I.Сернокислотная гидратация этилена.

Данный метод открыт А.М. Бутлеровым, но освоен промышленностью только к середине ХХ века. Взаимодействие между этиленом и серной кислотой состоит из двух стадий:

1. Физическое растворение этанола в растворе серной кислоты;
2. Гомогенное взаимодействие обеих компонентов с образованием аминосульфатов

С₂Н₄ + Н₂SO₄ C₂H₅OSO₂OH

этилсульфат

C₂H₅OSO₂OH + C₂H₄ (C₂H₅O)₂SO₂

диэтилсульфат

затем проводят гидролиз полученных эфиров

C₂H₅OSO₂OH + H₂O C₂H₅OH + H₂SO₄

(C₂H₅O)₂SO₂ + 2H₂O 2C₂H₅OH + H₂SO₄

Кроме этих основных реакций идёт образование диэтилового эфира

(С₂H₅O)₂SO₂+H₂O=C₂H₅OC₂H₅+H₂SO₄

Для уменьшения выхода диэтилового эфира гидролиз ведут по возможности быстрее, сразу же отгоняя образующийся спирт.

Схема производства следующая:

1 – абсорбер; 2 – теплообменник; 3 – гидролизер; 4 – отпарная колонка; 5 – нейтролизационная башня.

В абсорбере происходит поглощение из этан-этиленовой смеси этилена и образование эфиров с серной кислотой. Скорость абсорбции зависит от концентрации H₂SO₄, температуры и давления. Практически используют 97 – 98% H₂SO₄.Температура абсорбции 70 – 80°С. При повышении температуры скорость абсорбции увеличивается, но при этом усиливается полимеризация этилена и растет выход диэтилового эфира. На практике поддерживается давление 15 атм., а содержание этилена в этан-этиленовой фракции 50–60%. Длительность реакции ~3,0 часа. Над каждой тарелкой абсорбера находится холодильник для отвода теплоты абсорбции.

В этиленовой фракции не должно собираться ацетилена и пропилена. Ацетилен способствует образованию взрывчатых ацетиленидов меди при соприкосновении с медной футеровкой аппаратуры, а пропилен ухудшает качество этанола вследствие образования пропанола. Далее раствор проходит теплообменник и направляется в гидролизер с керамической насадкой, где его разбавляют водой до 50% по H₂SO₄. Температуру поддерживают 100–110^оС, время гидролиза 30 мин. После гидролиза смесь направляют на промывку, а затем нейтрализацию оставшейся серной кислоты гидроксидом натрия. Конденсирующиеся поры спирта ректифицируют и получают 96% этанол. Раствор серной кислоты очищают от твердых примесей и после концентрирования и добавки олеума снова подают в абсорбер.

Основные недостатки процесса – необходимость использования кислотостойкой аппаратуры и большие энергозатраты на концентрирование серной кислоты.