практикак. Практика. Министерство высшего и среднего специального образования республики узбекистана

• Название: Министерство высшего и среднего специального образования республики узбекистана
• Анкор: практикак
• Дата: 31.05.2022
• Размер: 1.4 Mb.
• Имя файла: Практика.docx
• Тип: Учебник; #560367
• страница: 5 из 8

ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ ОКИСЛЕНИЕМ НЕНАСЫЩЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ.

Различают следующие виды окисления олефинов в зависимости от того, какая химическая связь разрывается в ходе реакции:

1. Мягкое окисление – это происходит только при разрыве π -связи.

а) Промышленная реакция - Карбонильные соединения образуются в процессе Вакера;

б) приливающая реакция - образование эпоксидов (оксиранов);

в) реакция Вагнера (цис-гидроксилирование) - окисление при охлаждении нейтральным раствором перманганата калия.

2. Сильное окисление – происходит при разрыве σ- и π-связей, т. е. разрыве углеродной цепи с образованием угольной кислоты или кетонов. Окисление проводят при нагревании с использованием сильных окисляющих соединений.

3. При озонировании - альдегиды или кетоны образуются в результате воздействия озона и гидролиза образовавшегося озонида.

Сильное окисление. При сильном окислении олефинов концентрированным раствором KMnO₄ при нагревании в кислой среде происходит полный разрыв двойной связи.:



Если двойник стоит после первого атома углерода, то также образуется СО₂:

CH₃-CH═CH₂ +2KMNO₄ +3H₂SO₄ →CH₃COOH+CO₂+K₂SO₄+2MNSO₄+4 H₂O
Озоновые олефины - реакция Гарриса

Олефины образуются при обработке озоном при низких температурах. Например, озонирование 2-метилбутена-2 приводит к образованию ацетонацетальдегида.:



П роизводство окиси этилена

Способы получения. Получение окиси этилена действием концентрированных щелочей на хлористый этилен.:



Окисление этилена кислородом воздуха в присутствии измельченного серебряного катализатора при температуре 300-400°С:



Предложено много модификаций серебряного катализатора окисления этилена. В качестве носителей используют пемзу, силикагель, оксид алюминия, висмут и др. В качестве активаторов применяют сурьму, висмут, пероксид бария. Сера и галогены используются в качестве обеззараживающих примесей. Они усиливают избирательное действие серебра.

Окисление этилена кислородом — один из наиболее эффективных способов получения этиленоксида. Несмотря на использование более дорогого кислорода при окислении, преимуществом этого метода является то, что селективность окисления повышается на 70-75% и снижается выброс этилена вместе с отходящими газами, а также уменьшаются габариты оборудования.



Окисление этилена кислородом также предполагает рециркуляцию газов после поглощения окиси этилена. В реакции окисления этилен получают в избытке кислорода, а степень превращения этилена за один период перехода из реактора составляет 10%. Количество инертных смесей в этилене и кислороде незначительно, поэтому достаточно удалить небольшую часть газа, чтобы состав смеси оставался однородным. Это позволяет работать в одном реакторе. Однако из-за образования CO₂ необходимо очищать циркулирующий газ от CO₂, чтобы поддерживать его концентрацию в рециркуляции.


КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1 – упражнение

а) В каких областях техники применяют терефталевую кислоту?

б) Напишите схемы реакций моносульфатирования бензола, толуола и нитробензола.

в) Дайте информацию о нафтеновых углеводородах.

г) Приведите пример гидрогидринного метода.

2 – упражнение

а) Объясните физические свойства образования п-талуиловой кислоты и монометилтерефталата в результате следующей реакции.



б) Дайте информацию о гетерофункциональных соединениях, таких как гидроксиальдегиды, гидроксикетоны, оксикислоты

в) Получение соединений кислорода по реакции Н.А. Прилежаевой.

г) Электрохимический способ получения оксида пропилена.

3– упражнение

а) легкое окисление. Процесс Ваккер.

б) реакция Вагнера.

в) Приведите примеры сильного окисления.

ж) Озонирование олефинов - реакция Гарриса.

4 – упражнение

а)Напишите реакцию экстракции трех мезиновых кислот и объясните процесс.

в) Объясните электрохимический метод.

5-упражнение

а) Если при нитровании 40 г бензола образуется 52 г нитробензола, каков процент выхода реакции?

б) Области применения ПЭТ.

в) Объясните следующую технологическую схему получения окиси этилена окислением этилена кислородом. г) Дайте информацию о Нафтфлин.

д) Цель и функция процесса Харкон.

ТЕСТЫ:

1. Какой полимер широко используется в промышленности в качестве прозрачного органического стекла?

а) Полиметилметакрилат. б) полиакрилат

в) Полиакрилонитрил. г) Мочивена

2. Какая компания наладила промышленное производство акрилонитрила окислительным аммонолизом пропилена?

а) “Сохио” (США). б) “Asahi Glass Co. “

в) «Харкон-процесс». г) “Orilfiks”

3. Сколько существует различных способов приготовления катализаторов Трегера?

а) 2 вида. б) 3 вида. в) 4 разных. г) 6 разных.

4. Какие виды окисления олефинов бывают в зависимости от того, какая химическая связь разрывается в ходе реакции?

а) легкое окисление. б) сильное окисление

в) Озон. г) все ответы верны

5. Какая химическая связь разрывается в процессе мягкого окисления?

а) разрыв π-связи. б) - разрыв σ- и π-связей

в) разрыв σ-связи. г) все ответы верны

6. Какая химическая связь разрывается при сильном окислении?

а) разрыв π-связи. б) - разрыв s- и π-связей

в) разрыв σ -связи. г) все ответы верны.

7 . Определите формулу этиленоксида.

а) б) СН₂(ОН)-СН₂(ОН)

в) СН₃СН₂Од) СН₂ОСН₃

8. Какие соединения образуются в результате взаимодействия ациклических или циклических алкенов с пероксидами (водными кислотами) RCOOOH?

а) Эпоксиды (оксираны). б) озониды.

в) Цис-а-гликоли. г) Транс-α-гликоли.

9. Какие соединения образуются при взаимодействии олефинов с озоном и гидролизе образовавшегося озонида.

а) Образуются альдегиды или кетоны.

б) Образуются альдегиды или спирты.

в) Образуются эпоксидная смола или кетоны.

г) Образуются эпоксидная смола или спирты.

10. Реакция Гарри такова

а) Озонирование олефинов.

б) Сильное окисление олефинов концентрированным раствором KMnO₄.

в) Гидроксилирование олефинов в присутствии KMnO₄.

11. Какие соединения образуются в результате реакции Вагнера?

а) Эпоксиды (оксираны). б) озониды.

в) Цис-α -гликоли.

12. Каким раствором окисляют олефины в процессе Вакера?

а) водным раствором соляной кислоты, содержащим палладий и хлорид меди

б) раствором перекисей

в) концентрированным раствором KMnO₄

13. Какие вещества образуются в результате озонирования 2-метилбутена-2

а) Ацетон и уксусный альдегид. б) Окись этилена. в) уксусная кислота

14. Как получали оксид пропилена до 1968 года?

а) Только с наконечником с хлоргексидином. б) Электрохимическим методом.

в) С процессом Харкона.

15. Какой катализатор используется в процессе Харкон.

а) Соединения молибдена. б) Титан-цеолитный катализатор.

в) хлорид кальция.

ПРОИЗВОДСТВО ПРОПИЛЕНОКСИДА

Оксид пропилена – продукт, выпускаемый многими тоннами. Из него делают полиуретаны, гликоли, косметику, поверхностно-активные вещества, лекарства. Оксид пропилена также является промежуточным продуктом в производстве пропиленгликоля, эпихлоргидриновых каучуков, полиэфирных смол.

Мировое производство оксида пропилена составляет 10 миллионов тонн в год. 65 % его получают при производстве блок-сополимеров (полиуретанов, полиэфиров, пластификаторов), 18 % перерабатывают в пропиленгликоль, остальное получают из олиго- и полипропиленгликолей, их алкиловых эфиров, изопропаноламинов и других продуктов. До сих пор не разработан эффективный способ получения оксида пропилена с надлежащим окислением пропилена.

В настоящее время доступны следующие методы производства оксида пропилена:

-хлоргидрин;

-электрохимический;

- эпоксидирование пропилена добавками;

-окисление пропилена молекулярным кислородом (газовая и жидкая фаза, в присутствии уксусной кислоты);

-окисление пропилена пероксидами углеводородов.

Хлоргидриновый метод. До 1968 года пропиленоксид получали только гидрогидриновым методом:



Промежуточным продуктом реакции является хлорид пропилена, который обрабатывают известковым молоком с получением оксида пропилена и хлорида кальция.

В этом процессе эквивалентное количество пропилена и хлора смешивается с избытком воды. Реакцию проводят при температуре 35-40ºC.

В результате реакции образуются добавки: дихлорпропан, изомеры дихлордипропилового эфира, хлорацетон и другие вещества. Выход хлористого пропилена 87-90%, оксида пропилена 95%. Образующийся оксид пропилена гидратируют и направляют на его быстрое вождение, чтобы он не превратился в гликоль. Непрореагировавший пропилен отделяют и возвращают в реакцию.

Электрохимический способ получения оксида пропилена. В этом способе процессы электролиза поваренной соли, гипохлорирования пропилена и обработки образовавшегося хлористого пропилена раствором едкого натра, полученным на катоде электролизера, проводят в одном аппарате. Сумма протекающих реакций может быть выражена следующим образом:



Харкон-процесс. В качестве эпоксидирующего агента используют гидропероксид этилбензола, а в качестве катализаторов — соединения молибдена.:



Расход окиси пропилена составляет 80-90%.

Реакция эпоксидирования пропилена водным раствором перекиси водорода в присутствии силицитов титана в среде органического растворителя имеет следующий вид:



Реакция показала разделение оксида пропилена и молекулы воды в результате взаимодействия молекулы пропилена с молекулой пероксида водорода.

Реакция протекает при относительно низкой температуре 30-60°С и низком давлении (3-8 МПа). Учитывая, что пропилен и перекись водорода плохо смешиваются друг с другом, т.е. нерастворимы друг в друге, реакцию проводили в присутствии органического растворителя (слабые спирты). В ней растворителем служил гомогенизатор пропилена и пероксида водорода, обеспечивающий их взаимодействие на поверхности твердого катализатора.

Комбинированное производство окиси пропилена и стирола. В качестве сырья используется этилбензол. Этилбензол превращается в гидропероксид путем окисления при 130ºС под действием кислорода воздуха и реагирует с пропиленом в присутствии молибденового катализатора при температуре 90-100ºС и давлении 1,6-6,5 МПа.:





Дегидратация метилфенилкарбинола в присутствии катализатора TiO₂ при температуре 180-280ºС дает стирол и воду по следующей схеме.:



ОРГАНАЙЗЕР




КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ


1 – упражнение

а) Какие продукты изготовлены на основе полипропиленоксида?

б) Дайте информацию о совместном синтезе пропилена и стирола.

в) кумольный способ получения окиси пропилена.

г) Приведите примеры гидрогидринных методов.

2-упражнение

а) До 1968 года пропиленоксид можно было получить только любым способом и дать информацию об этом методе

б) Области применения ПЭТ?

в) Электрохимический способ получения пропиленоксида.

3 – упражнение

а) Какие методы доступны в настоящее время для производства оксида пропилена

б) Высокая конверсия (99,5%) и селективность в производстве оксида пропилена

(98-99,3%) - название метода?

4 – упражнение

а) Объясните следующую технологию производства оксида пропилена на основе пропилена и перекиси водорода:


б) Объясните электрохимический способ получения оксида пропилена.

в) кумольный способ получения окиси пропилена.

г) Реакция и технологический процесс совместного производства оксида пропилена и стирола.

ТЕСТЫ:

1. Как к 1968 году был получен оксид пропилена?

а) Только с гидрохлоридным наконечником. б) Электрохимическим методом.

в) С процессом Харкона. г) Аллилацетат

2. Каков процент конверсии окиси пропилена при кумолевом способе получения окиси пропилена?

а) 99,5%. б) 80-90%. в) 20-25%. г) 10-25%.

3. Какой способ производства окиси пропилена использовало ОАО «Нижнекамскнефтехим» в России?

а) Способ получения пропиленоксида и стирола совместно.

б) кумольный способ получения окиси пропилена.

в) Электрохимический метод.

г) Правильный ответ - нет.

4. Способ с высокой селективностью в производстве оксида пропилена?

а) метод Кумол. б) Хлоргидриновый метод

в) Электрохимический. г) нет правильного ответа

5. Определите химическую формулу аминокислоты глицина.

а) NH₂C₆H₄ COOH. б) CH₃COOH

в) NH₂CH₂COOH. г) NH₂CH₂ CH₂COOH

6. Сколько лет в промышленных масштабах разрабатывается способ получения акрилонитрила аммонолизом окиси пропилена компанией Soxio (США)?

а) 1960. б) 1964. в) 1959. г) 1859.

7. Какое предприятие наладило производство акрилонитрила окислительным аммонолизом пропилена в промышленных масштабах?

а) Сохио (США). б) “Asahi Glass Co. “

в) «Харкон-процесс». г) “Orilfiks”

8. Каков процент конверсии пропилена при оптимальном молекулярном соотношении NН₃:С₃Н₆ (0,9:1) - (1,05:1) в производстве акрилонитрила окислительным аммонолизом пропилена.

а) 80%. б) 88%. в) 91%. г) 95%

9. Существует несколько различных способов приготовления катализаторов Трегера.

а) 2 вида. б) 3 вида. в) 4 разных. г) 6 разных.

ПОЛУЧЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ КИСЛОРОДА ОКИСЛЕНИЕМ АРОМАТИЧЕСКИХ И МАСЛЯНЫХ УГЛЕРОДОВ

Существует множество типов и количеств органических веществ, содержащих кислород наряду с водородом. По наличию атомов кислорода в разных функциональных группах можно различать, к какому классу они относятся.



Каждый класс соединений производит разные продукты. Например, для производных спиртов - простые эфиры ROR', для продуктов карбоновых кислот - эфиры RCOOR', амиды RCONH₂, ангидриды (RCO)₂O, хлоргидриды RCOCl и другие. Кроме того, большую группу составляют гетерофункциональные соединения с разными функциональными группами:

• 
  гидроксиальдегиды HO–R–CHO,
  
• 
  гидроксикетоны HO–R–CO–R’,
  
• 
  оксикислоты HO–R–COOH и так далее.
  

Углеводы C_x(H₂O)_y относятся к важнейшей группе оксигенированных гетерофункциональных соединений, молекула которых содержит гидроксильные, карбонильные и производные от них группы.