9-2-2019

Температура кипения глицерина с водой

ГЛИЦЕРИН (от греческого glykeros-сладкий) (1,2,3-пропантриол) СН2ОНСНОНСН2ОН, молекулярная масса 92,09; бесцв. вязкая жидкость сладкого вкуса без запаха; температура плавления 17,9°С, температура кипения 290°С (со слабым разложением); d4 24 1,260, пD 20 1,4740; 1450 мПа*с (20 °С), 280 мПа. с (40 °С); 63 мН/м (20 °С); 18,49 Дж/моль, 76,13 Дж/моль (195°С), — 659,76 Дж/моль; S o 298 204,89 Дж/(моль*К). Смешивается в любых соотношениях с водой, этанолом, метанолом, ацетоном, не растворим в хлороформе и эфире, растворим в их смесях с этанолом. Поглощает влагу из воздуха (до 40% по массе). При смешении ГЛИЦЕРИН с водой выделяется тепло и происходит контракция (уменьшение объема); глицерино-водные растворы замерзают при низких температурах, например смесь, содержащая 66,7% ГЛИЦЕРИН,-при -46,5°С Г. образует азеотропные смеси с нафталином, рядом его производных и нек-рыми др. соединениями.

Благодаря наличию в молекуле трех ОН-групп ГЛИЦЕРИН дает три ряда производных, причем моно- и дипроизводные могут существовать в виде двух структурных изомеров, а производные ГЛИЦЕРИН типа СН2ХСНОНСН2ОН или СН2ХСНХСН2ОН — в виде оптический изомеров. ГЛИЦЕРИН образует три ряда металлич. производных — глицератов, причем они получаются даже при взаимодействии ГЛИЦЕРИН с оксидами тяжелых металлов, например СиО. Это свидетельствует о том, что кислотные свойства у ГЛИЦЕРИН выражены значительно сильнее, чем у одноатомных спиртов. При взаимодействие ГЛИЦЕРИН с галогеноводородными кислотами или галогенидами Р образуются моно-или дигалогенгидрины, с I2 и Р-1,2,3-трииодпропан (нестойкое соединение, распадающееся на иод и аллилиодид), с неорганическое и карбоновыми кислотами — полные и неполные сложные эфиры, при дегидратации — акролеин. Как и все спирты, ГЛИЦЕРИН окисляется; в зависимости от природы окислителя и условий можно получить глицериновый альдегид СН2(ОН)СН(ОН)СНО, глицериновую кислоту СН2(ОН)СН(ОН)СООН, тартроновую кислоту (НООС)2СНОН, дигидроксиацетон НОСН2СОСН2ОН, мезоксалевую кислоту (НООС)2СО; под действием КМnО4 или К2Сr2О7 Г. окисляется до СО2 и Н2О. ГЛИЦЕРИН содержится в природные жирах и маслах в виде смешанных триглицеридов карбоновых кислот. В промышлености его получают омылением пищевая жиров, расщепляющихся на ГЛИЦЕРИН и жирные кислоты в присутствии различные катализаторов (кислот, щелочей, ферментов). Все большее значение приобретают синтетич. методы, один из которых (хлоргидринный) получил пром. применение. Он включает 4 стадии: высокотемпературное хлорирование пропилена до аллилхлорида; взаимодействие последнего с хлорноватистой кислотой НОCl с получением водных растворов дихлоргидринов глицерина; дегидрохлорирование дихлоргидринов до эпихлоргидрина; щелочной гидролиз последнего до ГЛИЦЕРИН Метод характеризуется большим количеством загрязненных сточных вод (до 60 м 3 на 1 т ГЛИЦЕРИН) и непроизводительным расходом хлора. На производство 1 т ГЛИЦЕРИН идет до 0,8-1 т пропилена и до 2,8 т Сl2.

Известны бесхлорные методы синтеза, также основанные на использовании в качестве исходного сырья пропилена. Наиб. перспективно эпоксидирование пропилена гидропероксидами или надкислотами и изомеризация полученного пропиленоксида в аллиловый спирт с дальнейшим превращаются его в ГЛИЦЕРИН

Хранят ГЛИЦЕРИН в герметичных емкостях из алюминия или нержавеющей стали под азотной подушкой. Транспортируют в алюминиевых или стальных железнодорожных цистернах и бочках. ГЛИЦЕРИН используют для производства нитроглицерина, глифталевых смол (см. Алкидные смолы), как мягчитель для тканей, кожи, бумаги, компонент эмульгаторов, антифризов, смазок, кремов для обуви, мыл и клеев, парфюм. и косметич. препаратов, мед. мазей, ликеров, кондитерских изделий. Произ-во ГЛИЦЕРИН в 1979 в США

158,9 тыс. т, в Японии

Для ГЛИЦЕРИН температура вспышки 198°С (в закрытом приборе), 193°С (в открытом), температура самовоспламенения 362 °С; температурные пределы воспламенения 182-217°С, КПВ 2,6-11,3%; выше 90°С частично разлагается с образованием легковоспламеняющихся ядовитых в-в, понижающих температуру вспышки до 112°С.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей

Глицерин (пропантриол- 1, 2, 3; 1, 2, 3- триоксипропан) СН 2 ОНСНОНСН 2 ОН — это трёхатомный спирт; сиропообразная бесцветная вязкая жидкость сладкого вкуса, без запаха. Глицерин может оставаться жидким при очень низких температурах, но дистиллированный глицерин высокой чистоты при очень медленном охлаждении может быть получен в виде кристаллов орторомбической формы, температурой плавления 17, 9 ° ; при переохлаждении до минус 70-100 ° можно получить стекловидный глицерин.

Чтать также:  Мокрота с ржавыми прожилками

Чистый глицерин кипит при 290 ° С; при малейшем загрязнении перегоняется с разложением; без разложения перегоняется в вакууме и с перегретым паром. Температура кипения водных растворов глицерина уменьшается с понижением концентрации глицерина (при содержании 5% воды температура кипения составляет 160-161 ° ), плотность его равна 1, 26362 г/см 3 .

Глицерин смешивается во всех отношениях с водой, этиловым или метиловым спиртом, анилином, ацетоном, растворяется в смеси CHCl 3 и C 2 H 5 OH ( 1 : 1 ), в абсолютных C 2 H 5 OH и (C 2 H 5 ) 2 O ( 2 : 1 ) и других; нерастворим в жирах, бензине, С 6 Н 6 , CS 2 и других. При смешивании с водой происходит уменьшение объёма (контракция), достигающее наибольшего значения для смеси, содержащей 57 % глицерина; одновременно повышается температура.

Глицерин гигроскопичен, он поглощает до 40% воды (по весу), растворяет многие органические и неорганические вещества: соли, едкие щёлочи, сахара, ароматические спирты и другие.

Глицерино-водные растворы замерзают при низких температурах, например, смесь, содержащая 66, 7% глицерина, замерзает при – 46, 5 ° ; температура вспышки в открытой чашке 174 ° С, температура воспламенения 187 ° С, самовозгорания — 393 ° . Теплота образования 157, 9 ккал/моль ( 18 ° С, 760 мм.); теплота испарения 21, 1 ккал/моль ( 55 ° С), теплота сгорания 396, 8 ккал/моль ( v = const) , 397 , 1 ккал/моль (p = const) ; теплоёмкость 0 , 5431 кал/моль ( 2 , 4 ° С), 0, 5795 (26, 4 ° С); теплопроводность (кал/см . сек . град): 0, 00068 ( до 100 ° С), 0, 00077 (160 ° ); вязкость (пуаз): 1340 (-20 ° ), 42, 2 (2, 8 ° ), 8, 3 (20, 3 ° ).

Свойства глицерина определяются наличием в нём трёх гидроксильных групп: двух первичных и одной вторичной. Первичные ОН-группы более реакционноспособны; образуют моно-, ди– и трипроизводные.

Глицерин даёт три ряда металлических производных — глицератов, например, CH 2 OHCHOHCH 2 ONa ; эти производные могут получаться также при действии на глицерин окислов тяжёлых металлов, например, CuO . С галогеноводородными кислотами или галогенными соединениями фосфора образуются галогенгидрины (хлоргидрины, бромгидрины и другие), например, CH 2 OHCHOHCH 2 Cl или CH 2 ClCHOHCH 2 Cl ; последний служит для получения эпихлоргидрина.

При окислении глицерина в зависимости от характера окислителя и условий окисления получаются различные соединения: глицериновый альдегид СН 2 ОНСНОНСНО, диоксиацетон СН 2 ОНСОСН 2 ОН, глицериновая кислота СН 2 ОНСНОН СООН, тартроновая кислота (СООН) 2 СНОН, мезоксалевая кислота (СООН) 2 СО; в кислом растворе KMnO 4 или K 2 Cr 2 O 7 окисляют глицерин до СО 2 и воды.

При действии на глицерин водоотнимающих средств или при нагревании его в присутствии щёлочи или сильных кислот образуются полиглицерины (ди-, три– и т.д.); при действии органических кислот, их ангидридов, хлорангидридов получаются сложные эфиры (глицериды) — моно-, ди– и триглицериды, например, 3RCOOH + C 3 H 5 (OH) 3 → C 3 H 5 (OCOR) 3 + 3H 2 O ; при действии на глицерин минеральных кислот образуются сложные эфиры, например, с азотной кислотой в присутствии серной — тринитрат глицерина CH 2 ONO 2 — CHONO 2 — CH 2 ONO ; с водоотнимающими средствами, например, KHSO 4 , даёт акролеин СН 2 = СНСНО; при конденсации глицерина с альдегидами или кетонами — ацетали или кетали (например, глицеринацетальдегид, глицеринацетон и другие).

Глицерин впервые был получен в 1779 году Шееле при омылении жиров в присутствии окислов свинца . Основную массу глицерина получают омылением жиров. Большинство синтетических методов получения глицерина основано на использовании пропилена в качестве исходного продукта. Хлорированием С 3 Н 6 при 450-500 ° получают аллилхлорид CH 2 = CHCH 2 Cl, при присоединении к последнему хлорноватистой кислоты HClO образуются хлоргидрины, например, CH 2 OHCHOHCH 2 Cl , которые при омылении NaOH превращаются в глицерин.

Чтать также:  Как избавиться от пьянства сына

На превращениях аллилхлорида в глицерин через дихлоргидрин или аллиловый спирт основаны другие методы.

Известен также метод получения глицерина окислением пропилена в акролеин; при пропускании смеси паров акролеина и изопропилового спирта через смешанный ZnO — MgO- катализатор образуется аллиловый спирт. Он при 60 — 70 ° в водном растворе Н 2 О 2 превращается в глицерин.

Глицерин можно получить также из продуктов гидролиза крахмала, древесной муки и т.п. и гидрированием образовавшихся моносахаридов или гликолевым брожением сахаров (гексоз). Процесс может происходить в среде сульфита или щёлочи (рН 7 , 0 или выше).

Промышленностью выпускаются следующие виды глицерина: сырой 1- го, 2- го и 3- го сортов и дистиллированный (динамитный, высшего сорта, 1- го и 2- го сортов).

Применяют глицерин главным образом в производстве взрывчатых веществ, синтетических смол, как мягчитель в текстильной и кожевенной промышленности, в бумажной и пищевой промышленности, как компонент в парфюмерных, фармацевтических и косметических препаратах. Глицерин, применяемый в медицине бывает для наружного применения и для внутреннего. Внутрь дают в качестве успокоительного.

Капля глицерина на бумаге.

Растворимость некоторых неорганических веществ в глицерине

(абсолютном), в граммах на 100 гр. глицерина при указанной температуре.

Поиск, обзор и навигация

Магазин работ

ПиАХТ

Чертежи

Глицерин

Производство глицерина

В настоящее время разработано множество методов синтеза глицерина. Заслуживающим внимания до последнего времени являлся синтез, основанный на применении пропилена, который получают из продуктов крекинга нефти. В процессе производства получается много неиспользуемых отходов и побочных продуктов, а так?е бол?шое количество сточных вод, содержащих органические производные хлора.

С 1959 года начали выпускать глицерин, в производстве которого исключено применение хлора. При данном методе не образуется неиспользуемых отходов производства. Однако ведение процесса затруднено сильной токсичностью акролеина.

В последнее время в промышленности все большее применение стали находить способы производства синтетического глицерина, основанные на использовании в качестве сырья окиси пропилена.

В Советском Союзе освоили двухпериодный процесс получения глицерина из окиси пропилена и перекиси водорода. Технология отличается простотой, отсутствием необходимости применять высокие давления и температуры, отсутствием сточных вод и неиспользуемых отходов.

По мере развития техники и расширения сферы применения жирных кислот и глицерина в различных отраслях промышленности менялись и методы получения их из жиров.

Большое распространение в свое время получил метод расщепления жиров в автоклавах под давлением 0,6 – 0,8 Мн/м2 (6 – 8 атм), в присутствии 0,1 – 0,25% окиси цинка, 2 – 3% окиси кальция или 0,5 – 1% окиси магния. Процесс расщепления жиров длится около 10 –12 ч.

Для выделения глицерина из жира применялся некоторое время метод Кребица. По этому методу жиры обрабатываются известковым молоком, омыляющим жиры с образованием кальциевых мыл и глицерина. Этот метод, хотя и дает возможность получать светлые жирные кислоты с малым содержанием органических примесей, но из-за громоздкости аппаратуры и трудоемкости процесса в настоящее время не применяется.

Простота аппаратурного оформления и относительно несложные схемы технологического процесса обусловили широкое распространение реактивного метода расщепления жиров, где идёт нагрев при температуре около 100 С с водой в присутствии небол?шого количества серной кислоты и особых ускорителей процесса – реактивов.

Основным методом расщепления жиров в настоящее время является гидролиз при температуре 210-250?С, известный как метод безреактивного расщепления жиров. На некоторых предприятиях еще сохранился контактный метод расщепления жиров. БРЖ осуществляется периодическим способом в автоклавах либо непрерывным способом колонных аппаратах, а также в батарее последовательно работающих автоклавов.

После химической обработки и последующего фильтрования получают, в зависимости от метода гидролиза жиров, глицерино­вые растворы с различным содержанием глицерина.

Глицериновые воды, полученные при гидролизе жиров с кон­тактом Г. С. Петрова, содержат 20—25% глицерина; глицерино­вые воды, полученные безреактивным методом расщепления жи­ров, содержат 14 -16% глицерина; подмыльный щелок содержит 5—10% глицерина. Кроме глицерина, растворы содержат также некоторое количество солей и загрязнения.

Чтать также:  4 Стадия рака сердца

Для получения технического (сырого) глицерина необходимо повысить содержание глицерина, удалив из раствора воду, что достигается упариванием глицериновых растворов.

Упаривание растворов может производиться, как и открытых коробках, так и в специальных выпарных аппаратах.

Метод выпаривания глицериновых растворов в открытых ко­робках при атмосферном давлении в настоящее время применяет­ся редко и только для предварительного упаривания глицерино­вых растворов. Этот метод имеет ряд существенных недостатков: необходим исключительно свежий пар, так как температура ки­пения глицериновых растворов находится выше 100°С и повышает­ся ко мере возрастания концентрации глицерина; невозможно ис­пользовать вторичный пар (пар, образующийся при выпарива­нии), наконец, этот метод выпарки ведет к большим потерям глицерина, так как вместе с парами воды улетучивается также и глицерин, причем потери возрастают с увеличением концентрации глицерина.

Практикой было установлено, что при выпарке глицериновых растворов в открытых коробках происходят значительные потери глицерина.

Во время выпаривания глицериновых растворов при атмосферном давлении глицерин пригорает, что влечет за Собой разложение и потемнение его.[2]

Концентрирование глицериновых растворов

Вследствие перечисленных выше недостатков, связанных с выпариванием глицериновых растворов в открытых коробках при атмосферном давлении, в настоящее время выпаривание глицериновых растворов ведут в закрытых аппаратах при уменьшенном давлении в вакуум-выпарных аппаратах.

Выпаривание в закрытых аппаратах под уменьшенным давлением имеет ряд преимуществ. Так как с уменьшением давления температура кипения понижается, это позволяет использовать для процесса выпаривания либо пар низкого давления, либо отработанный пар. Низкая температура кипения раствора и хорошая циркуляция жидкости исключают возможность перегрева и разложении глицерина. Кроме того, имеется возможность использовать вторичный пар, получающийся при выпаривании глицериновых растворов. Но не следует полагать, что выпаривание под уменьшенным давлением дает экономию в расходе тепла на единицу продукции. Наоборот, при выпаривании под вакуумом на единицу продукции расходуется несколько больше тепла, чем при выпаривании под атмосферным давлением. Это объясняется тем, что скрытая теплота парообразования повышается с понижением температуры парообразования.

Экономия в расходе тепла на выпаривание глицериновых растворов может быть достигнута при использовании тепла вторичного пара для нагрева жидкости в других аппаратах. Это достигается при выпаривании в многокорпусных аппаратах.

Согласно данным, приведенным Л. Г. Касаткиным, при работе в однокорпусном аппарате на 1 кг испаренной воды расходуется 1,1 кг греющего пара, в двухкорпусном 0,57 кг, в трехкорпусном 0,4 кг в четырехкорпусном 0,3 кг и в пятикорпусном 0,27 кг.

При выпаривании в многокорпусном аппарате хотя и достигается экономия в расходе тепла, но производительность аппарата, считая на 1 м2 поверхности нагрева, меньше производительности однокорпусной установки.[2]

1.3.2 Создание и поддержание вакуума при выпаривании

Вакуум в выпарных аппаратах создается при помощи вакуум- насосов и в процессе выпаривания поддерживается теми же насосами, пароструйными эжекторами и конденсаторами.

Для создания вакуума обычно применяются поршневые насосы с золотниковым распределением. С помощью одноступенчатого вакуум-насоса можно достичь разрежения до 60 мм остаточного давления. Для получения более высокого разрежения пользуются двухступенчатыми насосами.

Коэффициент полезного действия пароструйного эжектора низок и не превышает 5,75%. Несмотря на это, пароструйный эжектор имеет ряд преимуществ перед поршневыми вакуум-насосами: отсутствие движущихся частей, простота и компактность конструкции.

Особым преимуществом пароструйных эжекторов является возможность создания с их помощью глубокого вакуума — до 0,3 мм рт. ст. Но такой глубокий вакуум может быть получен только с помощью многоступенчатого пароструйного эжектора. С помощью одноступенчатого пароструйного эжектора может быть достигнуто остаточное давление 30-40 мм рт. ст., причем предварительно вакуум создается поршневым насосом.[2]

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.