RO108176B1

RO108176B1 - Procedeu de obținere a eterului etilic

Info

Publication number: RO108176B1
Application number: RO14923992A
Authority: RO
Inventors: Ioana Ionescu; Elena Popa; Doina Cioroianu; Victoria Savescu
Original assignee: Centrul De Cercetari Chimice
Priority date: 1992-01-20
Filing date: 1992-01-20
Publication date: 1994-02-28

Abstract

Invenția se referă la un procedeu de obținere a eterului etilic, prin dehidrogenarea catalitică heterogenă a alcoolului etilic, având concentrația de 94...96% în greutate, în stare de vapori, în flux continuu, în prezența unui catalizator de γ-aluiwnâ extrudat, la temperatura de 24O...25O°C și presiune atmosferică, viteza volumară fiind de 0,18...0,21 h ’/m3 catalizator.

Description

Invenția se referă la un procedeu de obținere a eterului etilic, destinat a fi utilizat în industria chimica drept solvent sau ca intermediar.

în scopul obținerii eterului etilic, sunt cunoscute mai multe procedee, care utilizează ca materie primă olefine, alcooli sau un amestec format din alcooli și olefine.

Este cunoscut un procedeu pentru producerea elerului etilic și a alcoolului etilic prin hidratarea etilenei, în fază gazoasă, luată în raport molar de 1 : 0,6 față de apă, în prezența unui catalizator de acid fosforic sau acid sulfuric, de preferință acid fosforic, pe material de suport, la temperatura de 230 ... 315°C și presiunea de 34 ... 102 bari, de preferință 57,84... 64,6 bari, cu separarea fazei lichide și prelucrarea acesteia, prin distilare, urmată de hidrogenare, pentru obținerea alcoolului etilic și izolarea eterului etilic din gazele necondensate rămase prin absorbție într-o soluție apoasă 40 ... 60 % vol.alcool etilic, la un raport molar între curentul de lichid și gaz de 0,04 ... 0,33, de preferință 0,08 ... 0,20, la temperatura de 15 ... 110°C, de preferință 50... 60°C, la aceeași presiune cu spălarea și distilarea produsului finit

Procedeul asigură producerea și recuperarea alcoolului etilic și a eterului etilic, cu controlul judicios al proporției dintre acești componenți, dar prezintă dezavantajul utilizării unor catalizatori puternic corozivi, iar randamentele în eter sunt foarte mici.

Din literatura de specialitate este cunoscut că se pot utiliza catalizatori de acid fosforic cu o rezistență și microporozitate îmbunătățită prin depunerea parțială a unei soluții de acid fosforic în microporii particulelor de silicoxerogel, după ce catalizatorul a fost tratat, în prealabil, într-un curent de abur în condiții speciale.

Carpov și Bistrova, propun obține2 rea esterilor prin deshidratarea alcoolilor folosind un cationit polimerizat tip Ku-2. în acest caz reacția durează 5 h, și prezintă dezavantajul că randamentul scade după a doua și a treia trecere cu 25 ... 35%, iar cationitul este utilizat de maxim șase ori precum și că în afara reacției principale de formare a eterului au loc și reacții secundare care conduc la formarea alchenelor.

Birk și colaboratorii, au studiat reacția de deshidratare catalitică a alcoolului etilic pe zeolit 13 X, la temperatura de 325 ... 375°C, pe un reactor continuu cu amestecare locală și pe un microreactor cu strat staționar. Deshidratarea alcoolului în aceste condiții conduce la aceleași produse : etenă, apă, eter. Folosind același tip de zeoliți, Cegar și Skundric, au constatat că raportul etenă/eter, chiar în intervalul 247... 267°C este, înclinat spre etenă.

Antipina și Ioaev, au studiat reacția de deshidratare a alcoolului etilic pe diverși catalizatori pe bază de alumină.

Din curbele cinetice de descompunere a alcoolului etilic pe un catalizator industrial de y-alumină s-a constatat că randamentul în etenă scade brusc odată cu creșterea alcalinității pe suprafața catalizatorului (de la 12 % la 16 ... 20 %), la o temperatură de 400°C. Randamentul maxim în eter etilic este de 10 % și nu depinde de alcalinitatea absorbită pe suprafața catalizatorului.

De asemenea, sunt cunoscute mai multe încercări de deshidratare a alcoolilor alifa ti ci pe un catalizator obținut din oxid de aluminiu cu etoxid de siliciu, y-alumină tip A cu tetraetilsilicat și y-alumină tip B cu tetraetilsilicat, precum și obținerea eterului etilic din alcool etilic pe catalizator bazat pe alaun.

De asemenea, mai este cunoscut un procedeu de preparare a eterilor prin reacția unui alcool hidrosolubil cu o olefină sau un alcool insolubil în apă, în prezența unui catalizator de eterificare, care este o rășina solidă, precum și pornind de la un amestec format dintr-un alcool și o olefină, în raport molar 1:5, care este trecut peste un catalizator conținând o rășină schimbătoare de ioni sulfonică, macroreticulată.

Aceste procedee, prezintă dezavantajul utilizării unor catalizatori greu de obținut care se dezactivează foarte repede, randamentele în eter etilic fiind foarte mici, alături de eter obținându-se cantități mari de etenă.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția, este de a stabili calitatea materiei prime și catalizatorul specific, precum și condițiile tehnice de desfășurare a reacției de bază, astfel, încât să se asigure mărirea randamentului de obținere a eterului etilic, prin evitarea formării produselor secundare.

Procedeul, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că, se supune reacției de dehidrogenare catalitică alcoolul etilic având concentrația de 94 ... 96 % în greutate, în stare de vapori, la temperatura de 240 ... 250°C, și la^o viteză volumară de 0,10 ... 0,21 h¹/ni catalizator, catalizatorul fiind pe bază de y-alumină, extrudaL

Procedeul, conform invenției prezintă următoarele avantaje:

- se asigură obținerea unui produs de calitate superioară, cu un grad avansat de puritate;

- se utilizează catalizatori uzuali;

- se utilizează condiții tehnologice blânde;

- se reduc consumurile specifice de materiale și de energie;

- se realizează în instalații existente în industria chimică, fără costuri mari de investiție.

Se dau, în continuare, două exemple de realizare a invenției.

Exemplul 1. într-un reactor tubular cu diametrul de 30 mm și lungime de

1500 mm, încărcat cu catalizator gama de alumină extrudat, cu diametrul de 1,5 mm și lungime de 10 ... 20 mm și suprafață specifică de 300 m/g, se alimentează continuu la presiune atmosferică, alcool etilic având concentrația 94,5 %, procentele fiind în greutate, în stare de vapori, cu un debit de 90 g/h, viteza volumară fiind de 0,18 h'¹. Temperatura în stratul catalitic se menține la valoarea de 240°C.

în urma reacției de dehidrogenare a alcoolului etilic se obține un amestec de reacție care conține 56,13 % eter etilic (35,82% etanol, 15 ... 25 % apa, 2,7 % etenă). Randamentul în eter etilic este de 70 %. Alături de eter etilic rezultă 2,7 % g etenă.

Exemplul 2. în același reactor tubular prezentat în exemplul 1, încărcat cu același catalizator, se alimentează continuu etanol de concentrație 94,5 %, în stare de vapori, cu un debit de 100 g/h, viteză volumară 0,21 h’¹, temperatura în stratul catalitic fiind de 250°C. Concentrația eterului etilic în amestecul de reacție este de 59,83 % (etanol 20,12 %; apă 16,85 %; etenă 3 %).

Randamentul în eter etilic este de 74 %.

Alături de eter etilic rezultă, ca produs secundar, 2,7 % în greutate etenă.

Produsul brut se purifică prin rectificare, obținându-se un eter etilic de 99,45 % în greutate.

Claims

Procedeu de obținere a eterului etilic, prin dehidrogenarea catalitică heterogenă a alcoolul etilic, în flux continuu, la presiune atmosferică, în prezența unui catalizator dey-alumină, urmată de purificare prin rectificare,caracterizat prin aceea că se supune reacției alcoolul etilic având concentrația de 94 ... 96 % în greutate, în stare de vapori, la tempera5· tura de 240 ... 250°C, și la o viteză volumară de 0,18... 0,21 h Vm catalizator, catalizatorul fiind pe bază de y-alumină, extrudat