В-103. Производство оксида этилена. Пром. Применение. Химизм и катализ.

СН2- СН2

\ / Ткип=10,7?С; пределы взрываемости3-80%

О Используются в:

1) произ-ве гликолей:

H2O+СН2- СН2-}HOCH2-CH2OH

\ /

О

2) акрилонитрила:

HCN+СН2- СН2-}CH2=CHCN

\ /

О

3) целлозольвов

ROH+СН2- СН2-}ROCH2-CH2OH

\ /

О

4)в пр-ве ПАВ. Путем взаимодействия оксидаэтилена с ВЖС, СЖК и диамина.

5) пр-во этаноламинов:

NH3+СН2- СН2-}HOCH2-CH2NH2

\ /

О

Методы получения:

I) Хлорный. Путем хлоргидратации этилена с последующей обработкой Са(ОН)2:

CH2-}CH2+CL2+H2O-}CLCH2-CH2OH-}СН2- СН2+CaCL2+H2O

\ /

О

Недостатки:1) испол-е Сl2; 2) многостад-й пр-сс; 3) испол-е Са(ОН)2;4) получ-е большого кол-ва сточ.вод.

II) Прямое окисление этилена:

CH2=CH2+0,5O2 -} СН2- СН2-CH2

\ /

О

Возможны побочные р-ции парал-х и последов-х:

CH2=CH2 -}CH2-CH2 -}CO2+CO

Развитие побоч. р-ий приводит к повыш-му выходу СО2 и пов-ния t?C. kt подбир-ся так чтобы при низкой t?C обеспечить высок. ск-ть р-ии. kt Аg. Оно активно при 220?C и селект-но до 280?C, т.к. это дорогой kt его исп-ют на носителе с добавкой промотора. Kt служит 6-9 лет.

Процесс ок-ия м. проводить при недостатке этилена, тогда скор-ть р-ии будет опр-ся абсорбцией прод-ов р-ии, но и конц-ей этилена.

R=K/((pC2H4))/1+bPC2H4O.

R=K/((PO2))/1+bPC2H4O.

, b – абсорбционный коэф-т.

В случае избытка этилена скор-ть опр-ся абсорбцией прод-ов р-ии и конц. О2

механизм kt основан на хемосорбции. Первонач-но сорбир-ся О2, затем на ок-ой поверх-ти kt сорбир-ся этилен, он взаим-т с ок-ой поверх-ю с образ-ем прод-ов р-ии. В прмыш-ти реализовано два способа ок-ия этилена:

1) ок-ие воздухом; 2) ок-ие техническим О2.

Технология ок-ия этилена воздухом. Тех. схема Процесс осущ-ся в двух реакторах (1,4) располож-ых послед-но. Извлечение оксида этилена осущ-ся после каждого р-ра этим достиг-ся высок. Селектив-ть при достаточно высок. ст. конв-и. Воздух, этилен и рециркулят смешив-ся с получ-ем состава: 4-6% С2Н4, 6-8% О2, 8-10% СО2, остальное азот. Смесь пост-т в трубчатый р-р(1), где Р=2 МПа, тепло р-ии снимается водой с получ-ем пара среднего и низ. давления. Прод-ты р-ии охлажд-я в теплообмен-ке (2) рециркулятом и пост-т на абсорбцию 1ой ступ. в абсорбер (3). Содерж-е оксида этилена в прод-ах р-ии до 1,5%. Абгазы выходящие сверху частично возвращаются в реактор (1), а остальная часть на 2ую ступень окисл-я в р-р (4), из р-ра(4) смесь поступ-т на 2-ю ступ. абсорб-и в абсорбер (6). Вод-е р-ры оксида этилена из абсорберов (3, 6) объед-ся и пост-ют на отпарку. Выход оксида этилена составляет 60%.