Описание технологической схемы процесса производства этилового спирта — страница 5

  • Просмотров 17760
  • Скачиваний 824
  • Размер файла 64
    Кб

давления процесса. Последнее, при прочих равных условиях, зависит от парциального давления паров воды, т.е. тоже от температуры. Таким образом, температура становится важнейшим параметром, определяющим не только скорость, но и общее давление процесса. Так, в соответствии со стехиометрическим уравнением реакции, для эквимолярной смеси этилена и паров воды, парциальное давление последних должно составлять примерно половину от

общего давления. Однако с целью предотвращения конденсации водяного пара в самом реакторе, что приводит к разбавлению фосфорной кислоты и парализует действие катализатора, парциальное давление паров воды, а, значит, и общее давление, должно быть несколько ниже. И действительно, в промышленности применяют общее давление около 8,0МПа. Имеются и другие пути, предотвращающие появление водяного конденсата. Во-первых, это повышение

температуры. Однако, в силу экзотермичности процесса, этот путь принципиально непригоден, т.к. приводит к снижению конверсии этилена и интенсификации побочных процессов. Во-вторых, это снижение парциального давления паров водяного пара за счет повышения парциального давления этилена. Однако, этот путь тоже непригоден. Он также приводит к снижению выхода этанола, т.к. оптимальным соотношением между реагирующими компонентами

является эквимолярное. Мольное соотношение, используемое в промышленности, этилен – пары воды равно 1 : 0,6-0,8. Выбранное соотношение компонентов диктует выбор общего давления: Робщ = РС2Н4 + РН2О + Ринерт. Известно, что давление паров воды над 85%-ной фосфорной кислотой при температуре 2800С, составляет 2,7МПа. Принимая во внимание мольное соотношение между компонентами, видно, что давление паров этилена составляет около 4,7МПа. В таком

случае концентрация инертных примесей должна быть порядка 15% (Ринерт = РС2Н4*0,15/0,85). Давление больше 8МПа нежелательно т.к. происходит конденсация водяного пара. В настоящее время процесс гидратации этилена реализуется в промышленности при следующих условиях: ·       t = 280-3000С; ·       Р = 8,0МПа; ·       мольное соотношение пары воды - этилен = 0,6 : 0,8; ·       катализатор –

фосфорная кислота и фосфаты на алюмосиликате или силикагеле при содержании Н3РО4 до 35% в свободном состоянии, ·       объемная скорость циркулирующего газа 1800-2000ч-1, что соответствует продолжительности контакта 18-20с и производительности 180-200кг этанола с 1м3 катализатора в 1 ч. При этих условиях этилен расходуется примерно следующим образом: ·        95% - на образование этанола; ·