CC BY
1Oriental Renaissance: Innovative, (E)ISSN: 2181-1784
educational, natural and social sciences 4(11), Dec., 2024
Research BIB / Index Copernicus www.oriens.uz
ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО ОКИСИ ЭТИЛЕНА
1 Дустов А.Ю. - доцент Экономико-педагогический университет
АННОТАЦИЯ
В данной статье изучены способы получения оксида этилена, механизмы реакции, области промышленного использования, а также их физические и химические свойства.
Ключевые слова. Оксид этилена, механизм, кислород, катализатор, газ, вода.
ETILEN OKSIDINI SANOATDA ISHLAB CHIQARISH
ANNOTATSIYA
Ushbu maqolada etilen oksidining olinish usullari, reaksiya mexanizmlari, sanoatda ishlatilish sohalari, ularning fizik-kimyoviy xossalari o 'rganilgan. Kalit so'zlar. Etilen oksidi, mexanizm, kislorod, katalizator, gaz, suv.
INDUSTRIAL PRODUCTION OF ETHYLENE OXIDE
ABSTRACT
In this article, methods of obtaining ethylene oxide, reaction mechanisms, areas of industrial use, and their physical and chemical properties are studied.
Keywords. Ethylene oxide, mechanism, oxygen, catalyst, gas, water.
Формально процесс прямого окисления этилена в присутствии серебряного катализатора можно записать в виде уравнения:
СН2=СН2+ HOCI ОН-СН2СН2-С1 Вместе с тем, изучая практический процесс проведения реакции, можно наблюдать значительное количество углекислого газа и воды в её продуктах, что можно было бы объяснить полным окислением этилена или окиси этилена:СН2=СН2+С12 + Н20 OH-CH2CH2-CI + HCI
С1-СН2СН2-ОСОСН3 + 2КОН (СН2СН2)0 + KCI + СН3СООК + Н20 Процесс гетерогенного каталитического окисления этилена был изучен P. A. Kilty и W. M. H. Sachtler, которые предположили для него следующий механизм:
2СН3СН2-ОС1 + СаО 2(СН2СН2)0 + СаС12 + Н20 Cl2 + NaOH + СН3СН2ОН -> СН3СН2ОС1 + NaCI + Н20
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences
Research BIB / Index Copernicus
1-СН2СН2-1 + Аё20 (СН2СН2)0 + 2Аё1
Здесь частицы, адсорбированные на поверхности катализатора; частицы серебра, непосредственно граничащие с атомами кислорода. Общая схема реакции будет выглядеть следующим образом:
Таким образом была определена максимальная степень конверсии этилена в окись этилена: 6/7 или 85,7 %.
Поиск катализатора для проведения реакции селективного окисления этилена, успешно осуществлённый в 30-х годах XX века, привёл к металлическому серебру, осаждённому на различных носителях и активированного специальными добавками. Эксперимент показал, что оптимальными условиями для проведения реакции является температура 220— 280 °С и давление 1—3 МПа.
Несмотря на существование единого фундаментального химического процесса каталитического окисления этилена, на практике существуют две различные технологические схемы окисления: более старая, предполагающая использование воздуха, и новая с использованием кислорода.
Сравнительный анализ двух схем представлен в нижеследующей таблице: Параметры Окисление воздухом Окисление кислородом
Содержание этилена в газовой 2—10 20—35
смеси, % молярных
Температура процесса, °С 220—277 220—235
Рабочее давление, МПа 1—3 2—3
Конверсия, % 20—65 8—12
Фактический выход окиси 63—75 75—82
этилена, % молярных
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences
Research BIB / Index Copernicus
Помимо общеэкономических соображений, преимущество окисления этилена кислородом заключается в следующем:
• процессы, использующие высокое давление, имеют меньшие издержки по сжатию кислорода по сравнению с воздухом;
• каталитические процессы с низкой конверсией по кислороду являются более дорогими в случае использования воздуха из-за необходимости удаления азота во время рециркуляции реакционной газовоирсщесщы в результате которых образуются опасные химические вещества, более управляемы в случае использования кислорода;
• более простое разделение продуктов реакции из-за отсутствия необходимости отделения азота;
• более быстрое и эффективное протекание реакции из-за отсутствия эффекта разбавления.
Окись (оксид) этилена — важнейшее сырьё, используемое в производстве крупнотоннажной химической продукции, являющейся основой для большого числа разнообразных товаров народного потребления во всех промышленно развитых странах.
Технология получения. В промышленности окись этилена получают прямым окислением этилена в присутствии серебряного катализатора. На старых предприятиях в качестве окислителя выступает воздух (Union Carbide, Scientific Design), на современных производствах используется кислород (Union Carbide - Meteor process, Shell, Scientific Design - вторая версия, Japan Catalytic). Процессы с окислением кислородом имеют преимфттшпродуктов на основе окиси этилена Гликоли
Этиленгликоли — используются в качестве антифризов, в производстве полиэстера, полиэтилентерефталата (ПЭТ — сырьё для пластиковых бутылок), агентов для осушения газов, жидких тепло^5оси1е1ти:йенаасг1варителей:^ользуются в производстве парфюмерии и косметики, фармацевтических препаратов, лубрикантов, растворителей для красок и пластификаторов.
Эфиры этиленгликоля — входят в состав тормозных жидкостей, моющих средств, растворителей лаков и красок.
Схема производства оксид этилена (ОЭ), моноэтиленгликоля (МЭГ)
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences
Research BIB / Index Copernicus
ДЭГ-ди этилен гликоль
Этаноламины МЭА, ДЭА, ТЭА. Получают взаимодействием окиси этилена и аммиака в условиях непрерывного автокаталитического процесса при температуре 40-80 0С и давлении1,5-4,0 МПа. В результате реакции образуются моно-, ди- и триэтаноламины. Соотношение продуктов может меняться от максимума МЭА до максимума ТЭА.
Метилдиэтаноламин МДЭА. Получают взаимодействием окиси этилена и метиламина. В синтезе метиламина применяют метанол и аммиак. Широко применяется на ГПЗ для сероочистки сероводородсодержащих газов. Используется также в производстве ПАВ, эмульгаторов, ингибиторов коррозии и др.
Блок - схема процесса синтеза этаноламинов
ЛИТЕРАТУРЫ
1. Методические указания к выполнению выпускной квалификационной работы бакалавра (комплексного курсового проекта) для студентов направления подготовки бакалавров 240100 "Химическая технология и
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences
Research BIB / Index Copernicus
биотехнология" специальности 240401 "Химическая технология органических веществ" / НГТУ; Сост. Р.А. Наволокина.Н. Новгород, 2006. - 33с.
2. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. - М. Химия, 1988.
3. Состояние рынка и производства окиси этилена и продуктов её > переработки Текст. // Обзорная информация. ОАО «НИИТЭХим». М.2000.
