Конспект по Общей Химической Технологии (ОХТ) — страница 13

  • Просмотров 23247
  • Скачиваний 2424
  • Размер файла 1548
    Кб

физическом растворении этилена в плёнке фосфорной кислоты на поверхности носителя. Затем происходит отщепление протона от молекулы кислоты: H3PO4 ↔ Н+ + H2PO4- Известно, что олефины, как и ароматические углеводороды являются слабыми основаниями, поэтому прямую гидратацию олефинов можно рассматривать как реакцию электрофильного замещения. Этилен образует с протоном π-комплекс, который переходит в более стабильный ион карбония.

Далее ион карбония взаимодействует с водой за счёт неподелённой электронной пары атома кислорода; в данном случае проявляется нуклеофильность воды, обладающей амфотерными свойствами. В результате образуется ион алкоксония, который отщепляет протон с образованием спирта:              С2Н4 + Н+↔π-комплекс↔CH2+CH3 + H2O↔CH2(H2O) +CH3 + Н+↔C2H5OH В производстве этилового спирта прямой гидратацией этилена

наиболее широкое применение получил  фосфорнокислотный катализатор на твёрдом носителе. Катализаторы прямой гидратации не должны разрушаться под действием влаги, поэтому такой катализатор, как фосфорная кислота на кизельгуре, не применим – он не имеет скелета и легко разрушается. В качестве носителя для фосфорной кислоты применяют силикагель и алюмосиликат. Обычный шариковый алюмосиликат обрабатывают 20% -ной серной

кислотой; при этом содержание оксида алюминия в нём снижается, а содержание оксида кремния повышается (излишнее количество оксида алюминия приводит к образованию малоактивных фосфатов алюминия). Затем носитель пропитывают 65%-ной фосфорной кислотой и сушат при 100°C. Готовый катализатор содержит 35-40% фосфорной кислоты. Если (как это и принято чаще всего) в качестве носителя используют шариковый силикагель, его обрабатывают

водяным паром с целью пассивации. В условиях реакции фосфорная кислота, осаждённая на носителе, растворена в плёнке воды, адсорбированной на поверхности пор, и реакция фактически протекает в жидкой плёнке фосфорной кислоты. Кислотный катализ, таким образом, сводится  к гомогенному катализу в жидкой плёнке катализатора. Как и в случае сернокислотной гидратации, при прямой гидратации этилена протекает ряд других реакций

приводящих к побочным продуктам. За счёт взаимодействия иона карбония со спиртом образуется диэтиловый эфир:  C2H5OH + CH2 +CH3  (С2Н5)2О + H2 За счёт дегидрирования спирта образуется ацетальдегид C2H5OH C2H4O+ H2 Причём реакция сопровождается образованием этана. Путём полимеризации этилена образуются полимеры:                                   CH2+CH3 + CH2CH2 CH2+CH3CH2CH2