Оқулық Алматы, 2014 Қазақстан Республикасы Білім жəне ғылым министрлігінің

246
14-БӨЛІМ
ОРГАНИКАЛЫҚ СИНТЕЗ
14.1.  Органикалық синтез өнеркəсібіндегі шикізаттар 
жəне негізгі үрдістер
Қазіргі  кезде 6-7 млн  органикалық  заттар  белгілі.  Органикалық 
қосылыстар  үнемі    синтезделуде,  сондықтан  бұл  сан  үздіксіз  арту-
да.  Осыдан  органикалық  синтездеу  үрдісін  химиялық-технологиялық 
тұрғыдан жіктелудің қиындығын көруге болады. Органикалық синтез 
үрдісін  əртүрлі белгіге қарап жіктеуге болады, көбінесе, қолданылатын 
шикізатқа байланысты жіктеледі. 
Негізгі  органикалық  синтездің  шикізаты  ретінде  парафиндер,  оле-
финдер,  диолефиндер,  ацетиленді  жəне  ароматты  көмірсутектер,  со-
нымен  қатар  көміртек  оксидімен    сутегі  (синтез  газ)  қолданылады. 
Көмірсутектердің, көміртек оксиді мен сутектің көзі мұнай, көмір жəне 
табиғи газдар болып табылады.
Оргаикалық  синтез  химияның  типтік  гидрлеу  жəне  дегидрлеу,  ги-
дратациялау  жəне  дегидратациялау,  хлорлау  гидрохлорлау  жəне  деги-
дрохлорлау, тотықтыру, сульфидтеу, нитрлеу, конденсациялау, полимер-
леу жəне т.б. реакцияларына негізделген.
Органикалық  синтез  өнімдері – бастапқы  шикізат,  жартылай  өнім,  
мақсатты өнім деп ажыратылады. Бастапқы шикізат пен дайын өнімнің 
байланысын сызбанұсқа түрінде:  Бастапқы шикізат  

  1-жартылай 
өнім 

   2-жартылай өнім 

   дайын өнім деп көрсетуге болады:
Мысалы,  мұнайхимия  жəне  коксобензолдық  өнеркəсіптің  өнімдері 
-  бензол,  май,  шайыр,  каучук,  күкірт  жəне  т.б.  қосылыстардың  өте 
жақсы еріткіші болып табылады. Сонымен қатар бензол, нитробензол, 
анилин,  хлорбензол,  фенол,  этилбензол,  стирол,  малейн  ангидридін, 
моносульфоқышқылды    жəне  т.б.  химиялық  өнімдерді  өндірудің 
бастапқы шикізаты  жəне бояу, синтетикалық каучук, лак, фармоцевтік 
жəне  дезинфекциялық  препараттар,  қопарылғыш  заттар  жəне  т.б. 
дайындауға қолданылатын жартылай өнім болып  саналады.
Органикалыық  синтез  үрдістері  көбінесе,  кинетикалық  аймақта 
жүретін  болғандықтан  олардың  жалпы  жылдамдығы  химиялық 
реакцияның жылдамдығымен  анықталады жəне теңдеуімен есептеледі:  
                                              
d

=
dC
=
k

C

247
 
Мұндағы: 
 C – үрдістің қозғаушы күші. Ол реакциялаушы заттардың 
концентрацияларының көбейтіндісіне тең. k – жылдамдық тұрақтысы, 
Аррениус  теңдеуіне бағынады.
Органикалық  синтез  үрдісінде    бір  ғана  реакция  жүрмей    бірнеше 
параллельді    жəне  тізбекті    реакциялар  жүреді.  Соның  нəтижесінде 
мақсатты  өнімнен  басқа    қосымша  заттар  жəне    өндіріс  қалдықтары 
бөлінеді.  Реакция  санына    сəйкес    үрдістің  жылдамдық  константасы 
бірнеше реакциялар тұрақтыларының күрделі функциясына айналады. 
К= f (K
1
, K
2
 , K
3 ..  
, K 
n
)
Сонымен бірге бұл функциялы байланыс температура, қысым, реак-
цияласушы  заттардың  концентрациясы  жəне  басқа  да  параметрлер-
ге  тəуелді  үлкен  өзгерістерге  ұшырайды.  Органикалық  синтезде  тек 
қана  негізгі  реакцияны    жылдамдататын  таңдамалы  катализаторлар  
қолданылады. 
14.2.   Көміртек (II) оксидіне  негізделген синтездер
Метил спиртін синтездеу
Метил спирті – көптеген өнімдерді алуға қолданылатын өте қажетті 
қосылыс. Оны келесі сызбанұсқадан көруге  болады: 
 
CH
3
OH
ɮɨɪɦɚɥɶɞɟɝɢɞ
ɚɤɪɢɥ ɤɵɲɤɵɥɵɧɵɧ
ɦɟɬɢɥ ɷɮɢɪɿ
ɦɟɬɢɥɚɦɢɧ
ɞɢɦɟɬɢɥɮɨɪɦɚɦɢɞ
ɦɟɬɢɥɚɰɟɬɚɬ
ɞɢɦɟɬɢɥɬɟɪɟɮɬɚɥɚɬ
ɚɧɝɢɞɪɢɞɬɟɪ
ɞɢɦɟɬɢɥɫɭɥɶɮɚɬ
ɬɟɬɟɪɚɦɟɬɢɥɤɨɪɝɚɫɵɧ
ɢɧɝɢɛɢɬɨɪɥɚɪ
ɥɚɤɬɚɪ
ɛɨɹɭɥɚɪ
 
Метил  спирті  таза  күйінде  еріткіш  ретінде  жəне  мотор  отынына 
қоспа ретінде қолданылады. Молекулалық массасы – 32. Қайнау темпе-
ратурасы – 65,5
0
С, тығыздығы – р =793 кг/м
3
. Метанол буының ауамен 
қоспасының жарылу шегі – 5,5-36,5  %.
1933  жылға  дейін  метил  спиртін  ағашты  құрғақ  айдау  əдісімен 
өндірген. Сол себептен метанол-ағаш спирті деп аталады. Əрбір кубо-
метр ағаштан 3-6 кг метанол өндірген.

248
Қазіргі кезде метил спиртін синтез газдан (СО+Н
2
) өндіреді. Метил 
спиртін  синтездеудің  физикалық-химиялық  негізі  жəне  технология-
сы  аммиакты  синтездеу  əдісіне  ұқсас.  Синтез  газ  азот-сутек  қоспасы 
сияқты  генератор  газдарын  немесе  табиғи  газдарды  конверсиялау 
əдістерімен өндіріледі. 
Метил спиртін синтездеу үрдісі жоғары қысымда жəне үлкен темпе-
ратурада  катализатор  қатысуымен  жүреді.  Метил  спиртінің  шығымы, 
аммиак шығымы сияқты аз болғандықтан технологиялық үрдіс тұйық 
сызбанұсқамен жүреді, реагенттер толық аяғына дейін əрекеттеспейді. 
Аммиак жəне метил спиртін синтездеу əдісінің технологиясы бірдей 
болғандықтан, аппаратура құрылысы жəне технологиясы екеуін де син-
тездеуге арналған.
Үрдісті 350-400
0
С, 20-30 МПа  жəне V=35000-40000 сағ
-1
  көлемдік 
жылдамдықта мырыш-хром катализаторының (ZnO+Cr
2
O
3
) қа ты  суымен 
немесе 210-300
0
С, 5-10МПа  жəне V=8000-10000 сағ
-1
  тө  менгі  температу-
ралық  құрамында  мыс  бар  катализаторда (CuO+ZnO+Al
2
O
3
  немесе 
CuO+ZnO+ Cr
2
O
3
) жүргізеді. Құрамында мысы бар катализаторлардың 
тұрақтылығы  төмен.  Бұл  катализатордың  активтілігіне  газдық 
құрамындағы аздаған мөлшерде СО
2
 болуы оң əсер етеді. Бір циклде 
метанолдың шығымы 4% шамасында.
Көлемдік  жылдамдықты  өсіргенде  газ  қоспасының  (синтез  газ) 
метанолға айналу дəрежесі бір циклде азаяды. Бірақ циклдік сызбанұсқа 
бойынша алынған метил спиртінің мөлшері көбейеді, өйткені көлемдік 
жылдамдықтың артуына қарағанда газ қоспасының метанолға айналу 
дəрежесінің кемуі баяу болады. Метанолды синтездеуге газ қоспасын 
1:4-тен 1:8 қатынасында  дайындайды.  Метанолдың  түзілу  реакциясы 
қайтымды жəне экзотермиялық.
CO + 2H
2
 - CH
3
OH + 111 кДж
Егер  қысым  оптималды  қысымнан  төмен,  ал  температура  жоғары 
болса, онда қосымша реакциялардың жүруі ықтимал: 
CO + H
2
              CH
2
O + 8.4 кДж
                                
(1)
CO + 3H
2
              CH
4
 + H
2
O + 209 кДж
                             
(2)
2CO + 2H
2 
              CH
4
 + CO
2
 + 252 кДж
                       
(3)
2CO                CO
2
 + C
                                           
(4)
2CH
3
-OH               CH
3
- O- CH
3
 + H
2
O
                                   
(5)
CH
3
-OH+ nCO+2nH
2
               CH
3
(CH
2
)
n
 OH + nH
2
O
                  
(6)

249
 
CH
3
-OH+ H
2
               CH
4
 + H
2
O
                                    
(7)
Түзілген жанама қосылыстардың мөлшері  температураға,  қысымға, 
алғашқы газ қоспасының құрамына, катализатордың талғампаздығына 
байланысты. Ең маңызды қоспа метан болып саналады. Көрсетілген (1-
7)  үрдістермен  салыстырғанда,  метанолды  синтездеу  үрдісі  көлемнің 
максималды  азаюымен  жүреді.  Сондықтан  Ле-Шателье  принципі  бо-
йынша  қысымды  көтеру  тепе-теңдікті  метил  спирті  түзілетін  жаққа 
қарай  ығыстырады.  үрдіс  экзотермиялық  болғандықтан  температура-
ны жоғарылату тепе-теңдікті солға қарай ығыстырады, синтез газдың 
метанолға айналу дəрежесі төмендейді. Сонымен қатар температураны 
жоғарылатпаса,  үрдістің  жылдамдығы  азаяды.  Сондықтан  өндірісте 
температураның ауытқуы 20-30
0
С-тан аспауы керек. 
Негізінен  реакцияның  тепе-теңдік  тұрақтысы  температураның 
өсуімен төмендейді: 
Ʉ
ɬ-ɬ
 =
2
3
H
CO
OH
CH
P
P
P
 
23-кестеде 300 жəне 350
0
С  температурада 5,0-4,0 МПа  қысым 
аралығында 33,3% СО  жəне 66,7% Н
2
  газ  қоспасынан  түзілген 
метанолдың тепе-теңдік концентрациясы келтірілген.
                                      
23-кесте
Қысымға тəуелді метанолдың тепе-теңдік концентрациясы
Қысым, 
МПа
Əр түрлі температурадағы метанолдың тепе-теңдік 
концентрациясы
300
0С
350
0С
5,0
9,9
-
10,0
26,3
8,2
20,0
53,4
24,0
30,0
76,0
37,7
40,0
86,0
53,1
Катализатордың  активтілігі  жəне  таңдамалылығы    төмендегенде 
нақты  шығым    тепе-теңдік  шығымынан    төмен  болады.  Өндірісте 
көбінесе, тұнбаға түсіру арқылы алынған ZnO:Cr
2
O
3
»2:1 катализаторлар-
ды  қолданады.  Катализаторларды  синтез-газбен  тотықсыздандырады. 
Осылай  алынған  катализаторлар    регенерациясыз  4-6 ай  бойында  
жұмыс жасайды.

250
Синтез-газ контакт аппаратынан  бір рет өткенде  оның құрамында 
5-тен 20%- ға  дейін  ғана  метанол  қалады.  Реакцияға  түспеген    газ 
қоспасы контакт  аппаратына қайта жіберіледі, яғни  үрдіс тұйық циклді 
сызбанұсқамен  жүреді.
Метанолдың  синтезін Zn-Cr катализаторында  технологиялық 
режимінің  параметрлерін  кеңінен  өзгерте  отырып,  жүргізілген  зерт-
теулер  нəтижесінде үрдістің  жылдамдығы Темкин теңдеуімен анық-
талатыны  көрсетілген.
Синтез  реакциясының  жалпы  жылдамдығы  сутектің  адсорбциясы-
мен анықталады. 
                                                              ,
U= 
dt
dx
=k
1
OH
CH
CO
H
P
P
P
3
2
25
.
0
25
.
0
 
 k
2
CO
P
OH
CH
P
25
.
0
3
25
.
0
мұндағы, k
1
  жəне  k
2
 – тура  жəне  кері  жүретін  реакциялардың  
жылдамдықтарының тұрақтысы.
Тура  реакцияның  жылдамдығының  температураға  тəуелділігі  Ар-
ррениус  теңдеуіне  бағынады.  Осы  теңдеумен  есептелген  метанолды 
синтездеу үрдісінің активтендіру энергиясы  Е=100 кДж/моль тең.
Метанол  өндірудің  технологиялық  сызбанұсқасы  суретте  көрсе-
тілген.
70-сурет. Синтез газдан метил спиртін синтездеу қондырғысының  
сызбанұсқасы:
1 – компрессор; 2 – араластырғыш; 3 – сүзгіш;  4 – жылу алмастырғыш 
құбыра; 5 – циркуляциялық компрессор; 6 – синтез колоннасы;  
7 – тоңазытқыш конденсатор; 8 – сеператор; 9 – спиртті жинағыш.
Тазартылған бастапқы газ қоспасы  компрессор арқылы (1) 25МПа 
қысыммен  қысылып,  араластырғышқа (2) қайта  айналып  келген  газ 
қоспасымен  араласып, (3) сүзгіштен  өтіп  майдан  тазартылады.  Одан 
кейін  жылу  алмасу  аппаратында (4) 220
0
С  температураға  дейін  реак-
циядан  бөлінген  жылумен  қызады,  осы  температурада  газ  синтез  ко-
лоннасына  жіберіледі  (Н = 12-18м  ішкі  диаметрі – 0,8-1,2 м  жəне 
қабырға қалыңдығы 0,09-0,1м). Қажетті температура реакция жылуы-

251
 
71-сурет.  Төменгі қысымда метанолды синтездеудің технологиялық 
сызбанұсқасы:
1 – турбокомпрессор,  2 – циркуляциялық компресссор,  3-7 – мұздатқыш, 
4 – бөлгіш, 5- адсорбер, 6 - адиабатиялық əрекеттегі реактор, 
8 – жылуалмастырғыш, 9 – утилизатор-қазан, 10 – бөлгіш, 11 – дрюссель, 
12 – шикі-метанолды жинағыш, 13,14 – ректификациялық колонна
мен сақталады. Егер температураны төмендету қажет болса, колоннаға 
төменнен салқын газ енгізеді.
Синтез колоннасынан шыққан газ жылуын жылу алмастырғыштағы 
газ  қоспасына  беріп,  суытқыш  конденсатор  арқылы  өтіп, (8) 
сеператорға келіп, 96%-ды шикі спирт бөлініп алынады.  Ал реакцияға 
түспеген газ қоспасы компрессорда (5) керекті қысымға дейін  қысылып 
араластырғышқа (2) жіберіледі. Метил спирті шикі спирт жинағышқа 
(9) құйылады.
Қайта айналатын газ қоспасының құрамында (метан, азот, көміртек 
(IV)  оксиді  жəне  т.б.)  қосымша  үрдістердің  өнімдері    көп  мөлшерде 
жиналатындықтан, оқтын-оқтын қайта айналатын газдың бірсыпырасын 
өртеп,  қалғанын жаңартады. 1т  метил спиртін алуға  шамамен, 700 м
3
 
СО жəне 1400-2000 м
3
 Н
2
   жұмсалады. 1м
3
 синтез газдан шамамен, 400 г 
метил спирті алынады, яғни  шығым теория бойынша  есептелгеннен 
84-87%.
Синтез кезінде көміртек (II) оксиді колонна қабырғасымен əрекеттесіп, 
темір пентакарбонилін Fe(CO)
5
  түзеді, ол катализатор бетін қаптап метан 
түзілетін қосымша үрдісті күшейтеді. Сондықтан оралатын газды активті 
көмірмен  тазартады,  колонна  қабырғасын  легирленген  болаттан  дай-
ындайды.  Мырыш-мыс-алюминий  катализаторында  метанол  өндірудің 
технологиялық сызбанұсқасы 71-суретте келтірілген. 

252
Метанолды конверсиялау арқылы алу үшін құрамында H
2
-67%, CO-
22%, CO
2
 бар синтез-газ қолданылған.
Күкірт қосылыстарынан тазартылған синтез газ (1) компрессорда 5-9 
МПа дейін қысылып, (3) мұздатқышта салқындап, конденсирленген суды 
бөлу үшін (4) бөлгішке түседі. Синтез-газ бөлгіштен өтіп циркуляциялық 
газбен  (қысымы 2 МПа)  араласып,  адсорберге  барады.  Бұл  жерде  газ 
темір  пентакарбинолдан  тазаланып,  екіге  бөлінеді.  Газдың  бір  бөлігін 
(8)  жылуалмастырғышта  жылытып, (6) реактордың  жоғары  жағынан 
кіргізеді, ал екінші бөлігін температураны реттеу үшін катализаторлардың 
арасынан енгізеді. Реактордан өткен қоспа 3000С температурада тағы да 
екіге бөлінеді. Бір бөлігі (8) жылуалмастырғыштан өтіп синтез газды жы-
лытады, ал екінші бөлігі жоғары қысымды бу өндіретін (9)  утилизатор-
қазан арқылы өтеді. Бұдан соң екі бөлінген газ қосылып, (7) мұздатқышта 
салқындап жоғары қысымды (10) бөлгішке барады. Бұл жерде спирт кон-
денсаты циркуляциялық газдан бөлінеді. Циркуляциялық газ (2) компрес-
сорда 2 МПа-ға дейін қысылып қайтадан циклдің басына қайтарылып, син-
тезге түседі. (11) дрюсселде шикі-метанолдың қысымы атмосфералыққа 
дейін  түсіп, (12) жинағыш  арқылы  ректификацияға  барады.  Конденсат 
негізінен  шикі-метанол (13) ректификациялық  колоннаға  барып,  оның 
жоғары жағынан (5) реакция бойынша диметилэфирі бөлінеді де, төменгі 
жағынан  кубтық  сұйық (14) колоннаға  барады.  Бұдан  жоғары  жағынан 
метанол,  төменгі  жағынан  (І)  реакция  бойынша  түзілетін  жоғары  спирт 
бөлінеді. 
 Бұл сызба-нұсаның артықшылығы таза метанол алынып жəне жа-
нама реакцияларда  бөлінетін өнімдерді де  бөліп алады. Метанолдың 
жалпы шығымы – 95%, тазалығы – 99,95%.
14. 3.  Олефиндерге негізделген синтездер
Органикалық  синтез  өнеркəсібінде,  өздерінің  реакцияға  түскіш  қа-
білеттілігімен,  этилен  СН
2
=СН
2
,  пропилен  СН
3
-СН=СН
2
,  бутилен 
СН
3
-СН
2
-СН=СН
2
  бутадиен  (дивинил)  СН
2
=С  Н-СН=С  Н
2
  өте  маңызды 
орын алады. Олефиндер көптеген реакцияға түсе алады. Солардың ішінде 
практикада: полимерлену, гидратация, хлорлау, тотығу, оксисинтездеу жəне 
т.б. реакциялар маңызды орын алады. Ең көп тараған үрдіс – олефиндерді 
гидратациялау. Осы жолмен этил, изопропил жəне басқа спирттерді алуға 
болады. Органикалық өнімдердің ішіндегі ең көп өндірілетіні – этил спирті. 
Қазіргі кезде этил спиртін синтетикалық жолмен алады. Бұл жолмен алу 
астық өнімдерінен алуға қарағанда əлдеқайда арзан.

253
 
Синтетикалық этил спиртін өндіру. Этил спирті (этанол) -78,3
0
C-та 
қайнайды. Ауамен (30% С
2
Н
5
ОН бу күйінде) араласқанда қопарылғыш 
қоспаға айналады. Суда жақсы ериді жəне онымен 95,6 % С
2
Н
5
ОН азе-
отропты қоспа түзеді.
Қолданылуы.  Этанол  тамақ,  медицина  жəне  каучук  өндірісінде 
кеңінен  қолданылады,  сонымен  қатар  ракетаның  сұйық  отынының, 
антифриздің т.б. компоненттерінің бірі. Этанол, əсіресе,  органикалық 
синтезде  өте  көп  мөлшерде  еріткіш  ретінде  жəне  жартылай  шикізат 
ретінде,  мысалы,  күрделі  эфирлерді,  хлороформды,  ацетальдегидті, 
сірке қышқылын бутадиенді жəне басқа өнімдерді өндіруде пайдаланы-
лады. Бұрын этил спиртін ағашты гидролиздеу арқылы жəне  тамақтық 
шикізаттан  алатын,  ал  қазіргі  кезде  этил  спиртін  синтетикалық  жол-
мен:  тікелей  гидраттау  жəне  жанама  (этиленді  күкірт  қышқылының 
қатысуымен гидраттау) сияқты екі əдіспен алады:
Тікелей  гидраттау.  Жалпы  алғанда  қанықпаған  көмірсутектерді 
гидраттағанда бір атомды спирттер түзіледі. 
C
n
H
2n 
+H
2
O
C
n
H
2n+1
OH
 
  В.  В.  Марковников    ережесі  бойныша:  гидраттау  үрдісінде    су-
тек  атомы  ең  көп  гидрогендеген,  ал  гидроксил  ең  аз  гидрогенденген 
көміртек  атомына  қосылады.  Сондықтан  этиленнен  басқа  олефиндер 
екінші ретті немесе үшінші ретті спирттер түзіледі:
      
R-CH=CH
2
+H
2
O
R-CH-CH
3
OH
 
 
R                                           R         OH
          C= CH
2 
+ H
2
O                  C
   R                                         R         CH
3
 
Этилен гидратацияланғанда  бір атомды этил спиртін алуға болады:
               
      
CH
2
 = CH
2 
+ H
2
O                          CH
3
-CH
2
OH + Q .
 
 
Тікелей гидраттау – катализатор қатысымен этиленмен судың тура 
қосылуына  негізделген.  Катализатор  ретінде  фосфор  қышқылымен 
оның  тұздары,  күкірт  қышқылы,  алюминий  оксиді,  вольфрам,  кейбір 
органикалық қосылыстар жəне т.б пайдаланылады.
Гидратация жылдамдығы олефиндердің құрылысына жəне көміртек 
тізбегінің  ұзындығына  байланысты.  Тармақталған  көміртек  тізбекті 

254
олефиндердің гидраттау  жылдамдығы жоғары болады. Олефиндердің 
көміртек  тізбегі  қысқа  болған  сайын  гидраттау  үрдісі  қиын  жүреді. 
Этиленді  гидраттау  қайтымды  жəне  жылу  бөліп  жүретін  үрдіс.  Бұл 
үрдіс бу жəне сұйық фазада өтеді:
 
                     
 
CH
2
 = CH
2 
+ H
2
O                          CH
3
-CH
2
OH + Q .
 
Ле-Шателье  принципі  бойынша  спирттің  шығымы  қысымның 
артуы мен, температураның төмендеуімен артады.
Этиленді тікелей гидраттау үрдісі 280-300
0
С температурада, 7-8МПа 
қысымда  жəне  катализатор  ретінде  ортофосфор  қышқылы  сіңірілген 
алюмосиликаттың  қатысуымен  жүреді.  Этанол  шығымына  H
2
O:С
2
Н
4
 
моль  қатынастары,  контакт  уақыты,  көлемдік  жылдамдық  əсер  етеді. 
Оптималды параметрлер: H
2
O:С
2
Н
4
 = 0,6:1; газ-бу қоспасының көлемдік 
жылдамдығы 1800-2500 сағ
-1
.  Бір  циклдегі  этиленнің  конверсиялану 
дəрежесі 4-5%-дан аспайды. Сондықтан үдерісіт циклді технологиялық 
сызбанұсқамен жүргізеді (72-сурет). Реакцияға түспеген этиленді  цик-
лге қайта жіберіледі. 
Этилен  циркуляция  газы  (реакцияға  түспеген  этилен)  жəне  бумен 
араласып, (1) жылу  алмастырғышқа  келіп,  одан  соң  құбыр  пешінде 
(2) 280
0
С-ға  дейін  қыздырылып,  контакт  аппаратына (3) келеді.  Кон-
такт  аппаратында  катализатордан  сүзіліп  өтіп,  бу  күйіндегі  этил 
спиртін  түзеді.  Контакт  аппаратынан (3) шыққан  бу-газ  қоспасы (1) 
жылу  алмастырғышқа  жіберіліп  салқындайды.  Коденсацияланған 
су  жəне  спирт (4) жинақтағышта  газдан  бөлінген  шикі-спирт (15-
16% CH
3
-CH
2
OH)  тазартуға  жіберіледі.  Реакцияға  түспеген  этилен 
тоңазытқыштан (5) өтіп,  этанолды  этиленнен  толық  бөліп  алу  үшін 
(6)  қондырмалы  колоннада  сумен  жуылады,  жуынды  шикі-спиртке 
қосылып, тазартуға жіберіледі. Реакцияға түспеген этилен жаңа келген 
этиленмен қосылып, үрдіске қайта жіберіледі.
Жанама əдіс. А. М. Бутлеров ашқан күкірт қышқылы əдісі: этилен 
күкірт қышқылына абсорбцияланып күкірт қышқылды эфирдің түзілуі; 
эфир гидролизденіп спирттің түзілуі; спиртті бөлу жəне оны ректифи-
кациялау; күкірт қышқылын концентрлеу сияқты төрт сатыдан тұрады:
Күкірт  қышқылымен  этиленнің  əрекеттесуі  екі  сатыдан  тұрады: 
біріншісі – этиленнің  күкірт  қышқылында  еруі,  екіншісі – екі 
компоненттің гомогенді əрекеттесуі нəтижесінде, алкилсульфат түзілуі:
CH
2
 = CH
2 
+ HOSO
2
OH                           CH
3
-CH
2
OSO
2
OH
     
C
2
H
5
OSO
3
H + C
2
H
4
               (C
2
H
5
O)
2
SO
2

255
 
72-сурет. Бу фазада этиленді гидратациялау əдісімен этил спиртін өндірудің 
технологиялық сызбанұсқасы: 1 – жылу алмастырғыш, 2 – құбырлық пеш, 
3 – контакт аппараты,  4 – жинағыш, 5 – тоңазытқыш, 6 – шайғыш колонна
       
Орташа температурада реакция қайтымсыз, бірақ қыздырғанда тепе-
теңдік  солға  ығысады.  Үрдістің  оптималды  температурасы 70-800С. 
Этил жəне диэтилсульфаттың гидролизі келесі теңдеумен жүреді: 
C
2
H
5
OSO
3
H + H
2
O               C
2
H
5
OH + H
2
SO
4
 
(C
2
H
5
O)SO
2
 + 2H
2
O                2C
2
H
5
OH + H
2
SO
4
Бұдан  басқа  диэтил  эфир,  ацеталдегид  түзіледі  жəне  этиленнің 
полимерленуі байқалады. Гидролиз кезінде температура 100-1100С, қысым 
1МПа шамасында болу керек. Гидролиз уақыты, шамамен, 30 минут. Бір 
тонна спирт алу үшін абсорбцияға 2 т күкірт қышқылын,  содан соң, 4 тон-
на 50%-ды  сұйытылған  күкірт  қышқылымен  буландыру  керек.  Мұндай 
қышқылдың  көп  жұмсалуы  өндірісті  қиындатады  жəне  қымбаттатады. 
Бұл əдіспен 1 т этиленнен 1,2 т этанол жəне 100 кг этил эфирі алынады. 
Тазаланған этил спиртінің концентрациясы 95-96% болады.
Этиленді  тікелей  гидраттау  əдісімен  этанол  алу  жанама  əдіске 
қарағанда едəуір үнемді келеді  (24-кесте).
24-кесте

жүктеу/скачать 6,61 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: