¿Cómo se convierte el etileno en etanol? ¿Cuál es su fórmula química?
La producción de etanol se desarrolla sobre la base de la elaboración del vino. Ya en la antigüedad se fermentaban sustancias amiláceas para elaborar vino. El alcohol se separó por primera vez del vino durante la destilación del vino en el siglo XII. Antes de la década de 1930, la fermentación era el único método de producción industrial de etanol. En 1930, la American Union Carbide Company estableció el primer dispositivo industrial que utilizaba etileno, un subproducto del craqueo térmico del petróleo, como materia prima, para absorberlo y luego hidrolizarlo con ácido sulfúrico para producir etanol (conocido como etileno indirecto). método de hidratación). En 1947, la American Shell Chemical Company desarrolló un método para hidratar directamente el etileno para producir etanol. Dado que este método tiene importantes ventajas sobre el método de hidratación indirecta, se ha convertido en el principal método para producir etanol.
En el método de hidratación directa, bajo ciertas condiciones, el etileno reacciona directamente con el agua a través de un catalizador ácido sólido para generar etanol:
CH2=CH2+H2O=CH3CH2OH
La reacción anterior es de Calor, reacción reversible que reduce el número de moléculas. Teóricamente, la baja temperatura y la alta presión conducen a mover el equilibrio hacia la dirección de la producción de etanol, pero de hecho, la baja temperatura y la alta presión están limitadas por la velocidad de reacción y la presión de vapor saturado del vapor de agua. Industrialmente, se utiliza un catalizador de ácido fosfórico soportado sobre diatomita. La temperatura de reacción es de 260 °C a 290 °C, la presión es de aproximadamente 7 MPa y la relación material de agua a etileno es de aproximadamente 0,6. La tasa de conversión de etileno es sólo de aproximadamente el 5%. La selectividad hacia el etanol es de aproximadamente el 95%, con una gran cantidad de etileno circulando en el sistema. El principal subproducto es el éter, además de una pequeña cantidad de acetaldehído, buteno, butanol y polímeros de etileno. El éter dietílico reacciona con el agua para producir etanol, por lo que se devuelve al reactor para aumentar el rendimiento de etanol.