II. Прямая гидратация этилена.

Присоединение воды к этилену в одну стадию является гетерогенным каталитическим экзотермическим процессом

С₂Н₄ + Н₂О С₂Н₅ОН + 46кДж

Равновесие сдвигается вправо при повышении давления и понижении температуры.

В результате обширных исследований определили следующие основные параметры процесса: t = 280–290°C; P = 70-80 атм.; Молярное соотношение Н₂О/С₂Н₄ – (0,6-0,2):1; Объёмная доля С₂Н₄ в исходном газе – 80-85. Наилучший катализатор процесса – фосфорная кислота на носителе. Широкопористые носители (силикагель и алюмосиликаты) облегчают диффузионные процессы. Катализ осуществляется свободной кислотой, находящейся на поверхности катализатора в жидком состоянии. Концентрация кислоты – один из важнейших показателей активности катализатора – зависит от содержания в смеси воды. Если массовая доля кислоты меньше 83%, то скорость реакции резко падает. Поэтому нельзя поддерживать большие молярные соотношения воды к этилену, как это вытекает из термодинамики процесса.

Перечисленные условия позволяют получить за один проход реакционной смеси 15% раствор спирта при степени конверсии 4-5%. Благодаря циркуляции непрореагировавших продуктов выход этанола достигает 95%.

Реакцию гидратации проводят в аппарате непрерывного действия, который называют гидратором. Он представляет собой стальную колонку, изнутри отфутированную медью и заполненную на 80% катализатором. Ввиду малой степени превращения и небольшого теплового эффекта реакции катализатор не нуждается в охлаждении и работает как адиабатический реактор.

По этому способу получают спирт, на 20% дешевле, чем при сернокислотной гидратации. Недостатки процесса – частая замена катализатора и использование более концентрированного этилена.