ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство этиленоксида из "Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза" Этиленоксид СНг—СН2О является жидкостью (т. кип. 10,7 °С), полностью смешивающейся с водой. Образует с воздухом взрывоопасные смеси в пределах 3—80 % (об.), обладает значительными токсичными свойствами. Этиленоксид является одним из важнейших промежуточных продуктов органического синтеза его производят в крупных масштабах и широко применяют для синтеза многих веществ. [c.420] Этот метод связан с большим расходом хлора и щелочи, а также с образованием отходов солей и поэтому полностью вытеснен другим способом, состоящим в прямом окислении (эпо-ксидировании) этилена. [c.420] Предложены многочисленные модификации серебряного катализатора для окисления этилена. В качестве носителей указаны пемза, силикагель, оксид алюминия, смеси силикагеля и оксида алюминия, карбид кремния и др. Как активаторы и добавки, повышающие селективность, рекомендованы сурьма, висмут, пероксид бария. Интересно, что введение небольшого количества дезактивирующих примесей (сера, галогены) увеличивает селективность действия серебра, причем эти вещества лучше добавлять в реакционную смесь непрерывно, возмещая их расход на окисление. Практическое значение приобрела добавка 0,01—0,02 масс. ч. дихлорэтана на 1 масс. ч. этилена с такой добавкой селективность процесса повышается примерно на 5%. [c.421] На селективность, кроме того, сильно влияет температура. Оказалось, что полное окисление имеет более высокую энергию активации, поэтому при постоянной степени конверсии этилена селективность падает с повышением температуры (см. рис. 121, а). Оптимальным считается интервал 220—280 °С, однако выгодное для селективности снижение температуры приводит к уменьшению производительности катализатора. Этот эффект компенсируют проведением процесса под давлением 1—3 МПа, которое не влияет на селективность и одновременно облегчает абсорбцию летучего этиленоксида из реакционных газов. [c.421] Ввиду значительной зависимости селективности от степени конверсии этилена наиболее подходящими для процесса оказались трубчатые реакторы (см. рис. 122,а), охлаждаемые кипящим водным конденсатом под давлением или промежуточным теплоносителем, продуцирующим пар в специальном парогенераторе. Применение реакторов с псевдоожиженным катализатором дает худшие результаты и не получило развития. [c.421] Окисление этилена воздухом было первым вариантом технологии синтеза этиленоксида, имеющим значительное распространение и до настоящего времени. Упрощенная схема его изображена на рис. 126. Окисление осуществляют последовательно в двух трубчатых реакторах 2 и 5 с промежуточной абсорбцией этиленоксида из реакционных газов после первой ступени. Этим достигается специфическая для данного процесса возможность снизить дальнейшее окисление а-оксида при увеличении степени конверсии этилена и, следовательно, повысить селективность процесса. Это, кроме того, позволяет осуществить циркуляцию газа на первой ступени окисления, что ведет, к более полному использованию этилена и кислорода и снижает взрывоопасность смесей благодаря их разбавлению азотом и диоксидом углерода. [c.421] Поскольку газ после второй ступени сбрасывают в атмосферу, в реакторе 5 подбирают такой режим, чтобы получился максимальный выход этиленоксида, т. е. ведут процесс при значительной степени конверсии оставшегося этилена и при несколько пониженной селективности. Газ второй ступени, как и после первой, охлаждают в теплообменнике 4 и направляют в абсорбер 6 второй ступени, где поглощается этиленоксид. Газ после этого абсорбера сбрасывают в атмосферу, а растворы этиленоксида (и СО2) из абсорберов Зяб перерабатывают совместно, выделяя чистый продукт. Общий выход а-оксида 60 % по этилену при средней селективности 65 % и суммарной степени конверсии этилена 90 %. [c.422] В более новых установках этого типа ввели циркуляцию газа и после второй ступени окисления, а при большой мощности цеха становится выгодным трехступенчатое окисление с циркуляцией газа после каждой ступени. Этим путем можно довести выход оксида этилена до 65 %. [c.422] При окислении этилена кислородом также осуществляют рециркуляцию газа после абсорбции из него этиленоксида, причем проводят реакцию при избытке этилена по отношению к кислороду и при степени конверсии этилена 10 % за один проход через реактор. Содержание инертных примесей в этилене и кислороде незначительно, поэтому для поддержания постоянного состава смеси требуется отдувать только небольшую часть газа, что определяет возможность работы с одним реактором. Однако ввиду образования СОг циркулирующий газ нужно очищать от СОг, чтобы сохранить его постоянную концентрацию в рециркуляте. [c.423] На холоду под давлением карбонат поглощает из газа СО2, и этот очищенный газ возвращают в реактор после дожимания компрессором 7 до рабочего давления. Полученный в абсорбере раствор подогревают в теплообменнике 8 обратным потоком абсорбента, дросселируют и направляют в десорбер 9, где при нагревании отгоняется СО2. Регенерированный абсорбент насосом возвращают через теплообменник 8 в абсорбер б. [c.424] Водный раствор этиленоксида и СО2 из куба абсорбера 5 дросселируют до 0,5 МПа и через теплообменник /О подают в отпарную колонну 1/, где отгоняются этиленоксид, СОг и часть воды. Основная масса воды остается в кубе, и после охлаждения в теплообменнике /О ее возвращают в абсорбер 5. Пары из отпарной колонны 11 направляют в ректификационную колонну 12, где отгоняют СО2 и часть этиленоксида. Оксид поглощают из газа водой в абсорбере 13, возвращая водный раствор в колонну 11. Кубовая жидкость колонны 12 поступает в ректификационную колонну 14, где получают чистый этиленоксид. [c.424] Производство этиленоксида этим методом имеет высокую экономичность и по показателям превосходит способ, основанный на применении воздуха. Осуществлена эффективная система утилизации тепла, отсутствуют вредные выбросы в окружающую среду. Нередко это производство комбинируют с получением этиленгликоля в единую энерготехнологическую систему, что еще более повыщает экономлчность синтеза. Диоксид углерода, получаемый в виде побочного продукта, можно направлять на выработку карбамида или сухого льда. [c.424] Вернуться к основной статье