Описание технологического процесса получения бутилового спирта гидрированием кротонового альдегида.

Технологический процесс осуществляется так. Ацетальдоль, подкисленный уксусной кислотой, поступает в колонну кротонизации 1, где при 130°С и 3.25 ат происходит дегидратация альдоля в кротоновый альдегида. Кротоновый альдегид в колонне 2 отгоняется в виде водного гетероазеотропа. После отделения от воды в разделители 3 кротоновый альдегид испаряют и подают вместе с водородом в реактор 5. Гидрирование проводят на медном катализаторе при 160°С при большем (~ 12-кратном) избытке водорода. Реакция протекает с выделением тепла; тепло отводится за счет испарения парового конденсата в межтрубном пространстве реактора. В сепараторе 7 бутиловый спирт-сырец отделяют от водорода и направляют на ректификацию. В спирте-ректификате содержится примеси кротонового альдегида и кротилового спирта, поэтому его подвергают вторичному гидрированию на никелевом катализаторе при 150°С и 25 ат. Гидрирование кротонового альдегида в паровой фазе можно осуществлять в одну стадию, если вести процесс в псевдеожиженном слое катализатора. Можно проводить гидрирование и в жидкой фазе при 100-130°С и 300 ат. Катализатором в этом случае служит смесь активированных меди и никеля.

При промышленном производстве бутилового спирта в окружающую среду поступают следующие загрязнители:

·   Бутиловый спирт

·   Уксусная кислота

·   Кротоновый альдегид

·   Водород

·   Ацетальдегид

·   Масляный альдегид

·   Медь

·   Никель

Паспорта основных загрязнителей

 

Паспорт загрязнителя № 1

 

Наименование загрязнителя

Бутиловый спирт (1-бутанол, пропилкарбинол)

Химическая и структурная формула, химическая активность.

Химическая: C₄H₉OH

Структурная: CH₃ - CH₂ - CH₂ - CH₂OH

Происхождение

Получается н-бутиловый спирт восстановлением кротонового альдегида, бутильно-ацетоновым брожением кукурузы, ячменя, отходов крахмального - паточного и сахарного производства, из отходов производства синтетического каучука.

Применение

Применяют главным образом как растворители в лакокрасочной промышленности, а также в органическом синтезе, для денатурирования этилового спирта. Применяется для производства красок, пластификаторов, бутилацетата, фенолоформальдегидных смол. Может смешиваться с традиционными топливами. Энергия бутилового спирта близка к энергии бензина. Бутанол может использоваться в топливных элементах, как сырьё для производства водорода.

Характер опасности (воздействие на живые объекты - человек, растения)

Наркотики с раздражающим действием паров на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей в 5-6 раз более значительным, чем у ацетона.

Животные. При неоднократном вдыхании бутанола в концентрации 24.2 мг/л у белых мышей наркоз, истощение. При концентрации 5-10 мг/л животные выживали; у убитых находили полнокровие селезенки и почек и увеличение печени. Белые крысы переносили вдыхание 24.2 мг/л бутанола в течении 2 часов и погибали после 4 часового вдыхания. После воздействия 0.2 мг/л отмечены сдвиги в содержании глутататиона в крови. У кошек при концентрации 15 мг/л отмечали легкое раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, а при 25 мг/л обильное слюновыделение. Хроническое отравление 0.3 мг/л бутилового спирта у морских свинок выражается в уменьшении числа эритроцитов, абсолютном и относительном лейкоцитозе и появлении белка в моче.

Человек. Порог запаха бутанола 1.0-2 мг/л. Прием н-бутилового спирта свыше 250г смертелен, хотя индивидуальные колебания велики. При содержании в воздухе бутанола в среднем 0.78 мг/л и фенолов 0.0035 мг/л жжение в глазах, царапанье в горле, раздражение кожи рук и общее недомогание. При 0.6 мг/л раздражение глаз с отеком конъюнктивы, реже со слезотечением и светобоязнью. При стаже работы в производстве битилового спирта 2 - 5 лет у женщин отмечено вдвое больше жалоб на головную боль и нарушение сна, чем у мужчин.

Органолептические свойства

Бесцветная прозрачная жидкость. Воспаление кожи при аппликации бутилового спирта тем сильнее, чем больше в нем непредельных соединений. Воздействие бутилового спирта на кожу работающих сопровождается ее сухостью, шелушением, образованием трещин, иногда развитием дерматитов и экземы.

Плотность

Плотность при температуре 20°С равна 0.809 г/см³; плотность пара по воздуху 2.6

Показатели токсичности (класс опасности)

Класс опасности 3

ПДК, ПДС и другие

ПДКрз= 10 мг/м³