Способ выделения ацетона,этанола и бутанола из бражного дистиллята
Изобретение касается алифатических спиртов и кетонов, в частности выделения ацетона, этанола (ЭТ) и бутанола (БТ),, которые ийпользуют в различных синтезах. Для снижения потерь BJ и упрощения ректификации бражного дистиллята процесс ведут при атмосферном давлении в последовательно расположенных колоннах, где сначала выделяют ацетон, затем ЭТ и далее БТ. Последний выделяют из кубового продукта, полученного от выделения ЭТ, в 1-й колонне, причем сначала из этого продукта декантацией отделяют бедную БТ-смесь. Затем отгоняют БТ, которьш конденсируют и подвергают азеотропному разделению с возвращением кубового остатка на декантацию. Кубовьш продукт от 1-й колонны направляют во 2-ю колонну где выделяют товарный БТ, а кубовый Ш остаток (в отличие от известного способа), промывают 1-3%-ным вод (Л ным раствором ацетона. После расслоения на водньй и углеводородньй слои последний сначала испаряют, а затем 2 конденсируют. Полученный конденсат и водный слой возвращают в колонну выделения ацетона. Степень выделения БТ составляет 99,73%. 1 ил., 7 табл.
А1 (19) (11) (51)4 С 07 С 27/26 31/08 31/12, 49/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3883401/31-04 (22) 09.04.85 (46) 07.11.86. Бюл. 9 4 1 (71) Воронежский технологический институт (72) В.М. Перелыгин, В.С. Смирнов, Г.M. Тарарыков, Л.В. Прокопенкова, Т,М. Нириев, Н.А. Круглов и E.Ñ. Смирнов (53) 547.262 264 284.3.07(088.8) (56) Промышленный регламент на производство растворителей: ацетона, бутанола, этанола способом брожения.
Ефремовский биохимический завод.
1979. (54) СПОСОБ ВЬДЕЛЕНИЯ АЦЕТОНА, ЭТАНОЛА И БУТАНОЛА ИЗ БРАЖНОГО ДИСТИЛЛЯТА (57) Изобретение касается алифатических спиртов и кетонов, в частности выделения ацетона, этанола (ЭТ) и бутанола (БТ) которые используют в различных синтезах. Для снижения потерь БТ и упрощения ректификации бражного дистиллята процесс ведут при атмосферном давлении в последовательно расположенных колоннах, где сначала выделяют ацетон, затем ЭТ и далее БТ. Последний выделяют из кубового продукта, полученного от выделения ЭТ, в 1-й колонне, причем сначала иэ этого продукта декантацией отделяют «бедную» БТ смесь. Затем отгоняют БТ, который конденсируют и подвергают аэеотропному разделению с возвращением кубового остатка на декантацию. Кубовый продукт от 1-й колонны направляют во 2-ю колонну
Р где выделяют товарный БТ, а кубовый остаток (в отличие от известного способа), промывают 1-ЗЕ-ным водным раствором ацетона. После расслоения на водный и углеводородный слои последний сначала испаряют, а затем конденсируют. Полученный конденсат и водный слой возвращают в колонну выделения ацетона. Степень выделения
БТ составляет 99,73Х. 1 ил., 7 табл.
Изобретение относится к способам выделения ацетона, этанола и бутанола из бражного дистиллята, которые широко используются в органическом синтезе в качестве растворителей. 5
Целью изобретения является снижение потерь бутанола и упрощение процесса.
Цель достигается выделением растворителей последовательной ректификацией и промывкой кубового остатка стадии ректификации бутанола 1-3%-ным раствором ацетона в воде, отгонкой из него бутанола, который затем вместе с промывным раствором рециркулируют на стадию ректификации ацетона.
На чертеже приведена принципиальная схема выделения растворителей в ацетоно-бутиловом производстве согласно предлагаемому способу.
Бражку по трубопроводу 1 подают на узел 2 выделения бражного дистил— лята. Бражной дистиллят по линии 3 направляют в ацетоновую колонну 4, Отводимые из колонны 4 по трубопроводу 5 пары конденсируют в дефлегматоре б. Часть конденсата по линии
7 возвращают на орошение колонны 4, по. трубопроводу 8 из системы вьгцеляют товарный ацетон. Несконденсированные пары пс линии 9 подают в абсорбер 10, орошаемый подвоцимой по трубопроводу 11 водой. Кубовыи остаток колонны 4 по ликии 12 направляют в этанольную колонну 13. По трубопроводу 14 из системы отводят этанол. Кубовый остаток колонны 13 по линии 15 подают в декантатор 16. Из декантатора 16 «бедную» бутанольную смесь по трубопроводу 17 направляют в лютерную колонну 18, из которой пс линии 19 выводят лютерную воду. Отходящие из колонны 18 по трубопроводу 20 пары углеводородов и воды конденсируют в дефлегматоре 21, полученный конденсат подают в отстойник 22.
Водный слой из отстойника 22 рсциркулируют по трубопроводу 23 в колонну 18, а верхний слой объединяют с «богатой» бутанольной смесью, отводимой из декантатсра 16 по линии
24, и направляют в первую бутаноль59
4 ную колонну 25. Пары, отводимые из колонны 25 по трубопроводу 26, конденсируют в дефлегматоре 27, полученный конденсат подают в азеотропную колонну 28, кубовый остаток которой по линии 29 возвращают в декантатср 16, а сконденсированные в дефлегматоре 30 углеводороды и воду по трубопроводу 31 возвращают в бражку. Кубовый остаток первой бутанольной колонны по линии 32 направляют во вторую бутанольную колонну 33. Отводимые из колонны
33 по трубопроводу 34 пары конденсируют в дефлегматоре 35 и возвращают на орошение в колонну 33. С 24, считая сверху, тарелки колонны
33 по линии 36 отводят товарный бутанол.
Кубовый остаток колонны 33 по трубопроводу 37 подают в смеситель
38. По линии 39 в смеситель вводят водно-ацетоновый раствор. По тру- бопроводам 40 и 41 предусмотрена подача в систему воды и ацетона.
Смесь углеводородов и воды расслаивают в отстойнике 42. Водный слой из отстойника 42 по линии 43 возвращают в ацетоновую колонну 4. Углеводородный слой из отстойника 42 по трубопроводу 44 подают в аппарат
45 однократного испарения, куда также по линии 46 вводят пар. Отводимые из испарителя 45 по трубопроводу 47 пары конденсируют в конденсаторе 48 и возвращают в ацетоновую колонну 4. !
По линии 49 из системы выводят высококипящие углеводороцы.
TI р и м е р Выделение растворителей проводят согласно известному способу. Кубовый остаток второй бутанольной колонны промывают водой, а углеводородный слой из отстойника
42 отводят на сжигание, Температура в отстойнике 42 в этом и последующих
0 примерах 25 С. Расход и состав основных технологических потоков в этом и последующих примерах соответствует номерам технологических потоков, указанньгх при описании технологической схемы. Расход и состав основных технологических потоков по примеру 1 дан в табл.1.
«О мл л л о о со
С 3 л о о н х х о
«Богатая» бутанольная смесь
Ведная бутаноль ная смесь
488 9,26 4784 90,68 3 0,06 5275
4479 99,96 2 Os04 4479
1206 99 10 1 0,08 t0 0,82 1217
f f88 93 65 — — 8 6 35 126
Кубовый остаток этанольной колонны
Кубовый остаток бутанольной ко лоины первой второй
Хубовый остаток ацетоновой колонны
Кубовый остаток этанольной колонны
Кубовый остаток бутанолЬной колонны. первой второй
«содержа««е(мас.2 компонентов в текнологическвк нотокаж кг/ч
f088 99в73 ат, Ов09 2 О в 18 f09f
Раствор отмытого бута ноле
7,86 928,3 90в06 4
37 38,87 4 f, 7 43,80 4 4,20 95,.2
29 35,29 39,7 48,29 f f,22 82 2
8 Sf 54 2 f5 38 3- 23„08 .. 73
Примеры 5 и б. Выделение растворителей проводят по технологической схеме предлагаемого спосо»
Ьа при концентрациях ацетона в исходном водно-ацетоновом растворе, выходящих за рамки предлагаемых пределов. В примере 5 концентрация ацеТабл«да 5 .1..
/ч) н содержание (мас.2)комнонентов в технологических
Бражной днстнлдят 540 10, f f f80 » 3,37 1096 . 20,5f 3520 65,88 7 О, 13 5343
Источник
Подготовка к ЕГЭ по химии. Вопрос 26
Подготовка к ЕГЭ по химии. Вопрос 26
Уровень сложности задания – базовый;
Максимальный балл за выполнение задания – 1балл;
Примерное время выполнения задания – 5-7минут.
Проверяемые элементы содержания
Правила работы в лаборатории. Лабораторная посуда и оборудование. Правила безопасности при работе с едкими, горючими и токсичными веществами, средствами бытовой химии. Научные методы исследования химических веществ и превращений. Методы разделения смесей и очистки веществ. Понятие о металлургии: общие способы получения металлов. Общие научные принципы химического производства (на примере промышленного получения аммиака, серной кислоты, метанола). Химическое загрязнение окружающей среды и его последствия. Природные источники углеводородов, их переработка. Высокомолекулярные соединения. Реакции полимеризации и поликонденсации. Полимеры. Пластмассы, волокна, каучуки.
Аммиак широко используется как исходное азотсодержащее вещество в производстве удобрений. Аммиак используется при получении удобрения — аммиачной селитры.
Одно из основных применений метана — в качестве топлива.
Изопрен — исходный мономер при получении каучука.
Этилен может использоваться для различных целей, но из представленных вариантов наиболее подходящий — получение пластмасс. Из этилена получают полиэтилен.
Капролактам используется для получения капрона.
Пропан часто используют в качестве топлива.
Стирол применяют для получения полистирола. Стирол применяют почти исключительно для производства полимеров. Многочисленные виды полимеров на основе стирола включают полистирол, пенопласт (вспененный полистирол), модифицированные стиролом полиэфиры, пластики АБС (акрилонитрил-бутадиен-стирол) и САН (стирол-акрилонитрил). Также стирол входит в состав напалма.
Пропилен используется для получения полипропилена.
Одно из основных применений полиэтилена — производство игрушек, пластиковых пакетов.
Глицерин применяют для получения динамита.
Гидроксид аммония — нашатырный спирт, применяют в медицине.
Оксид кремния используют для получения стекол.
Серу используют в процессе вулканизации резины.
Тетрахлорид углерода и ацетон — растворители.
Углерод является неотъемлемой составляющей стали (до 2,14 % масс.) и чугуна (более 2,14 % масс.), поэтому широко применяется в металлургии.
Большинство удобрений содержит азот , поэтому он широко используется в их производстве.
Уксусная кислота и уксусный ангидрид идут на выработку волокон. Более 60 % всей уксусной кислоты и около 95 % уксусного ангидрида расходуется па производство ацетилцеллюлозы и большая часть остального количества на производство сложных эфиров уксусной кислоты. Уксусная кислота используется в пищевой промышленности и стоит у многих дома на полках на кухне.
Растворы содержащие фосфорную кислоту используются для подкормки деревьев и кустарников осенью. Из фосфорной кислоты получают фосфаты, которые являются удобрениями.
Конвертерный способ производства стали или переработки штейнов связан с применением кислорода . Во многих металлургических агрегатах для более эффективного сжигания топлива вместо воздуха в горелках используют кислородно-воздушную смесь. Кислород в баллонах голубого цвета широко используется для газопламенной резки и сварки металлов. Кислород , являясь сильным окислителем, используется при выплавке стали
Основной областью применения бензола является органический синтез производных, из которых впоследствии получают различные продукты, в том числе и пластмассы.
Хлор используется в производстве поливинилхлорида, пластикатов, синтетического каучука, из которых изготавливают: изоляцию для проводов, оконный профиль, упаковочные материалы, одежду и обувь, линолеум и грампластинки, лаки, аппаратуру и пенопласты, игрушки, детали приборов, строительные материалы. Производство органических растворителей, таких как хлороформ, дихлорметан, четыреххлористый углерод.
Азотная кислота используется для удобрений, так как большинство удобрений содержит азот.
Производители стеклянной посуды, бутылок, стекловолокна используют карбонат кальция в огромных количествах в качестве источника кальция — одного из основных элементов, необходимых для производства стекла.
Карбонат натрия может использоваться для различных целей, но из представленных вариантов наиболее подходящий — производство стекла.
Углекислый газ используется в пищевой промышленности для разрыхления теста.
Аргон — благородный газ, инертен, поэтому используется для создание инертной атмосферы.
Озон — сильное дезинфицирующее средство, используется для очистки воды.
Конвертерный способ производства стали или переработки штейнов связан с применением кислорода .
Политетрафторэтилен, он же тефлон, используется при изготовлении тефлоновой посуды.
Изопреновый каучук может применяться при изготовлении резиновых изделий в сочетании с натуральным и другими синтетическими каучуками.
Поливинилхлорид применяется для электроизоляции проводов и кабелей, производства труб, пленок для натяжных потолков, пенополивинилхлорида, линолеума, грязезащитных ковриков, для производства «виниловых» грампластинок, профилей для изготовления окон и дверей.
Благодаря сочетанию высоких механических и оптических качеств монолитный пластик применяется в качестве материала при изготовлении линз, компакт-дисков, фар, компьютеров, очков и светотехнических изделий.
Из полистиролов производят широчайшую гамму изделий, которые в первую очередь применяются в бытовой сфере деятельности человека (одноразовая посуда, упаковка, детские игрушки и т. д).
Нефть используется для производства топлива.
Природный газ используют для получения тепла и энергии.
Водород используется при производстве аммиака
Бутадиен , вступая в реакцию полимеризации, используется для получения пластмасс
Смесь железа и цинка может быть разделена с помощью магнита.
Смесь воды и карбоната кальция может быть разделена фильтрованием.
Смесь этанола и сульфата бария может быть разделена фильтрованием.
Смесь бутанола и этанола может быть разделена перегонкой.
Хлорид лития и уголь могут быть разделены при обработке водой, так как хлорид лития растворим в воде, а уголь — нет. Далее уголь отфильтровывается, а раствор хлорида лития упаривается.
Жидкий азот и кислород разделяют фракционной перегонкой
Хлорида серебра и хлорид натрия могут быть разделены при обработке водой, так как хлорид натрия растворим в воде, а хлорид серебра — нет. Далее хлорид серебра отфильтровывается, а раствор хлорида натрия упаривается.
Гексан и вода разделяются декантацией, так как это 2 несмешивающиеся жидкости и делятся в делительной воронке.
Хлорид лития и кварцевый песок могут быть разделены при обработке водой.
Хлорида серебра и хлорид калия могут быть разделены при обработке водой.
Вода и изопропанол разделяются фракционной перегонкой.
Смесь железа и угля может быть разделена с помощью магнита.
Смесь воды и толуола может быть разделена декантацией.
Смесь воды и сульфата бария может быть разделена фильтрованием.
Смесь изопропанола и метанола может быть разделена фракционной перегонкой.
Хлорид натрия и полиэтилен могут быть разделены при обработке водой.
Жидкий азот и кислород разделяют фракционной перегонкой.
Сульфат бария и хлорид калия могут быть разделены при обработке водой.
Ацетон и изопропанол разделяются фракционной перегонкой.
Смесь воды и тетрахлорметана может быть разделена декантацией.
Смесь этанола и хлорида серебра может быть разделена фильтрованием.
Смесь цинка и кобольта может быть разделена с помощью магнита.
Смесь воды и ацетона может быть разделена фракционной перегонкой.
Углерод и хлорид калия можно разделить при обработке водой.
Изопропанол и ацетон разделяются фракционной перегонкой.
Хлорид лития и кварцевый песок могут быть разделены при обработке водой.
Никель и оксид алюминия могут быть разделены с помощью магнита.
Смесь железа и хлорида стронция может быть разделена с помощью магнита.
Смесь воды и фенола может быть разделена декантацией.
Смесь бутанола и этанола может быть разделена фракционной перегонкой.
Смесь воды и октана может быть разделена с помощью делительной воронки.
Смесь железа и меди может быть разделена с помощью магнита.
Смесь гексана и бензола может быть разделена фракционной перегонкой.
Железо и магний можно разделить с помощью магнита.
Вода и ацетон разделяются фракционной перегонкой.
Поваренная соль и кварцевый песок могут быть разделены при обработке водой, фильтровании, выпаривании получившегося раствора.
Хлорид лития и кварцевый песок могут быть разделены при обработке водой.
Железо и нитрат калия можно разделить с помощью магнита.
Вода и этанол разделяются фракционной перегонкой.
Смесь воды и бензола может быть разделена декантацией.
Смесь железа и хлорида стронция может быть разделена с помощью магнита.
Хлорид лития и кварцевый песок могут быть разделены при обработке водой.
Сульфат бария и хлорид калия могут быть разделены при обработке водой.
Вода и пропанол разделяются фракционной перегонкой.
Смесь воды и тетрахлорметана может быть разделена декантацией.
Смесь алюминия и железа может быть разделена с помощью магнита.
Углерод и хлорид натрия можно разделить с помощью обработки водой.
Изопропанол и этанол разделяются фракционной перегонкой.
Хлор — электролиз расплавов или растворов хлоридов.
Фтор — электролиз расплава фторида калия.
Кислород получают криогенной ректификацией воздуха.
Азот — фракционирование жидкого воздуха.
Перегонка (фракционирование) сжиженного воздуха используется для получения легких газов ( азот, кислород ).
Водород — получается из воды электролизом водных растворов электролитов или реакцией перегретого водяного пара с углем или метаном.
Электролизом воды можно получить чистые водород и кислород
Диоксид серы получается при обжиге пирита в качестве промежуточного вещества при синтезе серной кислоты.
Углекислый газ в промышленности получают из дымовых газов.
Промышленный способ получения аммиака основан на прямом взаимодействии водорода и азота. Сырьем является воздух.
Прокаливание фосфатов кальция с углем и диоксидом кремния — получение белого фосфора .
Каталитическое окисление диоксида серы в триоксид — одна из стадий получения серной кислоты
Известный с давних времён способ получения этанола — спиртовое брожение органических продуктов, содержащих углеводы под действием ферментов дрожжей и бактерий. Для получения этанола этим способом наиболее часто используют различные штаммы дрожжей вида Saccharomyces cerevisiae , в качестве питательной среды предварительно обработанные древесные опилки и/или раствор, полученный из них. Брожением можно получить этанол .
Крекинг нефтепродуктов — получение бензина .
Основным промышленным методом получения этилена является пиролиз жидких дистиллятов нефти или низших насыщенных углеводородов.
Полиэтилен получают при полимеризации этилена.
Полипропилен получают при полимеризации пропилен.
Горение используется для получения тепловой энергии .
Этерификацией можно получить сложные эфиры .
Вулканизацией можно получить резину .
Полимеризация используется для получения пластмасс и резины .
Карбонат натрия (сода) используют в стекольном производстве.
Магнетитовые руды — главный тип железных руд. Является сырьем для чугуна .
Медь в основном получают из руды (халькопирит).
Алюминий образует прочную химическую связь с кислородом. По сравнению с другими металлами, восстановление алюминия из руды более сложно в связи с его высокой реакционной способностью и с высокой температурой плавления большинства его руд (таких, как бокситы). Прямое восстановление углеродом применяться не может, потому что восстановительная способность алюминия выше, чем у углерода. Современный метод получения заключается в растворении оксида алюминия 
в расплаве криолита 
с последующим электролизом с использованием расходуемых коксовых или графитовых анодных электродов.
В промышленности железо получают из железной руды, в основном из гематита ( 
) и магнетита ( 
).
Существуют различные способы извлечения железа из руд. Наиболее распространённым является доменный процесс.
Первый этап производства — восстановление железа углеродом в доменной печи при температуре 2000 °C. В доменной печи углерод в виде кокса, железная руда в виде агломерата подаются сверху, а снизу их встречает поток нагнетаемого горячего воздуха. В печи углерод в виде кокса окисляется до монооксида углерода. Данный оксид образуется при горении в недостатке кислорода. В свою очередь, монооксид углерода восстанавливает железо из руды. Чтобы данная реакция шла быстрее, нагретый угарный газ пропускают через оксид железа (III). Железо в основном получают из руды (гематита). Железо можно получить из сульфидных руд (пирит).
Первым промышленным способом получения натрия была реакция восстановления карбоната натрия углем при нагревании тесной смеси этих веществ в железной ёмкости до 1000 °C (способ Девилля). С появлением электроэнергетики более практичным стал другой способ получения натрия — электролиз расплава едкого натра или хлорида натрия. В настоящее время электролиз — основной способ получения натрия.
В промышленности кремний технической чистоты получают, восстанавливая расплав 
коксом при температуре около 1800 °C в рудотермических печах шахтного типа. Чистота полученного таким образом кремния может достигать 99,9 %.
Углерод – алмаз, графит, графен, фуллерен, карбин, углеродные нанотрубки.
Сера — ромбическая ( S 8 , α -сера), моноклинная ( S 8 , β -сера), пластическая ( S ∞ )
Мышьяк — желтый ( As 4 ), серый, чёрный.
Фосфор — белый (Р 4 ), красный (Р), черный (Р).
Кислород — кислород, озон.
Олово – белое (β- Sn ), серое (α- Sn ).
Этилен является мономером при получении полиэтилена .
Хлорэтилен является мономером при получении поливинилхлорида .
Пропен является мономером при получении полипропилена .
Пропилен является мономером при получении полипропилена .
Изопрен является мономером при получении каучука .
Бутадиен является мономером при получении каучука .
Стирол является мономером при получении полистирола .
Тетрафторэтилен является мономером при получении тефлона .
Терефталевая кислота является мономером при получении полиэтилентерефталата .
Капролактам является мономером при получении капрона .
Акриламид является мономером при получении полиакриламида .
Ацетилен является мономером при получении полиацетилена .
Винилбензол является мономером при получении поливинилбензола .
Винилбензол является мономером при получении полистирола .
Винилхлорид является мономером при получении поливинилхлорида .
Винилбромид является мономером при поливинилбромида .
Винилацетат является мономером при получении поливинилацетат .
Этиленоксид является мономером при получении полиэтиленгликоля .
Этиленгликоль является мономером при получении полиэтиленгликоля .
Метилметакрилат является мономером при получении полиметилметакрилата .
Установите соответствие между названием полимера и признаком его классификации :
Источник
