Кумольный способ. Цель, объект, задачи курсовой работы представлены на слайде
 Скачать 21.09 Kb.
|
|
Слайд 1 Фенол и ацетон являются важнейшими крупнотоннажными продуктами промышленности органического и нефтехимического синтеза. Широкое применение их совместного получения во всех промышленно развитых странах мира является актуальным, так как оно гораздо более экономичнее всех ранее реализованных методов. Широкое распространение получил кумольный метод синтеза фенола совместно с ацетоном, основанный на окислении изопропилбензола в гидроперекись и последующем разложении гидроперекиси на фенол и ацетон. Изопропилбензол, в свою очередь, получается алкилированием бензола пропиленом. Таким образом исходным сырьем для получения фенола и ацетона по кумольному методу является бензол и пропилен. Слайд 2 Цель, объект, задачи курсовой работы представлены на слайде. Слайд 3 Фенол - бесцветные игольчатые кристаллы, розовеющие на воздухе из-за окисления, приводящего к образованию окрашенных веществ. Обладает специфическим запахом (таким, как запах гуаши, т. к. в состав гуаши входит фенол). Умеренно растворим в воде (6 г на 100 г воды), в растворах щелочей, в спирте, в бензоле, в ацетоне. 5 % раствор в воде — антисептик, широко применяемый в медицине. Мировое производство фенола на 2017 год составляет 8,5 млн. тонн/год. По объёму производства фенол занимает 33-е место среди всех выпускаемых химической промышленностью веществ и 17-е место среди органических веществ. Слайд 4 По данным на 2017 год мировое потребление фенола имеет следующую структуру: 44 % фенола расходуется на производство бисфенола А, который, в свою очередь, используется для производства поликарбоната и эпоксидных смол; 30 % фенола расходуется на производство фенолформальдегидных смол; 12 % фенола гидрированием превращается в циклогексанол, используемый для получения искусственных волокон нейлона и капрона; В России большое количество фенола используется в нефтепереработке, в частности для селективной очистки масел на технологических установках типа 37/1 и А-37/1. Фенол проявляет высокую селективность и эффективность при удалении из масел смолистых веществ, различных полициклических ароматических углеводородов с короткими боковыми цепями, а также соединений, содержащих серу; Остальной фенол расходуется на другие нужды, в том числе на производство антиоксидантов (ионол), неионогенных ПАВ — полиоксиэтилированных алкилфенолов (неонолы), других фенолов (крезолов), лекарственных препаратов (аспирин), антисептиков (ксероформа) и пестицидов. Раствор 1,4 % фенола применяется в медицине (орасепт) как обезболивающее и антисептическое средство. Фенол и его производные обуславливают консервирующие свойства коптильного дыма. Также фенол используют в качестве консерванта в вакцинах. Пример использования, в качестве антисептика — препарат «Орасепт». В косметологии как химический пилинг (токсично). В скотоводстве: дезинфекция животных растворами фенола и его производных. В косметологии для проведения глубокого пилинга. Слайд 5 Ацетон - бесцветная подвижная летучая жидкость (при н.у.) с характерным резким запахом. Во всех соотношениях смешивается с водой, диэтиловым эфиром, бензолом, метанолом, этанолом, многими сложными эфирами и так далее. Мировые мощности по производству ацетона на текущий момент находятся на уровне 6,5 млн. тонн. Производство ацетона сосредоточено в Северной Америке, Азиатско-Тихоокеанском регионе и Западной Европе, где расположено соответственно 31%, 30% и 27% мировых мощностей. В сумме на эти регионы приходится 89,4% мирового выпуска ацетона. Слайд 6 Ацетон применяется как сырьё для синтеза многих важных химических продуктов, таких как уксусный ангидрид, кетон, диацетоновый спирт, окись мезитила, метилизобутилкетон, метилметакрилат, дифенилпропан, изофорон, бисфенол А и т.д; Последний широко применяется при синтезе поликарбонатов, полиуретанов и эпоксидных смол; Ацетон также является популярным растворителем, значительно превосходящим в плане безопасности уайт-спирит, скипидар и отчасти керосин. В частности, он используется как растворитель: в производстве лаков; в производстве взрывчатых веществ; в производстве лекарственных препаратов; В составе клея для кинопленок как растворитель ацетата целлюлозы и целлулоида; Компонент для очистки поверхностей в различных производственных процессах; Как очиститель инструмента и поверхностей от монтажной пены - в аэрозольных баллонах. Без ацетона невозможно хранить в компактном (сжиженном и в баллоне) состоянии ацетилен, который под давлением в чистом виде крайне взрывоопасен. Для этого используют ёмкости с пористым материалом, пропитанные ацетоном. 1 литр ацетона растворяет до 250 литров ацетилена. Ацетон используется также при экстракции многих растительных веществ. Слайд 7 Исходным сырьем служит бензол. Процесс протекает по схеме, представленной на слайде. Соответственно промышленный процесс также включает три стадии: получение изопропилбензола; окисление изопропилбензола в гидроперекись; разложение гидроперекиси. Слайд 8 Большое влияние на выход гидроперекиси изопропилбензола оказывают температура процесса и концентрация гидроперекиси в углеводородной фазе. Обычно окисление проводят при 110-130° С (при дальнейшем повышении температуры выход гидроперекиси понижается). Общий выход гидроперекиси понижается также при значительном увеличении ее концентрации. В начальный период окисления изопропилбензол почти количественно превращается в гидроперекись, при содержании ее 20% общий выход составляет около 90%. По мере дальнейшего накопления гидроперекиси в углеводородной фазе выход ее понижается. Уменьшение выхода при возрастании концентрации гидроперекиси и повышении температуры объясняется протеканием вторичных процессов разложения гидроперекиси изопропилбензола с образованием ацетофенона и метилового спирта или диметилфенилкарбинола. Окисление изопропилбензола часто проводят в нескольких последовательно расположенных аппаратах при разных температурах. При этом концентрация гидроперекиси соответственно меняется, например по схеме, предложенной на слайде. При ступенчатом (каскадном) окислении изопропилбензола уменьшаются распад гидроперекиси и образование побочных продуктов - диметилфенилкарбинола и ацетофенона. Слайд 9 Концентрированную гидроперекись выделяют двумя способами. Первый способ - обработка реакционной массы 30-35% - ным водным раствором едкого натра, образующим с гидроперекисью натриевую соль, легко отделяющуюся от углеводородного слоя. Для выделения свободной гидроперекиси через водный раствор этой соли пропускают двуокись углерода. Слайд 10 При разложении гидроперекиси протекают побочные реакции, характер и направление которых зависят от чистоты исходной гидроперекиси. В технической гидроперекиси всегда содержится диметилфенилкарбинол, который в кислой среде дегидратируется с образованием ɑ-метилстирола. ɑ-Метилстирол в свою очередь способен к дальнейшим превращениям. Например, при конденсации с фенолом ɑ-метилстирол дает ɑ, ɑ '-диметилбензилфенол. Образующийся при разложении гидроперекиси ацетон может превращаться в окись мезитила. Слайд 11 На слайде 11 представлена схема производства фенола и ацетона через гидроперекись изопропилбензола (с окислением изопропилбензола в эмульсии). Слайд 12 Применяются также схемы получения фенола и ацетона через изопропилбензол, отличающиеся от описанной главным образом тем, что из окисленного изопропилбензола выделяют концентрированную гидроперекись, которую затем разлагают. Слайд 13 Метод получения фенола через гидроперекись является общим методом совместного получения фенолов и кетонов. Например, фенол может быть получен совместно с метилэтилкетоном по схеме, представленной на слайде. Можно также получать ацетон и n-крезол окислением n-цимола (метилизопропилбензола). Слайд 14 В настоящее время кумольный метод является наиболее выгодным как по капитальным затратам, так и по себестоимости вырабатываемой продукции. Он прост по аппаратурному оформлению и дает возможность одновременно поручать два ценных продукта - фенол и ацетон. Большим достоинством этого метода является также возможность использования для получения изопропилбензола не только концентрированного пропилена, но и пропан-пропиленовой фракции газов крекинга. |