Wiadomo ze weglowodory olefinowe, nip. etylen, propylen lub butyleny mozna uwodnic na alkohole w* obecnosci pewnych katalizatorów uwodniajacych, np. kwasu siarkowego.Stwierdzono równiez, ze w pewnych warunkach kwasowosci i temperatury mo¬ zna wyodrebnic alkohol z roztworu reak¬ cyjnego przez destylacje w strumieniu par lub przez destylacje zwykla.W patencie francuskim nr. 838 312 pod¬ kreslono koniecznosc unikania, by sie roz¬ twór reakcyjny przy uwodnianiu zbytnio wzbogacal w alkohol, a to w celu uniknie¬ cia reakcji ubocznych, które prowadza do zmniejszenia wydajnosci oraz do strat odczynnika uwodniajacego; innymi slowy konieczne jest usuwanie alkoholu z roz¬ tworu reakcyjnego w miare jak powstaje.Wykryto obecnie, ze jest to istotnym wa¬ runkiem oplacalnosci procesu.Proponowano juz dawniej sposób, we¬ dlug którego przepuszcza sie pod zwiek¬ szonym cisnieniem mieszanine weglowo¬ doru olefinowego i pary wodnej przez kwas katalizujacy o odpowiednim steze¬ niu, a gazy opuszczajace katalizator chlo¬ dzi sie, aby przez skroplenie oddzielic z nich porwany alkohol, zanim sie je z po¬ wrotem skieruje do uwodniajacego roz¬ tworu reakcyjnego.Zauwazono jednak, ze przy wykonywa¬ niu tego sposobu szybkie oddzielanie al¬ koholu z roztworu uwodnia jacego odbywa sie w niekorzystnych warunkach, ponie¬ waz gazy przesycone woda i alkoholemwydzielaja ten ostatni tylko z trudnoscia.W szczególnosci, gdy sie usiluje jak w po¬ przednim sposobie, oddzielic alkohol za¬ warty w gazach przez proste oziebianie, okazuje sie, ze skrapla sie tylko stosunko¬ wo mala czesc alkoholu zawartego w ga¬ zach, krazacych w obiegu, tak ze pozosta¬ ly gaz, wracajacy do roztworu uwodnia- jacego, sprowadza do niego z powrotem wieksza czesc alkoholu, który sie wlasnie zamierzalo oddzielic. Skutkiem tego jest nie tylko zmniejszenie produkcji, ale poza tym powstaja takze trudnosci wywolane nadmierna zawartoscia alkoholu w roz¬ tworze uwodniajacym, a wiec powstawa¬ nie polimerów, psucie sie roztworu i zmniej¬ szenie wydajnosci.Ponizszy przyklad moze sluzyc do lep¬ szego zrozumienia tego zauwazonego obecnie faktu, bedacego podstawa wyna¬ lazku.Jezeli przez roztwór uwodniajacy, zlo¬ zony z jednej tony 60°/» kwasu siarkowe¬ go i ogrzany do 100°C, bedzie sie prze¬ puszczalo w obiegu 1000 m3 propylenu na godzine, to wytworzy sie alkohol izopro¬ pylowy, który w miare powstawania be¬ dzie porywany przez gaz nie pochlenety.Okazuje sie, ze chlodzac gaz np. do tem¬ peratury 30°C mozna oddzielic na godzine 130 litrów roztworu wodnego zawieraja¬ cego 90/o izopropanolu, ale gaz wracajacy do obiegu jest nasycony parami tego 9% roztworu alkoholu, które skladaja sie w okolo 60% z izopropanolu, tak ze jeze¬ li podda sie gaz uchodzacy ze skraplacza daleko posunietemu ochlodzeniu (np. do temperatury okolo — 15nC), to mozna jeszcze wykroplic na godzine 90 litrów roztworu o zawartosci 50% izopropano¬ lu, czyli 45 kg czystego izopropanolu.Tak wiec w przykladzie poprzednio opisanym na 56,7 kg wytworzonego izo¬ propanolu 45 kg, to jest 80% calosci, wra¬ ca z powrotem do roztworu uwodniajace- go, podczas gdy tylko 11,7 kg zostaje za¬ trzymane przez chlodnice wodna.Widac wiec, ze chlodzenie proste w temperaturze zwyklej, polecane w po¬ przednio opisanym sposoln.?, jest zupelnie nie wystarczajace i ze trzeba uzvc dodat¬ kowych skuteczniejszych zabiegów, jesli sie chce uniknac niedogodnosci opisanych.Jak powiedziano, moznaby zastosowac silniejsze chlodzenie gazów, ale w praktyce przemyslowej ekonomiczna realizacja chlodzenia az do — 15n C duzych ilosci ga¬ zu, zawierajacego pary o wysokim cieple utajonym, bylaby sprawa dosc trudna. Z tej przyczyny do oddzielenia tego alkoho¬ lu postanowiono wybrac droge wymywa¬ nia go za pomoca odpowiedniego rozpusz¬ czalnika z gazów uchodzacych z kotla re¬ akcyjnego przed zawróceniem ich do ob e- gu. Ta droga alkohol jest usuwany z stru¬ mienia gazów obiegowych w sposób ciag¬ ly, ekonomiczny i zupelnie niezawodny.Jako rozpuszczalniki mozna stosowac albo czysta wode albo zwiazki organicz¬ ne, np. krezole i ich homologi, alkohole ciezkie, jak cykloheksanol, glikol, glice¬ ryna czysta lub w mieszaninach, albo wreszcie roztwory soli, dajace zwiazki czasteczkowe z oddzielanymi alkoholami, np. roztwory chlorku wapnia. Wystarczy, zeby rozpuszczalniki te mialy duza zdol¬ nosc rozpuszczania alkoholu, który ma byc oddzielony i mozliwie mala zdolnosc rozpuszczania przerabianego weglowodoru olefinowego.Na rysunku przedstawiono dla przykla¬ du urzadzenie do wykonywania sposobu wedlug wynalazku.Na fig. 1 kociol reakcyjny — 1 zawiera roztwór uwodniajacy, którego stezenie utrzymuje sie na stalym poziomie przez odpowiednie dodawanie wody ze zbiorni¬ ka 2 przewodem 27, zaopatrzonym w ku¬ rek (to dodawanie wody moze nastepowac równiez pod postacia pary).Dmuchawa 3 wtlacza przewodem 4 do kotla strumien gazu zawierajacy przera¬ biany weglowodór olefinowy czysty lub w mieszaninie z innymi gazami; gaz zosta- — 2 -je dobrze zmieszany z ciecza uwodniaja- ca w kotle 1 za pomoca mieszadla 5. Gazy opuszczajace kociol reakcyjny przewodem 6 sa nasycone parami wody i alkoholu i oddzielaja sie w oddzielaczu piany 7 od porwanego kwasu, który wraca prze¬ wodem 8 do kotla. Gazy uchodzace z od¬ dzielacza piany przewodem 9 chlodza sie do temperatury okolo 30°C w skrapla¬ czu wodnym 10, gdzie pozostawiaja pewna czesc alkoholu pod postacia rozcienczonego roztworu wodnego, który splywa przewo¬ dem 11 do zbiornika 12. Pozostale gazy przechodza nastepnie przewodem 13 do kolumny do przemywania 14, przez która przeplywaja w przeciwpradzie do roz¬ puszczalnika, którym jest np. zimna woda.Do kolumny tej doprowadza sie rozpusz¬ czalnik w sposób ciagly przewodem 15, po¬ laczonym z kolumna w jej górnej czesci.U dolu kolumny odbiera sie roztwór al¬ koholu, który odplywa do zbiornika 12 przewodami 16 i 11.Gazy uchodzace u góry kolumny 14 sa nasycone para wodna, ale nie zawieraja juz alkoholu. Wracaja one przewodem 17 ssane dmuchawa 3 do obiegu, zmieszane z odpowiadajaca wytworzonemu alkoho¬ lowi iloscia swiezego weglowodoru olefi- nowego doprowadzonego przewodem 18.Zawartosc weglowodoru olefinowego w atmosferze gazowej kotla utrzymuje sie na stalym poziomie przez ewentualne ciagle odpuszczanie czesci gazów przewodem 19.Ilosc wody sluzacej do przemywania w kolumnie 14 reguluje sie w ten sposób, aby u dolu jej otrzymac roztwór alkoholu o stezeniu dostatecznie wysokim (np. wyz¬ szym od 5%), tak aby nie podnosic nad¬ miernie kosztów nastepnego stezenia. W zaleznosci od tej ilosci wody dobiera sie wysokosc kolumny 14 tak, aby gaz ucho¬ dzacy przez przewód 17 byl mozliwie po¬ zbawiony alkoholu.Kolumna do przemywania moze byc zbudowana dowolnie np. z wypelnieniem, z pólkami dziurkowanymi albo z pólkami z przykrywkami. Uzycie jakiejkolwiek in¬ nej kolumny lub przemywacza jest tez mozliwe. Mozna takze przeprowadzac prze¬ mywanie przy innym cisnieniu anizeli at¬ mosferyczne.Przyklad I, Przez roztwór reakcyj¬ ny, zlozony z jednej tony kwasu siarkowe¬ go 60%, ogrzany do 100°C, przepuszcza sie 1000 m-T propylenu na godizine, przy czym zostaje pochlonietych 24,3 m3 propylenu na godzine, mierzonych przy temperatu¬ rze normalnej, co odpowiada twórz en'.u sie 56,7 kg izopropanolu na godzine. Przez chlodzenie gazów do 30°C otrzymuje sie 130 litrów 9% roztworu izopropanolu na go¬ dzine, czyli 11,7 kg alkoholu (to jest tyl¬ ko 20% calkowitego izopropanolu). Po tym pierwszym oddzieleniu przemywa sie da¬ lej gazy w kolumnie o 12 pólkach zrasza¬ nych 800 litrami wody na godzine i uzysku¬ je sie jeszcze 45 kg alkoholu, czyli 80% wytworzonego izopropanolu.Zamiast skroplenia wstepnego przed przemywaniem mozna usunac skraplacz 10 i obliczyc kolumne 14 w ten sposób, aby pracowala sama jako skraplacz; wtedy sluzy ona równoczesnie do chlodzenia z,a" zów, do skraplania par i do oddzielania alkoholu.W tym przypadku jednak ilosc wody do przemywania, która normalnie trzeba zastosowac, aby otrzymac u dolu kolumny roztwór alkoholu o stezeniu dostatecznie wysokim, bylaby zbyt mala do chlodzenia goracych gazów i par. Jest wiec korzyst¬ nie zastosowac do chlodzenia sam roztwór alkoholowy np. w urzadzeniu opisanym po¬ nizej i przedstawionym na fig. 2.Do kolumny do przemywania 14 wpro¬ wadza sie u góry przewodem 15 odpowied¬ nia ilosc rozpuszczalnika (np. wody), któ¬ ry przeplywa przez kolumne w przeciw¬ pradzie do gazów i par pochodzacych z kotla reakcyjnego (nie przedstawionego na rysunku) i doprowadzanych przewodem 9 do kolumny. Roztwór alkoholu, odplywa¬ jacy u dolu kolumny przewodem 16, jestpobierany przez pompe 20, chlodzony w wymienniku cieplnym 21 i zawracany przez przewód 22 do kolumny. Ten roztwór al¬ koholu krazy wiec w zamknietym obiegu w dolnej czesci kolumny i zapewnia tutaj chlodzenie gazów, Cz^sc tego roztworu odprowadza sie z dowolna szybkoscia w którymkolwiek punkcie obiegu, np, prze¬ wodem 23, zaopatrzonym w kurek 24, albo lepiej przed ochlodzeniem przez przewód 25, zaopatrzony w kurek 26. Gazy pozba- . wione alkoholu uchodza u góry kolumny przewodem 17, aby wrócic do obiegu jak uprzednio opisano, Przyklad II. Pfzez roztwór reakcyj¬ ny zlozony z jednej tony 72% kwasu siar¬ kowego ogrzanego do 130°C przepuszcza sie 1000 m3 ctylenu na godzine; w ten spo¬ sób wytwarza sie 11 kg na godzine alkoho¬ lu etylowego.Przepuszczajac gazy uchodzace z kotla przez kolumne zraszana woda i spelniajaca role skraplacza, oddziela sie te 11 kg alko¬ holu pod postacia roztworu o 5° Gay- Lussac'a( czyli ll°Be, natomiast gdyby sie bylo zastosowalo cwykle chlodzenie ga¬ zów do 30°C, byloby sie wydzielilo tylko 4,8 kg alkoholu, Przyklad III, Przez roztwór rea¬ kcyjny, który stanowi jedna tona 60% kwasu siarkowego, ogrzanego do 100° C, przepuszcza sie 1000 m3 propylenu na go¬ dzine. Gazy uchodzace unosza 54 kg izo- propanolu. Gazy te przemywa sie 500 ki¬ logramami butylokrezolu na godzine w ko¬ lumnie do przemywania 14, u dolu której odbiera sie 10% roztwór izopropanolu, który oddziela sie od butylokrezolu przez destylacje. PL