воды над катализатором. Молекулярное отношение воды к этилену (0,6–0,75):1; объемная скорость 1800–2500 ч-1

Одновременно с основной реакцией (1) протекает ряд побочных реакций, например: 2С2Н4 + H2O = (С2Н5)2О, (2) С2Н4 + H2O = C2Н4O + H2, (3) на которые расходуется часть этилена. Селективность процесса составляет 94-96%

Применение законов химической кинетики для идентификации ХТП. Кинетика гомогенных процессов. Влияние температуры на дифференциальную селективность. Кинетика реакций окисления NO в NO2.

Основные направления развития химической промышленности на современном этапе. Повышение степени энергосбережения на предприятии. Показать принцип организации для технологических схем, например конверсия метана и окисление аммиака, стадия производства азотной кислоты.

Принцип наилучшего использования сырья в химической технологии. Способы увеличения степени использования сырья путем смещения равновесия выбора соотношений исходных веществ. Показать на примерах окисления SO2 в SO3 и синтеза этанола.

Производство ацетальдегида. Окисление бутилена в жидкой фазе. Каталитическая система и её особенности. Условия, химизм процесса. Возможные варианты организации процесса. Достоинства и недостатки одной и двух реакторной схемы.

Производство серной кислоты. Получение SO2 сжигание серы. Окисление SO2 в SO3. Обосновать выбор оптимальных условий и устройство контактного аппарата технологической схемы процесса.