Stiren este una dintre cele mai valoroase monomeri. Acesta a fost izolat și identificat mai întâi în 1839 de E. Simon din styrax - copac rășină chihlimbar. De asemenea, el a fost dat numele modern al hidrocarburii. Gerard S. A.Kaur și în 1841 a primit o descompunere stiren de acid cinamic, determinat structura sa, și-a dat numele de „scorțișoară“. În 1845, E. Kopp a stabilit identitatea celor două substanțe. In 1867 G. A. Bertlo sintetizat stiren prin trecerea printr-un tub fierbinte un amestec de vapori de benzen și acetilenă. El a stabilit, de asemenea, prezența stirenului în fracțiunea xilen din gudron de huilă. Stiren conține, de asemenea, mai multe substanțe organice produse de degradare termică, gaze naturale produse de piroliză, fisurare și piroliza petrolului și a petrolului de șist. Producția industrială a stirenului în România a fost organizat în 1949, la fabrica de cauciuc sintetic Voronezh etilbenzenului prin alchilarea benzenului.
Creșterea continuă a cererii pentru producția de mase plastice din polistiren stiren, rășini sintetice, necesare pentru autostructure, industria electrotehnică, aeronave și industria construcțiilor navale, latexuri și butadien-stiren cauciuc, vopsele, adezivi, plastic, spuma de polistiren pentru industria de construcții, materiale plastice ABS sintetic, seria elastomeri termoplastici conduce la o creștere semnificativă a capacității pentru producția sa.
Stirenul este un monomer important pentru producerea de cauciucuri sintetice și materiale plastice. Dehidrogenarea compușilor alchilaromatici este de o mare importanță industrială pentru producerea stirenului și omologi. In acest dehidrogenare pas este completarea unui proces în două etape, care începe cu alchilarea benzenului cu olefină:
1. Prepararea etilbenzenului se realizează conform următoarei reacții:
CH6 + C2 H4 C6 H5 CH2 CH3
Sinteza etilbenzenului prin alchilarea benzenului cu etilenă este realizată folosind catalizatori pe bază de clorură de aluminiu, fluorura de bor, acid fosforic sau zeolit. Utilizarea unor concentrații scăzute de catalizator permite procesului în faza lichidă (catalizatorul suspendat sau dizolvat). Această metodă este folosită în România. Procedeul se realizează la 140-200 ° C și presiune 0,3-1,0 MPa. Condițiile procedeului optim selectivitate etilbenzenului de 99%. În desfășurarea procesului este foarte important să se evite un exces de etilenă în reactor, deoarece aceasta conduce la formarea de dietil- și polyethylbenzenes. Consumul de AlCl3 a fost de 0,25 g pe tonă de etilbenzen. Alchilarea benzenului cu olefine - o reacție tipică de substituție electrofilă.
Etapa dehidrogenarea etilbenzenului
CH5 CH2 CH3 C6 H5 CH = CH2 + H2
Procedeul se realizează în prezența unui catalizator. Am găsit cele mai mari catalizatori pe bază de utilizare oxid de fier. Temperatura de funcționare optimă a acestor catalizatori 600-630 ° C, randament stiren echilibru nu depășește 40-50%. Pentru o conversie mai completă a etilbenzenului la stiren este redus presiunea parțială a vaporilor de etilbenzen, diluarea cu vapori de apă (raport masic de abur etilbenzen 2.5-3: 1.).
Aproximativ 70% din stiren este utilizat în producția de polistiren și polistiren. Din stiren și diferiți copolimeri preparat: acrilonitril-butadien-stiren (ABS) - 9%, un stiren-acrilonitril (SAN) - 1%, un cauciuc stiren-butadienă - 5%. Utilizarea principală a copolimerilor bloc în producția de încălțăminte și adezivi.
Ele sunt, de asemenea, utilizate în amestecuri de asfalt cu cauciuc firimituri obținute din produse din funcțiune.
Un astfel de material cu proprietăți îmbunătățite și este folosit ca suprafață de drum, și ca material pentru acoperișuri. Etilenă-butilenă-stiren și copolimer etilenă-propilenă-stiren caracterizat printr-un domeniu larg de aplicare - din partea electronică și construcții la jucării, aparate de uz casnic, fabricarea mobilei. Toate aceste produse o lungă perioadă de timp poate rezista la temperaturi de până la 110 ° C, și au o rezistență la apă, solvenți, acizi, baze, agenți de curățare chimică îmbunătățită. copolimer ABS rezistent la impact pentru garnitura interioară de frigidere, frigidere.
Proprietățile fizice ale stirenului
Stiren (vinilbenzen, feniletilen) C6 H5 CH = CH2 - lichid incolor, cu miros caracteristic. Mai jos sunt unele dintre proprietățile fizice ale stiren:
Tabelul 1.1 Proprietăți fizice Stiren
Căldura de evaporare la 140 ° C, kJ / kg (cal / g)
Stirenul este miscibil cu majoritatea solvenților organici, cum ar fi alcooli inferiori, acetonă, eter, disulfura de carbon; polioli solubili este limitată. Solubilitate Stiren în apă de 0,032% (în greutate) la 25 ° C, apă în stiren 0,070%. Într-un amestec cu aerul în volum concentrațiile 1,1-6,1% formă amestecuri explozive. Stirenul este ușor polimerizat și copolimerizați cu majoritatea monomerilor prin mecanismele radicale și ionice. Stiren în aer este oxidat pentru a forma peroxizi, iniția polimerizarea stirenului, benzaldehida și formaldehidă.
determinat Cantitativ plus stiren vinil acetat de mercur, datorită titrarea mercurului în soluția de produs de adaos tiocianat de amoniu.
Metoda de bază pentru producerea de dehidrogenare-stiren catalitică a etilbenzenului, obținut prin catalitică (A1C13. BF) prin alchilarea în fază lichidă a benzenului cu etilenă în condiții blânde. Dehidrogenarea se efectuează într-un curent de abur la 500-630 ° C, pe catalizatori de oxid (fier-crom-magneziu sau zinc) în reactoarele de diferite tipuri - un pat fix adiabatică, izoterme tubulare sau în secțiune. stiren Randament 90% din teorie. Pentru purificarea stirenului din etilbenzen, benzen și toluen se utilizează distilarea patru trepte sub vid.
Sinteza mai puțin comun de stiren cu producerea simultană a oxidului de propilenă (oxidarea hidroperoxid etilbenzen în reacția cu propilenă în prezența naftenat de molibden, deshidratare rezultând metilfenilkarbinola). Japonia a dezvoltat un procedeu economic prin distilare extractivă a stirenului, produs în timpul pirolizei benzinei etilenă; supus fracțiune de distilare care conține până la 35% C.
stiren tehnic conține 99,6-99,8% produs de bază, precum și etilbenzen, izopropilbenzen, sulf, peroxizi, aldehide.
Stirenul este inert față de materialele de construcție cu excepția cuprului și a aliajelor sale, care sunt solubile în stiren și pata l. Când memorării acumulate dizolvat în polimer stiren și un peroxid. Calitativ, polimerul este determinat prin precipitare cu un exces mare de metanol anhidru (10 ml CH3OH 1-2 ml de stiren). Opacifierea soluției cu agitare viguroasă indică prezența polimerului. Stiren inhibă în mod normal tretbutilpirokatehinom. monomer Inhibitorii se îndepărtează prin distilare sub vid sau prin spălare cu alcalii diluate (monomer apoi uscate complet). Stiren transportat in rezervoare de otel. Stocat în recipiente din oțel sub o pătură de azot.
concentrație permisă de stiren în aer nu mai mare de 0,5 mg / m 3. Stiren Miros se simte la concentrații mai mici. Concentrațiile crescute de stiren cauza lacrimare, expunerea prelungită la efectul său de vapori negativ asupra funcției hepatice.
Metodele de preparare a stirenului
1) decarboxilarea termică a acidului cinamic se realizează la o temperatură de 120-130 ° C și presiune atmosferică. randament stiren este de aproximativ 40%
2) Deshidratarea feniletil alcool. Reacția poate fi implementată atât în gaze și în fază lichidă. deshidratarea în fază lichidă de feniletil alcool este efectuată în prezența acidului fosforic sau bisulfit de potasiu. Deshidratarea se desfășoară în faza de vapori pe catalizatori: oxizi de aluminiu, toriu sau tungsten. Atunci când se utilizează un randament de stiren alumină este de 90% din teoretic.
3) Sinteza acetofenonă. Stirenul poate fi obținut prin reacția acetofenonei cu etanol peste silicagel:
Randamentul a fost de aproximativ 30%.
4) Prepararea galogenetilbenzola stiren:
5) Producerea de stiren prin dehidrogenarea etilbenzenului.
6) O metodă de producere a etilbenzenului prin hidroperoxid etilbenzenului cu producerea simultană de oxid de propilenă (proces chalconsintaze):
7) Prepararea stiren-metatezei cu stilben etilenă obținut prin oxidarea toluen:
8) Prepararea catalizatorului stiren-butadienă cyclodimerization:
Toate metodele de producere stiren (cu excepția deshidratare) în mai multe etape, folosind o presiune crescută și temperaturi ridicate, ceea ce conduce la producție complexe și costisitoare. Pentru unele dintre metodele utilizate nu sunt foarte disponibile materii prime. ieșiri mici.