Se compară dependența "fracției-temperatură molară" pentru două substanțe (g) și (a), deoarece paraalchilfenoli se amestecă într-o singură linie, și același lucru se va întâmpla și cu ortoalchifenoli.
Din grafic se poate observa că, odată cu creșterea temperaturii, fracția molară a paraalchilfenolilor scade. Prin urmare, procesul trebuie efectuat la temperaturi scăzute.
Ca regulă, paraalchilfenolii sunt utilizați ca intermediari pentru sinteza surfactanților neionici prin oxidarea lor:
Pentru a obține produse cu o biodegradabilitate mai bună, este necesar un alchil cu un lanț mai puțin ramificat.
2. Cădere de temperatură adiabatică în reactor
(există o eroare în calcularea entalpiei alchilfenolului, reacția este exotermă)
Calculăm efectul termic al reacției și temperatura amestecului la sfârșitul reacției într-un reactor adiabatic. Să presupunem că atunci când se alchilează fenolul cu tetradecen-1, se formează 7- (4'-hidroxifenil) tetradecan.
Cantitatea de căldură care intră în reactor este compusă din căldura introdusă cu fenol și olefină. Consumul de fenol este de 1,1 mol / h, consumul de olefine este de 1 mol / oră.
Este necesar să se găsească temperatura din amestecul de ieșire din reactor, pentru aceasta este necesară cunoașterea temperaturii amestecului care intră. După amestecarea fenolului și olefinei, temperatura medie va fi egală cu Tin, cf. Astfel, Qin este egal cu:
Folosind programul Microsoft Excel și funcția "selectarea parametrilor", precum și dependența de temperatură determinată anterior a capacității termice și cantitatea de căldură care intră în reactor, găsim Tvx, cf.
Tin, cp = 315,13 K, cu = 110,45 (J / mol), = 328,84 (J / mol).
Entalpia reacției din corolarul legii lui Hess este:
= - =
= - (+)
= -229297 + (98386,5 + 227532) = 96621,5 (J / mol)
Reacția este endotermică, cu o scădere a cantității de căldură în sistem.
Să presupunem că gradul de conversie al olefinei este de 100%.
Cantitatea de căldură care iese din amestec din zona precontact este:
Qout = Qin - Qreacție
Qout = 141911,6 - 96621,5 = 45290,1 (J / h)
Aceeași cantitate de căldură care părăsește amestecul poate fi calculată prin Tvoy, cf.
Astfel, Tout, cp = 171,26 K.
3. Kinetica procesului
1. Există protonarea olefinei cu formarea carbociclului:
2. Se formează un complex:
3. Se formează un complex. Această etapă este limitantă.
4. Detașarea protonului din nucleul aromatic:
Protonul separat poate reacționa cu olefina, iar procesul se va relua sau cu catalizatorul, atunci reacția se va opri.
Ca și catalizatori - acizi protoni - în industrie, acidul sulfuric este cel mai adesea folosit. Acesta este cel mai activ, printre alți acizi disponibile și ieftine, dar în același timp și catalizează reacțiile secundare, ceea ce duce la sulfonare ulterioară a fenolului și olefină și sulfonare care formează HOC6H4SO2OH acidului fenolsulfonic și monoalchii ROSO2OH, sunt de asemenea implicați în procesul de cataliză. Cu sulfuric alchilare cu acid n-olifinami are loc la 100-120ºS. Un alt catalizator, fără a provoca reacții adverse sulfonare și mai blânde în efectul lor este p-toluensulfonic CH3C6H4SO2OH. Cu toate acestea, are o activitate mai redusă și un cost mai mare decât H2SO4.
Cu acești catalizatori, alchilarea fenolului se desfășoară ca o reacție omogenă în conformitate cu următoarea ecuație:
=
Se poate observa din ecuație că, pe măsură ce concentrația uneia dintre substanțe crește, viteza de reacție crește liniar. În producție, un exces relativ mic de fenol este utilizat în raport cu olefina și chiar cu cantitatea lor echimolară. Dacă H2SO4 este utilizat ca catalizator, acesta este utilizat într-o cantitate de 3-10% (în greutate). Creșterea temperaturii va afecta pozitiv rata de reacție, deoarece procesul endotermic.
4. Tehnologia proceselor
Pentru alchilarea fenolilor, se utilizează un proces discontinuu. Reacția este condusă într-un aparat cu un agitator și cu manta de încălzire cu abur sau apă de răcire. Acesta a fost încărcat cu fenol și catalizator, a fost încălzit la 90 ° C-i, după care, sub agitare și răcire cu lichid este furnizat tetradecen-1 la o temperatură de 25 ° C (punct de topire -12.7 ° C, temperatura). Fa-l astfel deoarece, dacă prima sarcină, catalizatorul cu o olefină, poate fi o reacție la oligo-și polimerizare. În a doua jumătate a reacției, dimpotrivă, este necesar să se încălzească amestecul de reacție. Durata totală a operației este de 2-4 ore. După aceea, masa de reacție a fost neutralizat în amestecător cu 5% alcalii, luată într-o cantitate echivalentă cu acid catalizator, încălzirea amestecului abur. Stratul organic neutralizat se separă de soluția de sare de alchilfenoli apă brută și trimis la o distilare în vid, când apa distilată, resturile de olefine și fenol netransformat.
Când amoxidarea propilenei obținut masa de reacție are următoarea compoziție (% în greutate.): - propilenă - 18,94, acrilonitril - 54,85, acetonitril - 13.00, acetaldehidă - 1.15 propionaldehidă - 5,07, hidrocianic acid - 4,99, formaldehidă - 0,80, CO2 - 1,20. Se calculează gradul de conversie al reactanților, selectivitatea procesului pentru fiecare dintre produsele de reacție per fiecare reactiv și o ieșire pentru fiecare dintre produsele de reacție brut lipsă pe fiecare reactiv.
Soluție: Schema cea mai probabilă de transformări în amoniac oxidativ:
Noi compunem tabelul distribuției molului. acțiuni ale ref. ingrediente: