Неполное окисление изопропилового спирта в паровой фазе.
Реакция неполного окисления изопропилового спирта
СН3СН(ОН)СН3 + 0,5 О2 → СН3СОСН3 + Н3О + 180 кДж (43 ккал)
протекает в присутствии металлических катализаторов – меди, серебра, никеля, платины и т. д.
Высокий выход ацетона достигается при использовании серебра, осажденного на пемзе, или серебряной сетки. Температура реакции может изменяться в широких пределах (450— 650 °С) и выбирается в зависимости от применяемого катализатора, объемной скорости паров спирта и воздуха и других факторов.
Перед подачей реагентов в контактный аппарат (рис. 2) изопропиловый спирт испаряют в испарителе-сатураторе, насыщают парами воздуха и перегревают полученную паровоздушную смесь. Реакция протекает в
адиабатических условиях, т. е. тепло, выделяющееся в процессе окисления, воспринимается самой реакционной смесью.
При окислении, «роме ацетона, образуется также некоторое количество побочных продуктов, в том числе уксусной кислоты и ацетальдегида. Поэтому контактные газы после прохождения ими металлического катализатора пропускают через насадку в виде слоя мела, на которой уксусная кислота и ацетальдегид почти количественно превращаются в ацетон. Оптимальной для этой реакции является температура 450 °С, достигаемая охлаждением контактных газов во встроенном в реактор змеевике.
Из контактного аппарата газы поступают в котел-утилизатор, а затем последовательно на «парциальную» конденсацию и водную абсорбцию. Несконденсировавшиеся газы после абсорбции ацетона водой сбрасывают в атмосферу. Промывные воды из скруббера объединяют с конденсатом и направляют на ректификацию.
Рис. 2. Принципиальная схема производства ацетона неполным окислением изопропилового спирта в паровой фазе:
1 – висциновый фильтр; 2 – ротационный компрессор; 3, 9, 12, 19 – холодильники; 4 – ресивер; 5 – сборник изопропилового спирта; 6 – испаритель-сатуратор; 7 – контактный аппарат; 8 – котел-утилизатор; 9 – сборник конденсата; 10 – скруббер; 11 – насосы; 12 – сборник сточной воды; 15 – сепаратор; 16 – ректификационные колонны; 17 – дефлегматоры; 18 – кипятильники; 20 – сборник ацетона.
В первой по ходу процесса ректификационной колонне из водного раствора отгоняют ацетон и изопропиловый спирт. В верхнюю часть колонны для очистки от осмоляющихся примесей подают 15%-ный раствор NaOH. Вода из куба колонны после осаждения органических веществ и утилизации ее тепла подается в скруббер на абсорбцию ацетона.
В следующей колонне происходит разделение продуктов на ацетон-сырец и раствор изопропилового спирта. Ацетон-сырец поступает на ректификацию для выделения товарного ацетона; изопропиловый спирт выделяют перегонкой из водного раствора и возвращают на окисление.
Смотрите также
Химия и Стоматология
Зубоврачевание является одним из древнейших разделов
медицины. Как показывают результаты исследований костей раннего периода,
заболевания кариесом и парадонтитом встречались во все времена, ...
Список
сокращений
1.
БЕ
– буферная емкость.
2.
БР
– блок подготовки и закачки реагента.
3.
БРХ
– блок реагентного хозяйства.
...