Модернизация установки синтеза этанола путем прямой гидратации этилена

УДК 661.722.224

МОДЕРНИЗАЦИЯ УСТАНОВКИ СИНТЕЗА ЭТАНОЛА ПУТЕМ ПРЯМОЙ ГИДРАТАЦИИ ЭТИЛЕНА

Карсаков А.В., Гариева Ф.Р.

ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»

Модернизация установки получения синтетического этанола заключается в использовании более современного катализатора с новым составом. В роли кислого компонента выступает высококремнеземный цеолит типа пентасила, промотированного оксидами железа, бора и хрома.

Ключевые слова: синтез, этанол, катализатор, этилен.

MODERNIZATION OF ETHANOL SYNTHESIS INSTALLATION BY ETHYLENE DIRECT HYDRATION

Karsakov A.V., Garieva F.R.

«Kazan National Research Technological University»

Modernization of the plant for the production of synthetic ethanol using a catalyst with a new composition in which a high-silica zeolite of the pentasil type promoted by iron oxides, boron and chromium is used as the acidic component.

Key words: synthesis, ethanol, catalyst, ethylene.

В настоящее время этиловый спирт (этанол) по объему производства занимает одно из первых мест среди продуктов органического синтеза. Он широко применяется в пищевой, медицинской и парфюмерной промышленностях. Используется как растворитель, антифриз, компонент горючего жидкостных ракетных двигателей и в качестве полупродукта ряда производств основного органического синтеза (ацетальдегид, хлороформ, уксусная кислота, диэтиловый эфир, синтетиче¬ский каучук и т. п.). Необходимо отметить, что в последние годы резко возросло потребление этанола микробиологиче¬ской промышленностью (производство кормовых дрожжей для животноводства). Мировое производство этилового спир¬та составляет порядка 4 млн. тонн в год, что позволяет отнести его к разряду крупнотоннажных.

Для получения этилового спирта могут быть использова¬ны различные методы:

1. Ферментация (брожение) различных природных продуктов, содержащих в своем составе крахмал или

2. Гидратация этилена:

а) сернокислотная,

б) прямая;

3. Гидролиз целлюлозы;

4. Сульфитные щелока.

В промышленности для технических целей реализуются два первых метода, из которых предпочтение в настоящее время отдается прямой гидратации этилена [1].

Прямая гидратация этилена имеет ряд преимуществ перед сернокислотным методом: исключение расхода серной кислоты и минимальные потребности в других реагентах, кроме этилена и водяного пара, одностадийность процесса, более высокий выход спирта. Недостатками прямой гидратации является частая замена катализатора и использование более дорогих концентрированных этиленовых фракций. Синтез этанола путем прямой гидратации является более технически прогрессивным и поэтому получил большее распространение в промышленности. [2].

При использовании кислотного катализатора установлены следующие оптимальные условия проведения процесса: температура 280-290 °С, соотношение (Н2О:С2Н2) = (0,6-0,7) и давлении 8 МПа В этих условиях равновесный выход этилового спирта составляет по¬рядка 10%.

Целью работы является модернизация установки синтеза этанола путем прямой гидратации этилена. Сущность изобретения сводится