Технология получения спиртов методом сернокислотной гидратации

Схема установки получения этилового спирта сернокислотной гидратацией этилена приведена на (рис.2).

Исходным сырьём служит газообразная этан этиленовая фракция, содержащая 30 — 50% этилена, и 95 — 97% серная кислота. Этиленсодержащий газ подают в реактор — абсорбционную колонну 3, орошаемую серной кислотой и имеющую 25 тарелок. Газ в виде мелких пузырьков барботирует на тарелках через слой жидкости, где происходит поглощение этилена. Для отвода тепла реакции на каждой тарелке имеется змеевик водяного охлаждения. В колонне поддерживается температура 65 — 75 °C и давление 25 кгс/см². Газ, покидающий колонну содержит 2 — 6% этилена. Он проходит скрубберы 8 и 9 орошаемые соответственно водой и 5 — 10% раствором едкого натра, для отмывки серной кислоты и нейтрализации. Отмытый газ (этан) направляют на пиролиз.

Из нижней части колонны 3 непрерывно вытекает реакционная масса, имеющая примерно следующий состав (%): этилсульфат — 60−80, серная кислота — 10−30, диэтилсульфат — 2−8, полимеры — 1−7, вода и прочие примеси -2. Эта смесь охлаждается в холодильнике 4 и направляется в гидролизёр 5, куда поступает и вода. Гидролиз проводится при 92 — 96 °C и давлении 4,5 — 5 кгс/см². из нижней части гидролизёра 5 реакционная масса поступает в верхнюю часть отпарной колонны 7, в низ которой подаётся острый пар. В нижней части колонны поддерживается температура 125 °C, в верхней 110 °C и давление 0,5 кгс/см². Из нижней части колонны 7 отводится 45 — 47% серная кислота, поступающая на упаривание до 90% концентрации. Пары спирта и других продуктов направляются в колонну 13, где отгоняется спирт — сырец. В эту колонну для нейтрализации серной кислоты вводят 5% раствор едкого натра.

Спирт — сырец содержит 25 — 35% этанола, 3 — 5% диэтилового эфира, 60 — 65% воды и 0,05% полимеров. Его направляют на ректификацию для получения 95 — 96% концентрации спирта. Выход этанола ректификата составляет 85% от стехиометрического. Кроме того, получается диэтиловый эфир с выходом до 7%.

Сернокислотная гидратация олефинов — самый распространённый метод получения спиртов. Однако недостатком метода является участие больших количеств серной кислоты и её разбавление, а отсюда необходимость её упаривания, перекачки больших объёмов и так далее. Всё это связано с коррозией аппаратуры и большими капитальными затратами на сооружение заводов. [2,5].