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
Охрана труда сегодня, как никогда, актуальна
Опыт крупнейших мировых компаний показывает, что охрану труда высшие руководители считают одним из главных приоритетов. Так, из десятков показателей деятельности предприятия охрану труда и здоровья св ...
Химия жизни
Современная химия представляет собой
широкий комплекс наук, постепенно сложившийся в ходе ее длительного
исторического развития. Практическое знакомство человека с химическими
процессами в ...
Предисловие редактора перевода
Historia est magistra vitae: История — учитель жизни.
По-разному реализовывали этот древний латинский завет историки науки. Иногда
история науки использовалась в качестве инструмента оценки нау ...