乙烯的工业制法 发酵法

黄菊花2023-05-04  49

乙烯的工业制法:主要从石油炼制厂和石油化工厂所生产的气体里分离出来

发酵法:先用淀粉等糖类发酵生成乙醇

再用乙醇加浓硫酸脱水制乙烯

通常用酵母菌在缺氧的条件下,将糖类物质分解成二氧化碳和酒精C6H12O6→2C2H5OH+2CO2↑

高于170度 副反应为 C +2H2SO4==CO2+2SO2 +2H2O (气体)

在140度副反应为生成乙醚 2C2H5OH--------C2H5OC2H5 +H2O 取代反应

迅速升温

一、反应原理:

乙醇在浓硫酸170摄氏度的条件下,产生乙烯和水;

二、材料:

药品:乙醇、浓硫酸;装置:圆底烧瓶、温度计、铁架台、水槽、集气瓶、双孔橡皮塞、酒精灯、导管;三、步骤:

检验气密性。在烧瓶里注入乙醇和浓硫酸的混合液约20毫升,并在烧瓶中放入几片碎瓷片;加热,使温度迅速升到170摄氏度,乙醇便脱水生成乙烯;用排水集气法收集乙烯;再将气体分别通入溴水及酸性高锰酸钾溶液,观察现象;先撤导管,后熄灯;四、注意事项:

反应液中乙醇与浓硫酸的体积比为1比3。使用过量的浓硫酸可提高乙醇的利用率,增加乙烯的产量;在圆底烧瓶中加少量碎瓷片、沸石或其他惰性固体,目的是防止反应混合物在受热时暴沸;温度计水银球应插在液面下,以准确测定反应液温度。加热时要使温度迅速提高到170摄氏度,以减少乙醚生成的机会;在制取乙烯的反应中,浓硫酸为催化剂、吸水剂、氧化剂,在反应过程中易将乙醇氧化,最后生成二氧化碳、一氧化碳、碳等,而硫酸本身被还原成二氧化硫。二氧化硫能使溴水或高锰酸钾溶液褪色。因此,在做乙烯的性质实验前,应将气体先通过碱石灰将二氧化硫除去,也可以将气体通过10%氢氧化钠溶液以洗涤除去二氧化硫,得到较纯净的乙烯;空气中若含3、4%至34%的乙烯,遇明火极易爆炸,爆炸程度比甲烷猛烈,因此,点燃乙烯时需要谨慎。

1.药品:乙醇和浓硫酸(体积比:1∶3)

2.装置:根据反应特点属于液、液加热制备气体,所以选用反应容器圆底烧瓶。需要控制反应物温度在反应物170℃左右,所以需要用温度计且温度计水银球浸入液面以下,但又不能与烧瓶底部接触。由于有气体生成,所以需要在烧瓶中加入沸石(碎瓷片)防止暴沸。 

3.反应原理:

浓H2SO4作用:既是催化剂又是脱水剂,在有机物制取时,经常要使用较大体积比的浓硫酸,通常都是起以上两点作用。

4.收集:乙烯难溶于水,且由于乙烯的相对分子质量为28,仅比空气的相对平均分子质量29略小,故不用排空气取气法而采用排水取气法收集。

5.气体净化:由于在反应过程中有一定的浓硫酸在加热条件下与有机物发生氧化-还原反应使生成的气体中混有SO2、CO2,将导致收集到的气体带有强烈的刺激性气味,因此收集前应用NaOH溶液吸收SO2、CO2。

6.注意事项:要严格控制温度,应设法使温度迅速上升到170℃。因为温度过低,在140℃时分子间脱水而生成过多的副产物乙醚(CH3-CH2-O-CH2-CH3)。温度过高,浓H2SO4使乙醇炭化,并与生成的炭发生氧化-还原反应生成CO2、SO2等气体。

工业制乙烯:

由石油分离生产:乙烯是由石油化工裂解而成。在这个过程中,气态或轻液态烃是加热到750-950 ℃ ,诱使许多自由基反应,然后立即淬火冻结的反应。这个过程中,把大型碳氢化合物转换到较小型的碳氢化合物,并反应出不饱和烃。

由煤合成方法:煤合成烯烃(MTO):煤基制烯烃技术,它是C1化工新工艺, 是指以煤气化的合成气合成的甲醇为原料,借助类似催化裂化装置的流化床反应形式,生产低碳烯烃的化工技术。

实验室制取乙烯:

CH3-CH2-OH->CH2=CH2↑+H2O(浓硫酸,170摄氏度)

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