Реферат: Методы получения этилового спирта - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Методы получения этилового спирта

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 177 kb, скачать бесплатно
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!

Узнайте стоимость написания уникальной работы


Методы получения этилового спирта. Для прямой гидратации этилена в паровой фазе запишите основную и побочные реакции, укажите катализатор процесса, приведите механизм, запишите уравнение скорости накопления спирта. Обоснуйте выбор условий проведения процесса. Технологические особенности процесса и связанные с ними решения. Обоснуйте выбор типа и конструкции реактора.


Способы получения этилового спирта:

1. Брожение пищевого сырья (крахмалсодержащих и сахаристых веществ) – картофеля , хлебных злаков, отходов сахарных заводов.

Сначала идет осахаривание крахмала с образованием дисахарида – мальтозы, которая в процессе брожения гидролизуется в глюкозу.

2. Гидролиз древесины с последующим брожением. Для получения спирта древесину обрабатывают (гидролизуют) серной или соляной кислотой. При этом из целлюлозы образуется глюкоза

,

которая затем проходит стадию спиртового брожения.

3. Получение этанола из сульфитных щелоков – отходов целлюлозно-бумажного производства) - сульфитный спирт. Сульфитный щелок – жидкость, оставшаяся после обработки щепы раствором бисульфита Ca или Mg. Часть сухого вещества этих щелоков, представляющая собой сахара, способна сбраживаться в этиловый спирт.

4. Получение этилового спирта сернокислотной гидратацией. Концентрированная серная кислота способна реагировать с этиленом, образуя моно- и диалкилсульфат:

;

Эти эфиры при взаимодействии с водой превращаются в этиловый спирт, выделяя кислоту:

;

.

5. Получение этилового спирта прямой гидратации этилена, т.е. путем непосредственного гетерогенно-каталитического присоединения воды к этилену:

.

При прямой гидратации помимо основной протекают следующие побочные реакции:

Образование диэтилового эфира межмолекулярной дегидратацией этанола и алкилированием этанола этиленом;

образование изопропилового спирта при алкилировании пропилена, содержащегося в виде примеси в этилене;

образование ацетальдегида путем гидратации ацетилена (микропримесь в этиленовой фракции) и дегидрированием этанола;

образование кротонового альдегида конденсацией ацетальдегида;

образование уксусной кислоты окислением ацетальдегида;

образование этилацетата этерификацией уксусной кислоты этанолом;

образование полимеров этилена;

образование бутанола-2 при гидратации бутена-2 (продукт димеризации этилена).

В качестве катализатора используется фосфорная кислота, нанесенная на силикагель.

Механизм гидратации – карбкатионный:

протонирование олефина через промежуточное образование Пи- и сигма-комплексов,

присоединение молекулы воды с образованием иона алкоксония;

отщепление протона с образованием спирта.

При гидратации олефинов вода всегда находится в избытке, поэтому тормозящим влиянием спирта можно пренебречь:

.

Температура гидратации 280-3000С, что неблагоприятно для равновесия, однако на практике не найдено катализатора, который давал бы приемлемые выходы спирта при более низкой температуре. При данной температуре степень конверсии не доводят до равновесной (10-11%), а держат на уровне 4-5%, т.к. при приближении к равновесной степени конверсии снижается скорость реакции.

Реакции гидратации, идущей с уменьшением объема, благоприятствует повышенное давление, поэтому процесс ведут при давлении 80 атм, дальнейшее повышение давления нецелесообразно из-за близости области конденсации водяного пара и больших затрат по созданию давления.

Соотношение водяной пар : олефин поддерживается на уровне 0,5-0,7 : 1, хотя с позиций термодинамики рекомендуется использовать избыток водяного пара. Соотношение ограничено с одной стороны близостью области конденсации водяного пара, с другой – увеличением затрат на ректификацию разбавленного водно-спиртового конденсата.

Наличие инертного разбавителя равноценно снижению общего давления в системе и не выгодно в данном процессе. Однако из-за низкой конверсии этилена за проход его приходится рециркулировать, в результате в нем накапливаются инертные примеси, что по действию аналогично введению инертного разбавителя. Поэтому для выведения инертов из системы часть рециклового этилена необходимо отдувать.

Технологические особенности процесса и связанные с ними решения:

Малая степень конверсии этилена за проход – большие рецикловые потоки; необходимость отдувать инерты; необходимость использования высокочистого исходного этилена; с другой стороны - возможность использования адиабатического реактора простой конструкции;

Высокое давление – использование аппаратуры для создания давления и толстостенного реакционного аппарата;

Высококоррозионная среда – необходимость защищать реактор футеровкой;

Унос фосфорной кислоты с поверхности катализатора – необходимость ее нейтрализации и отделения солей; возможность подпитки катализатора свежей фосфорной кислотой;

Высокая температура реакции и использование пара высоких параметров - необходимость утилизации большого количества тепла; значительное количество теплообменной аппаратуры

В данном процессе можно использовать адиабатический реактор простой конструкции, футерованный изнутри медными листами для защиты от коррозии. Из-за высокого рабочего давления, реактор должен быть толстостенным. Катализатор насыпается на опорный перфорированный конус внавал. Для продления срока службы катализатора может быть предусмотрена его подпитка свежей фосфорной кислотой на входе.


Способы получения этилбензола. Технологические особенности процесса, какими стадиями он представлен. Варианты аппаратурного оформления реакторного блока. Рекомендуйте оптимальные условия проведения процесса. Технологические особенности процесса, из каких стадий он состоит. Приведите варианты аппаратурного оформления реакторного блока.


Способы получения этилбензола:

  1. Алкилирование бензола:

а) алкилирование бензола этиленом на протонных кислотах (HF > H2SO4 (ж.ф. 10-400С, 0,1-1,0 МПа > H3PO4 г.ф. 200-4000С, 2-6 МПа);

б) алкилирование бензола этиленом на апротонных кислотах; жидкофазное, kt – AlCl3 – стандартное (20-40% AlCl3) и гомогенное (2 г kt на 1 кг алкилата);

в) алкилирование бензола этиленом на гетерогенных катализаторах – алюмосиликатах и цеолитах (парофазный процесс, 210-2500С, 1,4-2,8 МПа; соотношение бензол:этилен 7:1

г) алкилирование бензола этилгалогенидами на AlCl3;

  1. выделение ректификацией из фракции C8 ароматических углеводородов – продуктов каталитического риформинга;

  2. выделение из смолы пиролиза;

  3. окислительное метилирование толуола (700-7500С, радикально-цепной механизм, без катализатора)

.

Основное количество этилбензола получают алкилированием бензола этиленом в присутствии AlCl3.

Побочные реакции:

  1. на AlCl3 протекают реакции последовательного алкилирования, а т.к. алкилирование проводится под термодинамическим контролем, то среди диэтилбензолов будут преобладать мета- и пара-изомеры, а среди триэтилбензолов – 1,3,5-триэтилбензол.

  2. деструкция этильной группы с образованием толуола;

  3. олигомеризация этилена

  4. смолообразование за счет конденсации ароматических соединений (диарилалканы).

Механизм – карбкатионный: протон уже имеется в виде ?-комплекса. Он передается молекуле олефина, образовавшийся карбокатион атакует ароматическое соединение, причем вся реакция протекает в слое каталитического комплекса, который обменивается своими лигандами с углеводородным слоем. Далее карбокатион атакует ароматическое ядро, образуются последовательно ?-комплекс и карбокатион с последующей быстрой стадией отщепления протона.

Оптимальные условия: температура – 100-1100С (при этой температуре переалкилирование уже протекает достаточно быстро, но полициклических веществ, дезактивирующих катализатор еще мало); давление 0,1-0,2 МПа; соотношение бензол : этилен = (2-3) : 1моль/моль.

Технологические особенности процесса:

  1. необходимость использовать избыток бензола по отношению к олефину – рецикл бензола;

  2. реакция экзотермичная – необходимо предусмотреть съем тепла;

  3. катализ осуществляется катализаторным комплексом на основе AlCl3 - его готовят отдельно;

  4. реакция идет в слое катализаторного комплекса – необходимо активное перемешивание;

  5. необходимость осушки бензола и, при необходимости, олефиновой фракции, т.к. наличие влаги приводит к дезактивации катализатора – осушка бензола, возможность отгонять непрореагировавший бензол с водой и возвращать его в рецикл;

  6. на AlCl3 протекает обратимая реакции переалкилирования;

  7. необходимость разлагать катализаторный комплекс – промывки, сточные воды;

  8. абгазы содержат HCl – очистка абгазов.

Стадии, из которых состоит процесс:

  1. гетероазеотропная осушка бензола;

  2. блок приготовления катализатора;

  3. реакторный узел;

  4. очистка отходящих газов от HCl;

  5. отделение реакционной массы от катализаторного комплекса;

  6. разложение катализаторного комплекса и очистка продуктов алкилирования от HCl;

  7. разделение продуктов алкилирования;

  8. блок переалкилирования (оформленный отдельно или в возврат ди- и триалкилбензолов на переалкилирование в основной реактор).


Варианты оформления реакторного блока:

  1. реактор с мешалкой и рубашкой периодического действия;

  2. изотермический реактор трубчатого типа;

  3. каскад реакторов с мешалками и рубашками;

  4. реактор колонного типа, работающий в автотермическом режиме (съем тепла осуществляется кипящим бензолом).


Продукты, получаемые алкилированием фенолов и их назначение. Существующие катализаторы и алкилирующие агенты. Катализатор и оптимальные условия получения 2,6-дитретбутилфенола, запишите основную и побочные реакции, механизм превращения. Технологические особенности процесса, из каких стадий он состоит. Выбор конструкции реактора.


Газофазным метилированием фенола метанолом над гетерогенным катализатором получают о-, м- и п-крезолы и изомерные ксиленолы.

Из моноалкилфенолов практический интерес представляет п-третбутилфенол, используемый в производстве лакокрасочных покрытий. Моноалкилфенолы с алкильной группой из 5-8 атомов углерода являются сильными бактерицидными средствами, а с 8-12 атомами С – ценными промежуточными продуктами для синтеза ПАВ.

2-Треталкил-, 2,4- и 2,6-дитреталкилфенолы являются промежуточными продуктами для синтеза стабилизаторов полимеров и масел против термооокислительной деструкции.

Катализаторы и алкилирующие агенты:

На AlCl3 образуется сложная смесь продуктов, содержащая соли PhOAlCl2, поэтому в промышленности AlCl3 для алкилирования фенолов не используют.

Чаще всего применяют протонные кислоты и металлоксидные катализаторы. Поэтому в качестве алкилирующих агентов используют только спирты и олефины.

В качестве катализаторов – протонных кислот – в промышленности чаще всего применяют серную кислоту. Она дешевле и доступнее других кислот, но и сильнее катализирует побочные реакции, приводя дополнительно к сульфированию фенола и сульфатированию олефина.

п-Толуолсульфокислота - CH3C6H4SO2OH - катализатор, не вызывающий побочных реакций сульфирования и более мягкий по действию. Имеет меньшую активность и большую стоимость, чем серная кислота.

Глобальный недостаток этих катализаторов – образование большого количества кислых сточных вод в результате отмывки р.м. от катализатора.

Гетерогенные катализаторы – катионообменные смолы (КУ-2, КУ-23), которые отделяются от реакционной массы простым фильтрованием. Реакция идет при 120-1400С, но медленнее, чем серной кислотой.

Оксид алюминия, алюмосиликаты – гетерогенные катализаторы кислого типа применяются только для газофазного процесса метилирования фенола метанолом.

Феноляты алюминия (PhO)3Al – катализаторы селективного орто-алкилирования фенолов. В этом случае даже при незанятом пара-положении алкильная группа направляется преимущественнон в орто-положение.

2,6-Дитретбутилфенол образуется в небольших количествах при алкилировании фенола изобутиленом в присутствии обычных кислотных катализаторов, но его трудно выделить из реакционной массы.

Основной промышленный способ получения – жидкофазное алкилирование фенола изобутиленом в присутствии фенолята алюминия (5-10 г на 1 кг фенола). Температура процесса 100-1100 С, т.к. при более высоких температурах становится все более заметным пара-алкилирование. Изобутилен берется в избытке.

Основная реакция:

Побочные: 2-, 4-третбутилфенолы; 2,4-дитретбутилфенол, 2,4,6-тритретбутилфенол.

Механизм – карбокатионный, фенолят алюминия как апротонная кислота образует с фенолом комплекс (феноксиалюминиевую кислоту), имеющий значительную кислотность. Олефин дает с протоном карбокатион, который не выходит в объем и при внутрикомплексной реакции атакует ближайшее к нему орто-положение фенола.

Технологические особенности:

необходимость использовать осушенный фенол, т.к. фенолят алюминия легко гидролизуется, теряя каталитическую активность;

экзотермичность реакции приготовления катализатора (нужно предусмотреть нагрев, а затем съем тепла);

экзотермичность самой реакции алкилирования (нужно предусмотреть съем тепла);

необходимость разложения и отделения катализатора;

побочные можно деалкилировать в исходные вещества и возвратить на реакцию.

Основные стадии процесса: осушка фенола (при необходимости), приготовление катализатора (обработка фенола металлическим алюминием при 150-1600С), алкилирование фенола изобутиленом, разрушение и отделение катализатора (разрушают водой, гидроксид алюминия отфильтровывают), выделение 2,6-дитретбутилфенола (1 колонна - отделяют фенол и 2-ТБФ, 2 – отделяют 2,6-диТБФ, 3 – разделяют 2,4-диТБФ от 2,4,6-триТБФ).

1Авиация и космонавтика
2Архитектура и строительство
3Астрономия
 
4Безопасность жизнедеятельности
5Биология
 
6Военная кафедра, гражданская оборона
 
7География, экономическая география
8Геология и геодезия
9Государственное регулирование и налоги
 
10Естествознание
 
11Журналистика
 
12Законодательство и право
13Адвокатура
14Административное право
15Арбитражное процессуальное право
16Банковское право
17Государство и право
18Гражданское право и процесс
19Жилищное право
20Законодательство зарубежных стран
21Земельное право
22Конституционное право
23Конституционное право зарубежных стран
24Международное право
25Муниципальное право
26Налоговое право
27Римское право
28Семейное право
29Таможенное право
30Трудовое право
31Уголовное право и процесс
32Финансовое право
33Хозяйственное право
34Экологическое право
35Юриспруденция
36Иностранные языки
37Информатика, информационные технологии
38Базы данных
39Компьютерные сети
40Программирование
41Искусство и культура
42Краеведение
43Культурология
44Музыка
45История
46Биографии
47Историческая личность
 
48Литература
 
49Маркетинг и реклама
50Математика
51Медицина и здоровье
52Менеджмент
53Антикризисное управление
54Делопроизводство и документооборот
55Логистика
 
56Педагогика
57Политология
58Правоохранительные органы
59Криминалистика и криминология
60Прочее
61Психология
62Юридическая психология
 
63Радиоэлектроника
64Религия
 
65Сельское хозяйство и землепользование
66Социология
67Страхование
 
68Технологии
69Материаловедение
70Машиностроение
71Металлургия
72Транспорт
73Туризм
 
74Физика
75Физкультура и спорт
76Философия
 
77Химия
 
78Экология, охрана природы
79Экономика и финансы
80Анализ хозяйственной деятельности
81Банковское дело и кредитование
82Биржевое дело
83Бухгалтерский учет и аудит
84История экономических учений
85Международные отношения
86Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
87Финансы
88Ценные бумаги и фондовый рынок
89Экономика предприятия
90Экономико-математическое моделирование
91Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Меня Люся бросила.
- Да ладно тебе! У тебя ещё сто таких будет!
- Ещё сто?! Господи, да за что?..
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2017
Рейтинг@Mail.ru