Окись этилена - Зимаков П.В.
Скачать (прямая ссылка):
Опыты, поставленные для изучения влияния концентрации каждого компонента реакционной смеси7, показали, что выход первичных продуктов окисления при изменении концентрации этилена тоже изменяется, а при изменении концентрации кислорода практически остается постоянным. При замене азота на
7
3 5 Отношение C2H4 :02
Ри;. 41. Влияние отношения C2H4 : O2 на характер окисления этилена:
/—конденсат; 2—формальдегид; S-окись этилена.
Состав исходной смеси, объемн.
0/ /0
Выход, % от количества исходного C2H4
C2H4
O2
N2
со
окись этилена
HCHO
HCOOH
83,0
П,7
0,07
0,22
50,2
11,2
—.
38,8
1,56
3,30
0,04
50,1
10,8
39,0
—
1,32
3,15
0,06
71,5
7,6
20,9
—
1,32
3,38
0,06
71,2
10,6
18,2
—
1,27
3,14
0,06
69,2
23,0
7,8
—
1,42
3,80
—
окись углерода не было замечено изменений в составе продуктов реакции, что указывает на отсутствие какой-либо «специфичности» разбавителя при гомогенном окислении этилена (табл. 29).
Давление
Небольшое повышение давления благоприятно сказывается на выходах окиси этилена и формальдегида (табл. 30).
таблица 30
Влияние изменения давления на процесс окисления этилена
(температура 340 0C; время реакции 20 сек; стеклянный реактор диаметром 60 ММ; состав реакционной смеси — 84% этилена, 9% кислорода и 7% азота)
Давление мм рт. ст.
Выход, мг иа 1 л исходного С2Н4
окись этилена
HCHO
HCOOH
650
24
36
1
720
26
41
2
1000
38
42
2
1260
44
60
3
Опыты по гомогенному окислению этилена проводились также при значительном давлении (10—100 am, 200 °С, этилен : кислород = 2 : 1). С повышением давления возрастал13 выход окиси этилена и этиленгликоля, а выход формальдегида и ацетальдеги-да уменьшался. Последнее обстоятельство вызвано, вероятно, быстрым превращением альдегидов в спирты. Было установлено, что при 235 °С оптимальное давление процесса составляет 100 am (при этом давлении до 40% кислорода, входящего в состав жид-
Влияние изменения концентрации реагирующих компонентов на выход продуктов окисления 90%-ного этилена
(температура 360 °С; время реакции 22 сек; стеклянный реактор диаметром 46 мм)
ких продуктов, составляет кислород окиси этилена). С изменением температуры оптимальная величина избыточного давления изменяется; например, в интервале 300—500 °С оптимальным считается5 избыточное давление 5—10 am.
Добавление водяного пара
Небольшие добавки водяного пара (до 2%) не влияют8 на процесс окисления этилена, хотя, основываясь на реакциях окисления этилена (см. стр. 188), можно было бы ожидать, что добавление воды благоприятно скажется на этом процессе. Результаты опытов' (табл. 31) показали, что добавление к реакционной смеси до 10% водяного пара не сказывается на результатах окисления. Только при добавлении пара в количестве 28% и более выход первичных продуктов окисления увеличивается, но это происходит, вероятно, в результате уменьшения концентрации этилена при разбавлении реакционных газов. Так же, как и при разбавлении азотом (см. табл. 29), выход окиси этилена при добавлении водяного пара возрастает меньше, чем выход формальдегида. Можно считать, что водяной пар не оказывает специфического влияния на процесс газофазного окисления этилена, а действует только как разбавитель — подобно азоту и окиси углерода.
ТАБЛИЦА 3!
Влияние добавления водяного лара на скорость окисления этилена
(температура 350 0C; стеклянный реактор диаметром 65 мм)
Состав реакционных газов, %
Время реакции се к
Выход,
% от прореагировавшего C2H4
C2H4
O2
водяной пар
окись этилена
HCHO
HCOOH
СО
86,1
9,9
0,0
18
12,9
13,6
4,1
40,2
76,9
9,4
10,0
16
14,1
13,7
4,1
39,9
61,9
7,3
28,0
14
22,9
17,4
4,3
40,3
43,9
5,3
48,0
12
34,5
55,6
7,3
1,8
Добавление озона
При гомогенном окислении этилена молекулярным кислородом добавление к газовой смеси небольших количеств озона ускоряет реакцию. Это можно считать14 подтверждением цепного механизма реакции. С целью выяснения влияния озона на скорость образования отдельных продуктов окислен.ия этилена, и в частности окиси этилена, было проведено несколько опытов (табл. 32).
Из данных табл. 32 видно, что введение озона в реекционную смесь увеличивает выход этилена в 1,5 раза. В связи с тем, что
таблица 32
Влияние добавления озона на состав продуктов окисления этилена
(температура 320 0C; время реакции 14 сек; стеклянный реактор диаметром 60 мм)
Выход, мг на 1 л исходного C2Hj
Отношение C2H4 ; O2
окись этилена
HCHO
HCOOH
Без озона
7
4,5
2,1
0,5
С
добавлением озона
7
6,3
10,2
1,4
10
6,9
13,0
1,5
образование окиси этилена через этиленозонид маловероятно, можно предположить, что такое увеличение скорости процесса обусловлено влиянием активного кислорода, образующегося при распаде молекул озона, не успевших прореагировать с этиленом.
