Как из этилена получить ацетальдегид

МегаПредмет

Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение


Как определить диапазон голоса — ваш вокал


Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими


Целительная привычка


Как самому избавиться от обидчивости


Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам


Тренинг уверенности в себе


Вкуснейший «Салат из свеклы с чесноком»


Натюрморт и его изобразительные возможности


Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.


Как научиться брать на себя ответственность


Зачем нужны границы в отношениях с детьми?


Световозвращающие элементы на детской одежде


Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия


Как слышать голос Бога


Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)


Глава 3. Завет мужчины с женщиной



Оси и плоскости тела человека

Оси и плоскости тела человека — Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.


Отёска стен и прирубка косяков Отёска стен и прирубка косяков — Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.


Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) — В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.


 

В промышленности ацетальдегид получают тремя способами:

1. Гидратация ацетилена (реакция Кучерова)

Как из этилена получить ацетальдегид

2. Гидратация этилена до этанола с его последующим дегидрированием

Как из этилена получить ацетальдегид

3. Непосредственное окисление этилена кислородом воздуха на PdCl2

Как из этилена получить ацетальдегид

наиболее дешевый способ

Окисление идет кислородом в жидкой фазе. При этом к катализатору PdCl2 добавляют сокатализатор СиС12и раствор подкисляют НС1; 100-130 °С, 0,3-1,0 МПа.

В системе протекают окислительно-восстановительные реакции:

Как из этилена получить ацетальдегид

Медь выступает в роли переносчика кислорода. Суммарное уравнение окисления:

Как из этилена получить ацетальдегид

Можно проводить как в одну стадию в одном реакторе, так и в нескольких реакторах. Чаще проводят в одну стадию.

 

Технологическая схема одностадийного синтеза ацетальдегида при окислении этилена кислородом

 

Как из этилена получить ацетальдегид

 

В реактор 1 типа пустотелой барботажной колонны, заполненной катализаторным раствором, подают кислород и этилен (свежий и рециркулирующий). Реактор работает с постоянным уровнем жидкости при 130°С и 0,3 МПа. Избыточный этилен выдувает из раствора образовавшийся ацетальдегид, чем предотвращаются побочные реакции его конденсации. Вместе с ацетальдегидом испаряется часть воды, которую конденсируют в холодильнике 3 и возвращают в реактор.


Газопаровую смесь направляют в абсорбер 4, где ацетальдегид поглощают водой, орошающей насадку абсорбера. Основное количество остаточного газа, содержащего этилен, немного кислорода и инертные примеси, возвращают на окисление, дожимая его циркуляционным компрессором 2. Меньшую часть газа выводят с установки во избежание чрезмерного накопления в нем инертных примесей. Водный раствор ацетальдегида из куба абсорбера 4 поступает в отпарную колонну 5, где отгоняют растворенные газы и летучие примеси. Затем в колонне 6 в виде дистиллята получают ацетальдегид, а большую часть кубовой жидкости, содержащей менее летучие побочные продукты (кротоновый альдегид и др.), возвращают после охлаждения на абсорбцию. Часть этой жидкости выводят в систему очистки сточных вод.

По сравнению с двухстадийным процессом одностадийный синтез ацетальдегида дает экономию в капиталовложениях и расходе энергии, но связан с применением более дорогостоящего окислителя (кислород). Показатели этих методов в общем близки, и оба они успешно эксплуатируются в промышленности.

 

Окислительное сочетание на PdCl2

Этим способом получают винилацетат, этиленгликольдиацетат. Винилацетат получают вииилированием уксусной кислоты, однако при этом используется дорогое сырье (ацетилен), поэтому большее значение для получения винилацетата имеет окислительное сочетание этилена и уксусной кислоты на PdCl2


Как из этилена получить ацетальдегид

Процесс может осуществляться в жидкой фазе, в барботажной колонне, но при этом образуется много побочных продуктов, поэтому чаще этот процесс ведут в газовой фазе на гетерогенном катализаторе PdCl2+CH3-COONa на носителе. Температура 160-170 °С. Давление 1,5 МПа. Реактор трубчатый. Этилен : уксусная кислота : кислород =8:4:1.

 

megapredmet.ru

chem21.info

Помощничек
Главная | Обратная связь

Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Реакционными аппаратами являются барботажные колонны; их для интенсификации массопереноса от газа к жидкости иногда заполняют насадкой. Из-за сильно корродирующих свойств среды выполняют реакторы из титана или других кис­лотостойких материалов. Они не имеют теплообменных устройств, и реакционное тепло отводится за счет подогрева хо­лодных реагентов и испарения. Процесс разработан в двух- и одностадийном вариантах.

В первом из них окисление этилена катализаторным раство­ром и регенерацию последнего воздухом проводят в двух раз­ных аппаратах. В реактор 1 с кислотоупорной насад­кой подают этилен и регенерированный катализаторный рас­твор, причем реакцию ведут до почти полной конверсии этилена при 0,8—0,9 МПа и 100—115°С. Полученный раствор ацеталь­дегида в восстановленном катализаторном растворе дроссели­руют и направляют в отпарную колонну 3, где отгоняют ацетальдегид и растворенные газы, поступающие на дальнейшее разделение. Катализаторный раствор с низа отпарной колонны подают насосом при ≈ 1 МПа в регенератор 2; туда вводят воз­дух, окисляющий ион металла до высшего валентного состоя­ния. Регенерированный раствор возвращают в реактор 1. До­стоинства этого вариан­та — его безопасность (ввиду разделения ста­дий, на которых присут­ствуют этилен и воздух) и использование воздуха в качестве окислителя.

Как из этилена получить ацетальдегид Как из этилена получить ацетальдегид

 

В одностадийном методе окисление этилена и регенерация катализатора совмещены в одном аппарате. Чтобы избежать об­разования взрывоопасных смесей, ведут процесс в избытке эти­лена, возвращаемого затем на реакцию. Это делает необходи­мым применять в качестве окислителя не воздух, а технический кислород, конверсия которого в реакторе должна быть почти полней.

Как из этилена получить ацетальдегид

В реактор 1 типа пустотелой барботажной колонны, заполнен­ной катализаторным раствором, подают кислород и этилен (све­жий и рециркулирующий). Реактор работает с постоянным уровнем жидкости при 130°С и да 0,3 МПа. Избыточный этилен выдувает из раствора образовавшийся ацетальдегид, чем пред­отвращаются побочные реакции его конденсации. Вместе с ацетальдегидом испаряется часть воды, которую конденсируют в холодильнике 3 и возвращают в реактор.

Газопаровую смесь направляют в абсорбер 4, где ацеталь­дегид поглощают водой, орошающей насадку абсорбера. Основ­ное количество остаточного газа, содержащего этилен, немного кислорода и инертные примеси, возвращают на окисление, до­жимая его циркуляционным компрессором 2. Меньшую часть газа выводят с установки во избежание чрезмерного накопле­ния в нем инертных примесей. Водный раствор ацетальдегида из куба абсорбера 4 поступает в отпарную колонну 5, где отго­няют растворенные газы и летучие примеси. Затем в колонне 6 в виде дистиллята получают ацетальдегид, а большую часть кубовой жидкости, содержащей менее летучие побочные продукты (кротоновый альдегид и др.), возвращают после охлаждения на абсорбцию. Часть этой жидкости выводят в си­стему очистки сточных вод.

По сравнению с двухстадийным процессом одностадийный синтез ацетальдегида дает экономию в капиталовложениях и расходе энергии, но связан с применением более дорогостоящего окислителя (кислород). Показатели этих методов в общем близки, и оба они успешно эксплуатируются в промышленности.

 

Винилацетат

После опубликования первого сообщения о получении аце­тальдегида из этилена появилось большое число работ, посвя­щенных изучению реакции этилена с хлористым палладием в уксуснокислой среде. В результате этих исследований было раз­работано несколько процессов получения винилацетата. Все эти процессы представляют собой модификации двух основных методов. В первом из них окисление этилена ведут в жидкой фазе при температуре 120—130°С и давлении 1,0 МН/м2 (10 атм) в при­сутствии хлорной меди и солей лития. Для регенерации in situ иона двухвалентной меди, который в свою очередь служит окис­лителем металлического палладия, используют кислород. При­сутствие воды способствует образованию ацетальдегида. Во вто­ром процессе реакцию осуществляют в паровой фазе, пропуская смесь этилена, кислорода и паров уксусной кислоты над стацио­нарным палладиевым катализатором (например, PdCl2 + СuСl2 на активированном угле или PdCl2 на окиси алюминия) при температуре 160°С и давлении 0,5—1,0 МН/м2 (5—10 атм). В обоих процессах винилацетат получается с выходом более 90%.

Кроме этилена, винилацетат можно получить из ацетальде­гида и уксусного ангидрида (или уксусной кислоты), причем промежуточный этилидендиацетат подвергают термическому расщеплению в присутствии сильной кислоты:

Как из этилена получить ацетальдегид

studopedya.ru

Этан и этилен

Колбы с химическими веществами

Этан – соединение, с которого начинается данная цепочка, имеет формулу C2H6, и является вторым членом ряда алканов. Встречается в природе, как составная часть природного газа или нефти. Представляет собой газ, без цвета, вкуса и запаха, но при этом способен вызвать слабый наркотический эффект и галлюцинации.

Существует теория, что на поверхности спутника Сатурна есть озера с этановой смесью в жидком состоянии. Используют его лишь для получения этилена, второй части знаменитой формулы.

Этилен – соединение, имеющее формулу С2H4. Также входит в ряд алкенов, изолог этана. Бесцветный газ, но горючий и имеющий небольшой запах.

Применение этилена достаточно широкое, помимо этилового спирта, может быть использован в производстве полиэтилена, стирола, кислоты уксусной. Стоит не забывать о медицине, до 80-х годов, при взаимосвязи с кислород получался наркоз.

Его также применяют для ускорения прорастания и созревания плода растения, снижается риск опадения фруктов.

Он образуется в растениях, составных частях, начиная от лепестков, заканчивая бутонами. Но очень важно знать, что в природе он не встречается в чистом виде, именно поэтому занимает первое место в рейтинге самых производимых веществ в мире.

Этиловый спирт и уксусный альдегид

Колбы с химическими веществами Этанол или этиловый спирт – обычный спирт с формулой C2H5OH, уже входит в ряд одноатомных спиртов. Летучая жидкость, без цвета, но при этом горючая.

Является составной частью спиртных напитков, действует как успокоительным на нервную систему, но имеет угнетающее свойство. Также входит в состав топливной жидкости, некоторых растворителей и даже используется как средство дезинфекции. Входит в состав медицинских препаратов, настоек, бытовой химии, антифризов и омывателей. Очень важное его свойство: противоядие в случае отравления метанолом (промышленным спиртом, запрещенным к употреблению). Даже духи, зубные пасты и шампуни имеют в своем составе этанол.

  1. Процесс брожения – реакция, в течение которой из плодов под действием дрожжей или химических ферментов выделяется этанол, в размере не более 14%.
  2. Промышленное производство – весь процесс состоит из нескольких этапов: ферментация, брожение, брагоректификация.

Уксусный альдегид – последний компонент рассматриваемой формулы, имеющий вид CH3CHO. Очень часто встречается в природе и широко производится в мире. Распространен практически в каждом продукте, начиная от хлеба, заканчивая фруктами. Уксусный альдегид входит также в состав дыма от сигарет. Уксусная кислота получается вследствие распада альдегида.

Это также жидкость, бесцветная, но, имеющая сильнейший запах, хорошо растворима. Получается вследствие окисления этилового спирта. Относится к категории сильно токсичных веществ, загрязняет атмосферу, поскольку концентрируется в табачном дыме и выхлопах автомобиля.

Осуществление превращения

Колба с уксусным альдегидом Итак, этан этилен этиловый спирт уксусный альдегид имеет вид:

С2H6 (Pt) =C2H4 + H2

C2H4 + H2O (H3PO4) =C2H5OH

C2H5OH + CuO (t)=Cu + H2O + CH3CHO

Первоначально, следует выделить этан из природного газа или нефти. Далее уже осуществлять реакции.

Первая реакция носит название дегидрирование (или реакция Кучерова). Происходит она под воздействием температур  и катализатора платины.

Вторая, по превращению этилена в этиловый спирт – реакция гидротации. В качестве катализатора используют фосфорную кислоту, но чаще можно встретить серную кислоту.

Заключительный этап – трансформация этилового спирта в уксусный альдегид. Она носит название – реакция окисления и происходит c воздействием температуры и использованием оксида меди.

Если заглянуть в учебник по химии за 9 класс, то можно увидеть, что данная формула неполная, она имеет продолжение: этан этилен этиловый спирт уксусный альдегид уксусная кислота.


Внимание, только СЕГОДНЯ!

www.medrupro.ru

Гидратация ацетилена в паровой фазе представляет гетерогенно-каталитическую экзотермическую реакцию, протекающую по уравнению:

С2Н2 + Н2О = СНзСНО ΔН = –162,8 кДж

Реакция гидратации протекает через образование промежуточного комплекса ацетилена с ионом кадмия, который затем разлагается с образованием ацетальдегида:

Как из этилена получить ацетальдегид

Одновременно с основной реакцией гидратации протекают побочные реакции дезактивации катализатора за счет его восстановления:

Как из этилена получить ацетальдегид

кротоновой конденсации:

Как из этилена получить ацетальдегид

и реакции последующего смолообразования.

При парофазной гидратации удаление ацетальдегида по мере его образования невозможно, а накопление его в реакционной зоне увеличивает вероятность побочных реакций, особенно кротоновой конденсации. Для подавления побочных реакций необходимо устранение местных перегревов, при которых развивается реакция кротоновой конденсации, имеющая более высокую энергию активации, применение избытка водяного пара, способствующего выводу ацетальдегида из сферы реакции, и проведение процесса при невысокой степени конверсии ацетилена.

Поэтому, процесс парофазной гидратации ацетилена проводят при объемном отношении водяного пара к ацетилену (7- 10): 1 и степени конверсии не выше 0,5. Образующийся ацетальдегид сорбируется из реакционной смеси водой. В этих условиях выход ацетальдегида чистотой до 99,5% мас. достигает 90%. В качестве побочных продуктов образуется 0,5-1,0% кротонового альдегида, 0,5-1,0% уксусной кислоты и 0,3% ацетона.[1, с. 302]

Активность катализатора снижается вследствие образования смолистых продуктов и зауглероживания. Поэтому к концу цикла (через 70-100 час) температуру увеличивают до 400-410°С, после чего катализатор подвергают регенерации.

Непрореагировавший ацетилен возвращается на синтез, 15- 20% ацетилена отводят для очистки от инертных газов. Продукты, выходящие из реактора, конденсируют, отгоняют от воды и подвергают ректификации. В итоге получается 99,5%-ный ацетальдегид и 85%-ный кротоновый альдегид в виде азеотропа с водой.

Вместе с тем этот процесс не нашел широкого распространения из-за небольшого срока службы катализатора без регенерации, его низкой механической прочности, токсичности (из-за наличия кадмия). С точки зрения принципов создания безотходных производств в нем плохо используется тепло реакции.[3, с. 446]

1.2.3 Получение ацетальдегида из ацетилена через бутилвиниловый эфир

Производство ацетальдегида из ацетилена этим методомпредставляет двухстадийный процесс винилирования н-бутанола ацетиленом с образованием винилбутилового эфира (ВБЭ):

С2Н2 + С4Н9ОН Как из этилена получить ацетальдегидСН2=СН–О–С4Н9

и последующего гидролиза ВБЭ:

СН2=СН–О–С4Н9 + Н2О Как из этилена получить ацетальдегидСН3СНО + С4Н9ОН

Таким образом, в этом процессе бутанол находится в рецикле и добавляется только для пополнения производственных потерь, а на получение ацетальдегида расходуется только ацетилен.

Реакция винилирования протекает в присутствии гидроксида калия при температуре 400-440°С. Конверсия ацетилена составляет 0,6-0,8 при расходном коэффициенте по ацетилену 0,39-0,5 т/т ВБЭ. Реакционная смесь, содержащая 75- 80% ВБЭ, около 20% непрореагировавшего бутанола, воду и легкую фракцию, перед гидролизом разделяется методами ректификации или экстракции. На гидролиз направляется фракция, содержащая 99,5% винилбутилового эфира.

Реакция гидролиза ВБЭ протекает в парожидкостной среде при температуре, близкой к температуре кипения смеси «ВБЭ-вода», в присутствии катионнообменного катализатора КУ-2ФПП, который обеспечивает степень конверсии ВБЭ, близкую к единице. В результате гидролиза образуется система «ацетальдегид-вода-бутанол», из которой ректификацией выделяется целевой продукт — ацетальдегид, а бутанол возвращается в процесс.[1, с.304]

1.2.4 Получение ацетальдегида окислительным дегидрированием этилового спирта

При окислительном дегидрировании этилового спирта протекают последовательно две реакции:

CH3 – CH2–OH Как из этилена получить ацетальдегидCH3–CHO + H2 ΔН=15 ккал

H2 + 0,5O2 Как из этилена получить ацетальдегидH2O ΔН= –58 ккал

Для уменьшения теплового эффекта процесса вводят меньше воздуха. Например, спирт можно смешивать с воздухом в отношении 1 : 1,1, что соответствует расходу кислорода 44% от теоретического. При пропускании такой смеси над серебряным катализатором при 450-550°С очень интенсивно протекает дегидрирование этилового спирта и выходящий из контактного аппарата газ содержит 10% водорода.[5, с.491]

1.2.5 Получение ацетальдегида дегидрированием этилового спирта

При каталитическом дегидрировании этилового спирта образуется уксусный альдегид:

CH3 – CH2–OH Как из этилена получить ацетальдегидCH3–CHO + H2

При получении ацетальдегида этим методом применяют медные или медно-цинковые катализаторы. Медь для данного процесса является высокоактивным катализатором, но она быстро теряет активность. Хорошим стойким катализатором является медь с добавками 5% оксида кобальта и 2% оксида хрома, нанесенная на асбест. В присутствии этого катализатора процесс можно проводить при сравнительно низких температурах (275-300° С). Степень превращения спирта в этих условиях составляет 33-50% за один проход через катализатор.

Достоинством процесса дегидрирования спирта по сравнению с процессом окислительного дегидрирования является относительно малое образование побочных продуктов и высокое содержание ацетальдегида в контактных газах. Контактные газы процесса дегидрирования в основном состоят из паров ацетальдегида и водорода (примерно 1 : 1), в то время как контактные газы окисления спирта разбавлены азотом, вводимым с воздухом. Поэтому выделение ацетальдегида из контактных газов дегидрирования спирта легче и сопряжено с меньшими потерями альдегида. Кроме того, при дегидрировании этилового спирта образуется ценный побочный продукт– этилацетат (9-10% от количества ацетальдегида).[5, с. 492]

1.2.6 Получение ацетальдегида окислением этилена

Образование ацетальдегида при взаимодействии этилена с водным раствором хлористого палладия наблюдал Филлипс ещё в 1894 г. Образующийся в безводной среде комплекс этилена с хлористым палладием был описан Карашем в 1938 г. При взаимодействии палладиевого комплекса с водой происходит окисление активированного олефина с образованием ацетальдегида, выделением палладия и хлорида водорода. [6, с.302]

Непрерывный процесс получения ацетальдегида, в котором восстановление до металлического Pd совмещается с непрерывным его окислением кислородом воздуха, был предложен в 1959 г. Я. К. Сыркиным, И.И. Моисеевыми, М.Н. Варгафтиком. Этот процесс может протекать в одну стадию (в одном аппарате происходит как окисление этилена, так и выделяющегося палладия) или в две стадии: окисление (карбонилирование) олефина через стадию образования активного комплекса и восстановление Pd протекает в одном аппарате, а окисление металлического Pd — в другом:

www.newreferat.com


One thought on “Как из этилена получить ацетальдегид

  • 14.04.2019 at 13:44
    Permalink

    Вещество представляет собой бесцветную ядовитую жидкость с резким запахом, похожим на запах прелых яблок, хорошо растворяется в воде, спирте, эфире. Из-за очень низкой температуры кипения (20,2 °C) хранят и перевозят ацетальдегид в виде тримера — паральдегида, из которого он может быть получен нагреванием с минеральными кислотами (обычно серной ).

    Reply

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector