Производство этанола прямой гидратацией этилена

Задание  Провести расчеты и составить материальный баланс реактора гидратации при производстве синтетического этилового спирта.
Исходные данные:
– производительность установки по этиловому спирту 120000 кг/ч;
– распределение этилена на образование продуктов, % масс.: этилового спирта С₁ =95,5; диэтилового эфира С₂ =2; ацетальдегида С₃ =1,5; полимеров С₄ =1,0;
– мольное соотношение водяной пар: этилен = 0,7:1;
– конверсия этилена за один проход 4,5%.
Примечание: для упрощения расчетов принимаем концентрации исходных продуктов (этилена и воды) равными 100%.

Решение

При прямой гидратации этилена на фосфорно-кислотном катализаторе помимо основной реакции:

CH₂=CH₂ + H₂O ↔ CH₃–CH₂OH         (1)

протекают побочные реакции:

–образование диэтилового эфира

2CH₂=CH₂ + H₂O ↔ CH₃–CH₂–O–CH₂–CH₃, (2)

– образование ацетальдегида

2CH₂=CH₂ + H₂O ↔ CH₃–CHO+ CH₃–CH₃, (3)

– образование полимеров (олигомеров).

Расход этилена рассчитываем исходя из заданного распределения его на образование продуктов реакции и стехиометрических уравнений реакции.