Этиленгликоль

Контрольная работа - Химия

Другие контрольные работы по предмету Химия

??

О СН2OH СООН > НООС С - Н

СН2ОН ?? v

? > С О О СООН

СН2ОН ?Н ?? ?? ?

СН2OH С - С СООН

? ?

Н Н

 

4. Отщепление воды от этиленгликоля может иметь внутримолекулярный и межмолекулярный характер. Направление отщепления воды зависит от условий реакции. Пример внутримолекулярного выделения воды:

 

СН2ОН - СН2ОН > [СН2 = СНОН] > СН3 СНО

Межмолекулярное выделение воды приводит к образованию оксиэфиров (спиртоэфиров) или циклических простых эфиров:

 

СН2 СН2

СН2ОН НО СН2 СН2 О СН2 ? ?

?+?> ??> О О

СН2ОН СН2ОН СН2ОН СН2ОН ? ?

СН2 СН2

 

При межмолекулярной дегидратации этиленгликоля могут быть получены зависимости от условий диэтиленгликоль или диоксан:

СН2 СН2

? ?

2НОСН2 СН2ОН > НОСН2 СН2О-СН2 СН2ОН > О О

? ?

СН2 СН2

 

Способы получения этиленгликоля

 

В промышленном масштабе этиленгликоль получают главным образом гидратацией окиси этилена:

 

Н2С СН2 +Н2ОСН2ОН СН2ОН

 

О

 

При гидратации окиси этилена, кроме этиленгликоля, образуются ди-, три-, тетра- и полиэтиленгликоли. Чтобы уменьшить образование полигликолей, гидратацию проводят с большим избытком воды (на 1 моль окиси этилена берут от 10 до 22 моль воды) и добавляют к водному раствору окиси этилена 0,10,5% кислоты. В этих условиях получается этиленгликоль, содержащий лишь немного диэтиленгликоля и следы высших полиэтиленгликолей.

Процесс проводят в жидкой фазе в присутствии катализаторов (небольшое количество кислоты серной, фосфорной или щавелевой) при 50100С и атмосферном давлении или без катализатора при 10 ат и 190200 С.

Гидратацию окиси этилена при атмосферном давлении можно проводить, обрабатывая раствором кислоты контактные газы процесса прямого окисления этилена. Получаемый разбавленный раствор этиленгликоля нейтрализуют, отгоняют большую часть воды и далее фракционной перегонкой удаляют остатки воды и высшие гликоли.

В отсутствие катализаторов гидратацию окиси этилена проводят обычно под давлением 10 ат. при мольном соотношении окиси этилена и воды примерно 1 : 16; продолжительность контакта 30 мин. Раствор гликолей упаривают в многокорпусном выпарном аппарате до содержания воды около 15% и далее подвергают ректификации. Соковый пар из последнего аппарата конденсируют и конденсат, содержащий 0,51,0% этиленгликоля, возвращают на гидратацию свежей окиси этилена. На 1 т этиленгликоля получается примерно 120 кг диэтиленгликоля и 30 кг триэтилен- гликоля.

Общий выход гликолей (считая на окись этилена) при получении их методом гидратации превышает 90%.

 

Технологическая схема получения этиленгликоля гидратацией окиси этилена

 

Процесс проводят без катализаторов при температуре 200С под давлением, обеспечивающим сохранение смеси в жидком состоянии. Исходную шихту готовят из свежего и оборотного водного конденсата и оксида этилена, причем концентрация оксида 1214% (масс.), что соответствует примерно 115-кратному мольному избытку воды по отношению к ?-оксиду.

Оксид этилена, свежий и оборотный конденсат подают под давлением в смеситель 1 и затем в паровой подогреватель 2. Там шихта нагревается до 130150С и поступает в реактор 3 адиабатического типа. Смесь проходит вначале по нейтральной трубе аппарата и дополнительно подогревается горячей реакционной массой, находящейся в объеме реактора, где и протекает образование продуктов. Кроме этиленгликоля, ди- и триэтиленгликоля, побочно получаются ацетальдеги (за счет изомеризации оксида этилена) и продукты его уплотнения. По выходе из реактора жидкость, нагретую до 200С, дросселируют до атмосферного давления, причем часть воды испаряется, а жидкость охлаждается до 105110С.

Смесь поступает в аппарат 4, являющийся первой ступенью многокорпусной выпарной установки, следующие ступени которой работают при все более глубоком вакууме (вплоть до 133 Па) и обогреваются за счет сокового пара с предыдущей стадии [на схеме показана, кроме первой (в аппарате 4), только последняя ступень выпаривания аппарате 5]. Выходящую из аппарата 5 кубовую жидкость для отделения остатков воды подвергают ректификации в вакуумной колонне 7, причем все водные конденсаты объединяют и возвращают на приготовление исходной шихты и затем на реакцию. Смесь гликолей из колонны 7 поступает в вакуумную колонну 8, где отгоняют достаточно чистый этиленгликоль, а в кубе остается смесь ди- и триэтиленгликоля. Эти продукты также представляют большую ценность, и их разделяют на дополнительной вакуум-ректификационной установке.

Рисунок 1.

Технологическая схема получения этиленгликоля

1 смеситель; 2 паровой подогреватель; 3 реактор; 4, 5 выпарные аппараты; 6 конденсатор; 7,8 ректификационные колонны.

 

Реакционный узел

Реакция производства этиленгликолей и диэтиленгликоля ос