1. Producerea de monomeri de bază pentru cauciuc sintetic
2. Producerea de butadienă din alcool etilic de Lebedev
3. Principalii parametri de producție
Tema eseul „Producerea butadienă din alcool etilic de Lebedev.“
In ultimii ani, în special în dezvoltare rapidă producerea de diverse materiale polimerice sintetice. Materiale plastice, textile, cauciuc, vopsele, filme sunt utilizate pe scară largă în toate industriile și în casă. Dezvoltarea în continuare a economiei naționale a țării noastre prevede o creștere și mai mare în conexiunile de producție vysokopolimerpyh.
În legătură cu extinderea producției de compuși cu masă moleculară mare, există un interes în producerea de monomeri care servesc materie primă directă pentru polimeri. Selectarea corectă a monomerilor de materie primă și tehnologia de producție rațională determină în mare măsură posibilitatea obținerii unor compuși de mare polimerice rentabile.
1. Producerea de monomeri de bază pentru cauciuc sintetic
cauciucuri sintetice sunt un grup mare de compoziție chimică diversă de compuși cu masa moleculară înaltă, dintre care cea mai importantă caracteristică comună este elasticitatea mare. Pentru fabricarea cauciucului produselor din cauciuc este plastifiat prin amestecarea în mixere. Astfel, elasticitatea cauciucului scade, ductilitatea este crescut în mod semnificativ. În procesul de întărire a masei tratate scade ductilitate, elasticitate recuperată în mare măsură. După întărire a produselor din cauciuc dobândi o elasticitate foarte mare și rezistență. Aceste proprietăți combinate cu rezistență chimică ridicată și a explicat produse din cauciuc utilizate pe scară largă în economia națională.
Deoarece cauciucul sintetic este o mare ramură industria de sinteză organică, alegerea materiilor prime și a metodei de obținere a monomerii inițiali acum capătă o importanță capitală. In viitor principalele materii prime sursă yavyatsya de gaze de cracare a produselor petroliere și a gazelor naturale. Cele mai importante monomeri pentru producția de cauciuc sintetic, butadienă, izopren și cloropren, folosit în acest moment, în mod evident, nu va pierde valoarea în viitor. Stiren și - metilstirenul sunt de obicei folosite ca în prepararea copolimerilor cauciuc.
Fabricarea de monomer miez-divinil, metoda dezvoltată de către S. V. Lebedev, bazată pe primul alcool etilic comestibil. Apoi, nevoia de alcool satisfăcut parțial de alcool hidrolitice. Dezvoltarea în continuare a industriei sintezei organice a permis utilizarea pentru sinteza gazelor de rafinărie divinii, în special etanolul din etilenă preparat așa cum se arată în diagrama, și apoi butadienă. În ciuda îmbunătățirilor tehnologice și de fabricare a echipamentelor de butadienă, utilizarea subproduselor, introducerea încărcăturii inițiale de aldehidă acetică, consumul de alcool etilic este semnificativă, deoarece valoarea sa, în comparație cu alte tipuri de ulei sau de materii prime de gaz este mare. Prin urmare, această metodă de producție divipila înlocuite cu alte, mai rentabile.
De o mare importanță sunt procese pentru prepararea butan divinii și butilenă, care se obțin într-o cantitate suficientă în timpul procesului de cracare și utilizate în prezent ca un carburant. Metode de izolare butan și butenele tehnologic bine dezvoltate. Esența obținerii butadienei din butan este în dehidrogenarea catalitică a acestuia din urmă. procesul de dehidrogenare Butan poate fi efectuată într-una sau două etape după cum se arată în diagrama.
Mai promițătoare este procesul-un singur pas. găsit catalizatori satisfăcătoare pentru procesul de dehidrogenare. Contactul este realizat folosind o minge sau catalizator în suspensie.
Posibilitatea sintezei butadienei pe baza acetilenă, în cazul în care acesta din urmă este derivat din gaze naturale sau petrol. sinteze similare fezabile în țările care nu au petrol, dar au rezerve de cărbune sau de energie ieftină pentru generarea de carbură de acetilenă. După cum se vede din schema descrisă, acetilenei divinii poate fi preparat prin acetaldehida și butilen aldolică. Această metodă, cunoscută ca metoda Kucherova-Ostromyslenskogo se realizează într-un proces în mai multe etape complicate.
Prin condensarea acetilenei cu formaldehidă prin metoda Reppe poate obține butynediol, care se obține prin hidrogenarea și apoi divinilglicol. Acest proces este, de asemenea, un multipas și mai economic în comparație cu alte metode.
Sinteza acetilenă divinii, vinilacetilena posibile prin care, în prezent obținut relativ ușor. Procesul de hidrogenare a acestuia din urmă este mai dificilă. De aceea, vinilacetilenă dizolvat-gidrohloriru, prin care un cloropren. Cloropren este un monomer pentru prepararea cauciucului cloropren, având un număr de proprietăți valoroase.
Deoarece cauciucul natural este un polimer al izoprenului, CH2 = C (CH?) - CH = CH2. încercările au fost făcute pentru a produce cauciuc izoprenic sintetic. Posibile metode în schema sunt prezentate cele mai potrivite. Una dintre ele este de a obține de cauciuc de acetilenă și acetonă prin metoda dezvoltată Favorsky. Procesul de dezvoltare a izoprenului trece mai multe etape. Punerea în aplicare dimetilatsetilenilkarbinola etape de sinteză și hidrogenarea ulterioară continuă dificilă. Prin urmare, cu toate că această metodă a fost îmbunătățită în continuare prin câteva, dar este dificil și costisitor.
O altă sursă de materie primă pentru obținerea de izopren, izobutilenei este izolat din gazele de rafinărie, sau produse prin dehidrogenarea izobutan. De asemenea, este posibil să-l folosească de izomerizare butan, și dehidrogenare la izobutilenă.
Condensarea izobutilenei cu formaldehidă conferă dimethyldioxane - 1.3, care este apoi descompus la catalitica izoprenul. Aceasta eliberează jumătate scurs când condensarea formaldehidei. Dezvoltarea producției de cauciuc izopren, folosind această metodă este dependentă de un isobutylenes resurse relativ limitate. Prin urmare, o metodă mai promițătoare de producere a izoprenului din peptana normale care este izomerizat izopentan. Izopentan poate fi recuperat din produsele de cracare catalitică; distilate petroliere ușoare obținute la cursă directă; de gazobenzinov extras din gazele ulei liber. După cum se poate observa, resursele izopentan destul de aproape de mare. În diagrama, specificați calea pentan izopren.
Izopren de izopentan poate fi obținut într-o singură etapă. Poate dvuhstadiinoe și dehidrogenarea izopentan, în care prima etapă se obține izoamilene, care este apoi deshidratat la izoprenul. Prin urmare, poate fi utilizat pentru producerea de iizoamileny izopren prezente în prelucrarea termică a produselor petroliere.
O altă creștere a producției de cauciuc sintetic, este posibilă numai cu ajutorul cea mai ieftină rafinărie de gaz materie primă sau a gazelor naturale care servește ca materie primă pentru producerea de acetilenă.
Schema № 1. Metode de sinteză Schemele butadienă, izopren și cloropren.
2.Proizvodstvo butadienă din alcool etilic de Lebedev
Divinii (1,3-butadienă) CH2 = CH - CH = CH2 - miros dulceag gaz incolor, temperatură kipeniya- de 4,41 °, temperatura de plavleniya- 108,9 °. Greutatea specifică a gazului în aerul 1,877. Pentru butadienă, hidrocarbura având legături duble conjugate, în special capacitatea de a forma caracteristică polimerizabilă hidrocarburi cu greutate moleculară ridicată, cu proprietăți asemănătoare cauciucului. Din cantitatea totală de monomer cheltuite în prezent pentru sinteza cauciucului natural, reprezintă butadienă aproximativ 85%. Divinil formarea etanolului printr-un proces de S. V. Lebedev continuă în prezența unui catalizator având funcții de dehidrogenare amestecat, deshidratare și condensare și corespunde ecuației generale:
Conform acestui sistem de producție butadienă constă în următoarele etape:
1) Prepararea de încărcare și contactare,
alcool etilic proaspăt și returnabilă sunt amestecate într-un anumit raport în rezervor pentru alcool 13.Iz obținut-amestec, care conține o anumită cantitate de acetaldehidă alimentată de o pompă centrifugă în rezervorul de presiune 1, din care, prin gravitație, prin schimbătorul de căldură 2 și 3stekaet spirtoulovitel refierbătorului 12.Obrazovavshiesya în aceasta perechi alcool, separat de lichidul alimentat în supraîncălzitorul 4 și încălzit în acesta la o temperatură de aproximativ 100 ° C În plus supraincalzirea vaporilor la temperatura în contact poate fi în supraîncălzitor centrale supraîncălzitor verticale perechi 14i 15.Peregretye vin în duze încălzite de contact ale cuptorului retortă, care arde efluenți păcură sau gaze din scruber. Gazele de ardere rezultate din arderea combustibilului după retorte de încălzire sunt utilizate pentru încălzirea vaporilor de a merge la contactarea într-o verticală și centrale supraîncălzitoare 15, 14.
Cuptorul de contact retortă umplut catalizator Lebedev continua formarea principalelor reacții divinii. Procesul complex de transformare a alcoolului etilic divinii poate fi exprimat prin ecuațiile:
1) CH, OH-CH2 - CH-CHO + 2H
Gazele de reacție la ieșirea din cuptor testat praful de contact colector 17, în care catalizatorul de gaz antrenat întârziat și trimis la sistemul de condensare.
Condensatoarele de apă 5kondensiruetsya esență alcool etilic. Se trece apoi printr-un separator de fază 10i colectat în colectoare de 18.Tsentrobezhnym pompa conținutul acestor colectori este pompat la epyuratsiyu pentru separarea volatil și apoi alimentat la distilare pentru separarea alcoolului-regenerate. În diagrama, acest proces nu este prezentat. Apoi, condensarea este efectuată în condensatorul 6, răcit cu soluție salină până la -5 ° C Condensatul constând în principal din esteri și aldehide din condensator curge prin separatorul de fază 10 este pompat în instalația de colectare a 18i pentru separarea de etanol, după care alcoolul etilic este returnat în rezervorul 13.
Necondensat în condensator 6parogazovaya fază intră în separatorul de fază 7.Otdelivshayasya în ea lichidul curge în faza de colectare a 18.Parogazovaya turbocompresor este alimentat în 8U frigider apoi se trece succesiv prin trei epurator 9. În partea frigiderului 8kondensiruetsya divinii. Condensul curge în jos în colecția 19.Skrubbery 9oroshayutsya alcool etilic, care este pompat de la receptor 21, prin răcitor la epuratorul de gaz în aval ultima 11podaetsya și apoi se mișcă înainte gaz contracurent.
Saturate alcool etilic divinil care rezultă din cursul primului epuratorul de gaz 9 este colectat în colecția 19Și pompat prin schimbătorul de căldură 14c striperul 15 (vezi. № schema 3).
Divinil necesară pentru temperaturi de desorbție este menținută în vasul de stripare cu abur 15 care intră în refierbătorul 16.
alcool etilic rezultat din fundul desorbier 15 trece schimbătorul de căldură 14, un frigider 13 și este pompat de o pompă centrifugă la receptor 21, regenerat absorbant (Schema № 2). Efluenții din partea superioară a vaporilor striperul de substanțe cu punct de fierbere scăzute condensate într-un deflegmator 1. O parte a condensatului din acesta este returnat la striper ca reflux. In kopdensatore 2, răcit cu soluție sărată, vapori condensați neskondensprovavshiesya în deflegmator 1. Condensatul rezultat curge în jos în colecția Neskondensprovavshiesya 10. Gazele sunt suflate în unitatea de absorbție. Divinil brut intră în rezervorul de presiune 3, din care gravitația scurs într-un rezervor de amestec 11 unde este amestecat cu apă.
Apa necesară pentru extracția impurităților din butadienă este alimentată din rezervorul de măsurare 5 și deplasează divinii contracurent, formând cu acesta o emulsie în rezervoarele de amestec de emulsie 11. Delaminare are loc în jompuri 4. divinil având greutate specifică mai mică (aproximativ 0,62), iese din partea de sus, apa curge din baia de jos. Divinil spălat colectat în receptor 18. Pompă centrifugă a acestui receptor divinii pompat în rezervorul de măsurare a presiunii 6, din care aceasta intră pas de rectificare pentru a separa hidrocarburile cu punct de fierbere mai ridicate de (restul). Rectificarea se efectuează în coloana 7.
Schema № producția divinil 2. schemă tehnologică de alcool etilic de Lebedev
№ notație în Schema 2:
5 - un condensator de apă,
6 - condensatorul saramură,