Главная >> Химия 10 класс. Профильный уровень. Кузнецова

Глава 15. Природные источники углеводородов и способы их переработки. Промышленный органический синтез

§ 58. Синтез метанола и этанола. Производство уксусной кислоты

Что такое обратимые реакции?
Какие вы знаете факторы, влияющие на равновесную систему?
Какие химические свойства и способы получения спиртов вам известны?
Каковы свойства и применение уксусной кислоты?

Метанол — сырье для многих производств основного органического синтеза. Большое количество его расходуется на получение формальдегида. Он служит промежуточным продуктом в синтезе сложных эфиров. В больших количествах метанол используется в качестве растворителя, для синтеза высокооктановой добавки к топливу, для очистки сточных вод и т. д.

Промышленный синтез метанола в нашей стране осуществлен в 1934 г. и с тех пор непрерывно совершенствуется. В настоящее время метанол производят из синтез-газа, получаемого конверсией природного газа, газификацией каменного угля, переработкой нефти и нефтепродуктов:

Данная реакция является обратимой, экзотермической, идет с уменьшением объема.

Задание. Рассмотрите оптимальные условия протекания этой реакции.

Проблема. Как изменить состояние системы и сдвинуть равновесие в сторону получения продукта?

Чтобы химическое равновесие сместилось в сторону синтеза метанола, необходимо повышать давление. Учитывая все эти факторы, ученые подобрали оптимальные условия синтеза метанола: температура — 250-300 °С; давление — 10 МПа; катализатор — оксиды цинка, хрома, меди.

В технологическом отношении синтез метанола схож с синтезом аммиака.

Производство метанола включает три обязательные стадии:

• очистку сырья (синтез-газа);
• синтез метанола;
• очистку и ректификацию метанола-сырца.

Задание. Вспомните технологическую схему производства аммиака (см. учебник химии для 9 класса). Рассмотрите схему промышленного получения метанола (рис. 90). Начертите в тетради таблицу, в которой запишите результаты сравнения реализуемых научных принципов химического производства (см. с. 325), используемых при получении метанола и аммиака.

Однако есть существенное отличие в этих производствах. При синтезе метанола протекает много побочных реакций. Чтобы этого не было, используют селективные катализаторы (от лат. selectio — «выбор», «отбор»).

Продолжение >>>