Влияние основных параметров на скорость процесса

Температура

Реакцию прямой гидратации этилена желательно проводить при невысоких температурах. Однако практически выбор температуры лимитируется скоростью реакции и активностью применяемых катализаторов. С повышением температуры, при прочих равных условиях, равновесная степень превращения этилена в спирт снижается. Однако при низких температурах активность фосфорнокислотного катализатора очень мала. Так, степень конверсии этилена при 280−290о С достигает лишь 4−5%, а при более низких температурах она еще меньше. На практике процесс прямой гидратации в паровой фазе в присутствии фосфорнокислотного катализатора ведут в интервале 260−300о С.

С повышением температуры до 290 °C скорость гидратации этилена возрастает. Дальнейшее повышение температуры до 320 °C сопровождается незначительным снижением степени конверсии этилена в этиловый спирт; кроме того, при этом резко возрастает выход побочных продуктов. Зависимость текущей производительности реактора по спирту (Gc п) оттемпературы (Т, К) в верхней части аппарата описывается эмпирическим уравнением:

где а, b, с — коэффициенты, зависящие от активности катализатора и от технологических параметров процесса. Каждому моменту времени соответствует оптимальная температура, обеспечивающая максимальные текущую и суммарную производительность аппарата при минимальной себестоимости спирта. Отклонение температуры от оптимальной на 5 °C приводит к снижению производительности реактора на 5%; при этом соответсвенно возрастает расход пара, электроэнергии и катализатора на 1 т спирта. Оптимальная температура (Т, К) верха реактора, в соответствии с литературными данными, определяется по формуле:

где Рн2 о — парциальное давление паров воды в реакторе, кгс/см2; t эф — эффективное время реакции, с. Использование этого уравнения для регулирования температуры верха аппарата осложняется трудностью определения t эф длякаждого момента работы реактора.