Organik moddalar sintezi

Etanol ishlab chiqarish

Sanoatda etanol etilendan olinadi. 1 t etilen 4 t donni tejashga imkon beradi va spirt arzon tushadi, bundan tashqari mehnat sarfi ham kamroq bo’ladi. Etanol yaxshi yonilg’i, erituvchi, yarim mahsulot sifatida juda ko’p sintezlar uchun kerak. Uning asosida sintetik kauchuklar, asetaldegid, sirka kislotasi, sun'iy shoyi, dori-darmonlar, xushbo’y va portlovchi moddalar olinadi.

Sanoatda sintetik etanol etilenning gidratasiyasi natijasida olinadi:
1. Sulfat kislotali usul
2.To’g’ridan-to’g’ri gidratasiya usuli.
Etilen bilan sulfat kislotasini ta'sirlashishi ikki bosqichdan iborat bo’lib, 1- etilenning sulfat kislotada fizikaviy erishi va 2 -kimyoviy ta'sirlashish natijasida alkilsulfatlar hosil bo’lishi:
C₂H₄+H₂SО₄ ↔ C₂H₅OSО₃H
C₂H₅OSО₃H+C₂H₄ ↔ (C₂H₅О)₂SО₂
So’ngra hosil bo’lgan efirlarning gidrolizi gidroliz minorasida amalga oshiriladi:
C₂H₅OSO₃H+H₂O ↔ С₂Н₅ОН+Н₂SО₄
(С₂H₅O)₂SO₂+Н₂O ↔ 2С₂Н₅ОН+Н₂SO₄
Asosiy reaksiyalar bilan bir qatorda yonaki reaksiya-dietil efirini hosil bo’lishi kuzatiladi:
(С₂Н₅О)₂SО₂+С₂Н₅ОН ↔ С₂Н₅ОС₂Н₅+С₂Н₅ОSО₃Н
(С₂Н₅О)₂SО₂+Н₂О ↔ C₂H₅OSO₃H+H₂SO₄
Dietil efirini chiqishini kamaytirish uchun gidroliz iloji boricha tezroq o’tkaziladi va hosil bo’lgan spirt haydalib eritmadan chiqariladi.
Etanolni etilenning sulfat kislota yordamida gidratasiyasiusuli bilan ishlab chiqarish quyidagi bosqichlardan iborat:
1. Absorberda etilenning sulfat kislotaga absorbsiyasi natijasida etilsulfatlar hosil bo’lishi.
2. Etilsulfatlarning gidrolizi natijasida gidro- lizyorda etanol va sulfat kislotasi hosil bo’lishi.





3. Etanolni sulfat kislotadan ajratib olib uni bug’ yordamida ishlov berish minorasida tozalash.
4.Neytrallash va sulfat kislotani regenerasiyasi.
Etanol unumi 97% ni tashkil qiladi, 1-2% dietil efiri hosil bo’ladi. Mazkur usul bir qator kamchiliklarga ega: moslamalarning qimmatligi, sulfat kislotaning ko’p miqdorda ishlatilishi (1 t etilenga 2 t kons. H₂SO₄ ishlatiladi va 4 t 50% li H₂SO₄ hосил бo’лади, жами жараёнда 6 t kислоtа ишлайди), kислоtага chidamli materiallar kerakligi, suyultirilgan kislotani konsentrlash uchun ko’p energiya sarflanishi va hakozo.

Shuning uchun etilenning to’g’ridan-to’g’ri gidratasiya usuli ishlab chiqarildi. Bu usul unumi kamroq lekin jarayon bir bosqichda, qo’shimcha mahsulotlarsiz boradi va etanol arzonga tushadi.

Etilenga suvni birikishi geterogen katalitik ekzotermik reaksiyadir:

С₂Н₄+Н₂О ↔ C₂H₅OH+Q

Reaksiya muvozanatini etanol hosil bo’lishi tomonga siljitish uchun haroratni pasaytirib, bosimni oshirish kerak. Ammo 280°C dan pastda reaksiya tezligi juda kichik, bosimni esa 8 MPa dan oshirish iqtisod jihatidan samarasizdir. Gidratasiya tezligini oshiruvchi katalizator-tashuvchiga shimdirilgan fosfat kislotasi. Bu sharoitda olib borilgan jarayonda spirtning 15% li suvli eritmasi hosil bo’ladi. Etilenning reaktordan bir marotaba o’tishi natijasida reaksiyaning aylanish darajasi 4-5% ga etgani uchun etilen katalizator zonasidan ko’p marta aylanishi kerak va jarayon aylanma sikl bo’yicha tashkil qilingani uchun etanolning jami chiqishi 95% ga etadi.

Gidratasiya minorasining balandligi 10 m, diametri 1,5 m, ichki devorlari qizil mis bilan qoplangan. Katalizator reaktorga 8,5 m balandlikkacha to’ldiriladi. Etilen va suv bug’lari minora ustki qismidan kiritib, tagidan chiqariladi. (Chizma albomda).
Isitkichda gidratatordan chiqarilayotgan reaksion aralashmaning issiqligidan foydalanib etilen va suv isitiladi. Pechda suvning qolgan miqdori bug’lanadi va aralashma 280-290°С gacha isitilib gidratatorga kiradi. Gidratatordan chiqayotgan reaksion gazlar tarkibiga etilen, suv bug’lari, etanol, dietil efiri, fosfat kislotasi bor. Apparatlarni korroziyaga uchratmaslik uchun fosfat kislotasi ishqorning suvli eritmasi bilan neytrallanadi. Issiq reaksion gazlar o’z issiqligini issiqlik almashtirgichda boshlang’ich aralashmaga bergandan keyin yig’gich va sovutgichda kondensatlanadi. Reaksiyaga kirishmagan etilen boshlang’ich bosimgacha siqilib va isitilib yana gidratatorga beriladi, spirtning suvli eritmasi esa rektifikatorga jo’natiladi.