химический каталог




Химическое равновесие и скорость реакций при высоких давлениях

Автор М.Г.Гоникберг

кин [55] исследовали синтез этилового спирта из СОг и Нз при 335—370° и 200—400 атм в присутствии катализаторов, содержащих Fe, Со и Ni.

2 Исходная газовая смесь имеет состав СО2 -f- ЗН2.

Степень превращения С02 в СН30Н(%) ... 0,7 36 75

Приведенные данные о влиянии давления на равновесие синтеза метилового спирта показывают большое значение этого фактора при органическом синтезе из газов.

6. Равновесие гидратации этилена

Гидратация олефинов может осуществляться как в паровой, так и в жидкой фазах в присутствии главным образом неорганических катализаторов (кислот и их солей, а также окислов металлов) — см., например, [56]. В литературе имеются патентные данные о гидратации этилена и пропилена при давлениях до 900 атм. На практике прямую гидратацию олефинов осуществляют при давлении порядка десятков атмосфер.Известно, например, что гидратацию этилена можно проводить при 60—70 атм и 250—260° с выходом 400—500 г абсолютного спирта на литр катализатора в час 157]. Однако в литературе до последнего времени отсутствовали достаточно надежные экспериментальные данные о равновесии реакции гидратации этилена под давлением.

Результаты расчета равновесия этой реакции, выполненные А. А. Введенским и Л. Ф. Фельдманом [58] на основе применения уравнения [I. 43] и графиков Ньютона [26], приведены в табл. И.

Т а б л и ц a JI Равновесная степень превращения этилена (ь %, при начальном соотношении С2Н4 : Н20 =1)

Температура,

°С 50 атм 100 атм j 150 атм 20и атм

<

150 53,0 67,0 74,0 88,0

200 30,5 45,0 54,0 61,0

250 14,1 25,0 35,0 40,0

300 6,7 12,5 18,3 23,0

350 3,5 7,0 10,6 13,0

400

1 1,7 3,9 5,7 7,3

Данные этой таблицы иллюстрируют смещение равновесия с повышением давления в сторону продукта реакции.Позднее В. В.Коробов и А. В. Фрост 16] повторили расчет Введенского и Фельдмана, использовав значения Kf, вычисленные по новейшим термохимическим и спектроскопическим данным. Результаты их расчетов, приведенные в табл. 12, дают несколько меньшие значения равновесных концентраций этилового спирта.

Следует отметить, что при проведении парофазной гидратации этилена могут быть практически осуществлены далеко не все сочетания температуры, давления и состава реакционной смеси, указанные в табл. 11 и 12, так как выше определенного давления при данных температуре и составе начинается конденсация водяных паров. Естественно, что наибольшие выходы спирта при заданных температуре и составе могут быть получены при полном насыщении этилена водяным паром, т. е. при таком давлении, которое было бы лишь немногим ниже давления начала конденсации пара.

Т а б л п ц а 12

Равновесие гидратации этилена

— п 50 атм 80 атм 150 атм 20У атм

Л" у К-ус

250 1,78-Ю-2 0,87 1,02 0,85 1,08 0,71 3,75 0,62 5,8

5,83-10-- 0.90 0.325 0,88 0,528 0,7(5 J ,155 0,71 LCI'

350 1,07-10-3 0,98 0,0535 0,90 0,0888 0,88 0,180 0,86 0,25

В работе Муллера и Ватермана 159] приведены данные о гидратации этилена в присутствии катализатора «силиковоль-фрамовая кислота па силикагеле» при 200—290° и давлениях до 50 атм. Авторы сопоставили свои экспериментальные результаты с вычисленными значениями равновесной степени превращения этилена (табл. 13).

Таблица 13

Гидратация этилена при давлении 50 атм

(С2Н„: Н20 = 1)

Температура, °С Превращение этилена, % а

найдено (а) вычислено (б) ~б

261 7,6 10,6 0,72

270 7,5 9,1 0,82

279 6,4 7,2 0,81

286 5,2 7Д 0,83

При 274° и отношении С2Н4: Н20 =1 упомянутые исследователи наблюдали следующее увеличение степени превращения этилена с повышением давления (при скорости 5000 час'1):

Р, атп 20 30 40 51

Превращение (эксперим.), % . . . 2,9 4,2 5,2 7.0

» (равновесн. вычисл.), % 3,6 5,4 6,8 8.9

Данные о гидратации этилена в присутствии 3 мол.% серной кислоты при температурах 254° и давлениях от 82,6 до 264,2 атм получены в работе 160]. Однако анализ этих данных затруднителен, так как в условиях проводившихся опытов происходило образование жидкой (водной) фазы, содержавшей растворенный этилен и этиловый спирт. Следует также упомянуть, что, по данным указанной работы, при температуре выше 250° и давлении 200 атм происходила значительная полимеризация этилена, а при температурах ниже 220° отмечено образование диэтилового эфира.

Наконец, в 1959 г. Ю. М. Башни, А. И. Гельбштейн и М. И. Темкнн [61] экспериментально определили равновесие гидратации этилена при температурах 258—300° и давлениях от 41 до 81 атм в проточном реакторе в присутствии катализатора — фосфорной кислоты на силикагеле. Равновесие достигалось с обеих сторон. Полученные упомянутыми исследователями значения Кр при изученных давлениях приведены в табл. 14.

Таблица 14

Значения К реакции гидратации этилового спирта

Температура, °С *нго кр • 103 KF -103

*с2н4

(среднее) 41 АТМ 51 АТМ 71 АТМ 81 АТМ ?61] [62]

258 0,33 3,30 _ 2,52 4,35 5,04

286 0,51 2,30 2,25 2,08 2,03 2,64 2,99

318 1,65 — \ 63

страница 12
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95

Скачать книгу "Химическое равновесие и скорость реакций при высоких давлениях" (3.63Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить участок новая рига 50 км 20 соток
подсветка лестницы встраиваемая в стену
щит управления асе
разрешение на наружную рекламу в видное

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.04.2017)