Αντίδραση αλκυλίωσης φαινόλης με ολεφίνες και οι εφαρμογές της. Χαρακτηριστικά της πρώτης ύλης και του προϊόντος που προκύπτει. Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας της κύριας συσκευής. Τεχνολογικός υπολογισμός της κύριας συσκευής και το ισοζύγιο υλικών της παραγωγής.

Στείλτε την καλή δουλειά σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Φιλοξενείται στο http://www.allbest.ru/

Υπουργείο Παιδείας και Επιστημών της Ρωσικής Ομοσπονδίας

Πετροχημικό Πανεπιστήμιο Nizhnekamsk

Ειδικότητα 240503 ομάδα 1711-z

ΤΕΛΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΡΟΣΟΝΤΑΣ

Θέμα: Αλκυλίωση φαινόλης με τριμερή προπυλενίου(Πχωρητικότητα 125000 τόνους ετησίως αλκυλοφαινόλης)

Εκπληρωμένος

τετραγωνισμένος

Εισαγωγή

1. Τεχνολογικό μέρος

1.6.2 Προδιαγραφές οργάνων και Α

1.8 Βιομηχανική οικολογία επεξεργασίας λυμάτων στην παραγωγή νεονόλης

2. Μέρος υπολογισμού

2.2 Υπολογισμός της κύριας συσκευής

Βιβλιογραφία

Εισαγωγή

Η συνάφεια του θέματος αυτής της τελικής εργασίας πιστοποίησης "Αλκυλίωση φαινόλης με τριμερή προπυλενίου" οφείλεται στο γεγονός ότι μέχρι τώρα ο κύκλος εργασιών εξωτερικού εμπορίου της Ρωσίας είναι σημαντικά μπροστά από την αύξηση της βιομηχανικής παραγωγής όσον αφορά τους ρυθμούς ανάπτυξης. Γενικά πρόκειται για μια προοδευτική τάση, η οποία εκδηλώνεται στις περισσότερες ανεπτυγμένες χώρες του κόσμου στον ανταγωνιστικό αγώνα στην παγκόσμια αγορά. Κατά τη διάρκεια αυτού του εμπορίου, πραγματοποιείται επίσης μια εντατική ανταλλαγή επιστημονικών και τεχνολογικών επιτευγμάτων μεμονωμένων χωρών.

Η κατάσταση της χημικής, πετροχημικής βιομηχανίας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις εξαγωγές όλων των ρωσικών. Η OAO NKNKH κατέχει ηγετική θέση μεταξύ των Ρώσων κατασκευαστών και εξαγωγέων πετροχημικών προϊόντων. Πρακτικά όλα τα προϊόντα που κατασκευάζει η OAO NKNKH έχουν μεγάλη ζήτηση στην ξένη αγορά, η οποία είναι πολλαπλάσια από την εγχώρια αγορά ως προς τη χωρητικότητα.

Σκοπός εργασίας: αλκυλίωση φαινόλης με τριμερή προπυλενίου.

Με βάση τον στόχο, διακρίνονται οι ακόλουθες εργασίες αυτής της εργασίας:

1. Εξετάστε τις θεωρητικές βάσεις της μεθόδου για την παραγωγή αλκυλίωσης φαινόλης.

2. Κάντε υπολογισμούς στην παραγωγή φαινόλης.

Η δομή της εργασίας αποτελείται από μια εισαγωγή, δύο κεφάλαια, ένα συμπέρασμα και έναν κατάλογο παραπομπών.

1. Τεχνολογικό μέρος

1.1 Θεωρητικά θεμέλια της αποδεκτής μεθόδου παραγωγής

Η αλκυλίωση είναι η διαδικασία εισαγωγής αλκυλομάδων στα μόρια των οργανικών ουσιών.

Η αντίδραση αλκυλίωσης της φαινόλης με ολεφίνες είναι η πηγή λήψης αλκυλοφαινόλης.

Αυτή η μέθοδος είναι υψηλής θερμοκρασίας, προχωρά υπό τις ακόλουθες συνθήκες:

θερμοκρασία? 85 - 125oС

πίεση 0,4MPa

καταλύτης Levatit-SRC-108/4 π.Χ.

Οι ολεφίνες είναι υψίστης σημασίας ως αλκυλιωτικοί παράγοντες. Η αλκυλίωση με ολεφίνες προχωρά σύμφωνα με τον ιοντικό μηχανισμό μέσω του σχηματισμού καρβοκατιόντων και καταλύεται από πρωτικά και απρωτικά οξέα. Η αντιδραστικότητα των ολεφινών καθορίζεται από την τάση τους να σχηματίζουν καρβοκατιόντα:

RCH = CH2 + H+ - RC+H - CH3.

Αυτό σημαίνει ότι η επιμήκυνση και η διακλάδωση της αλυσίδας του ατόμου άνθρακα στην ολεφίνη αυξάνει σημαντικά την ικανότητα αλκυλίωσής της:

CH2=CH2< CH3 - CH = CH2 < CH3 - CH2 - CH = CH2 < (CH3)2C = CH2

Η αλκυλίωση προχωρά διαδοχικά για να σχηματίσει μονο-, δι- και τριαλκυλοφαινόλες, αλλά ταυτόχρονα λαμβάνει χώρα αναδιάταξη που καταλύεται από οξύ με τη μετανάστευση ομάδων ορθο-αλκυλίου για να σχηματίσει παρα-ισομερή, τα οποία στην περίπτωση αυτή είναι τα πιο σταθερά. Έτσι, το σχήμα μετασχηματισμού έχει ως εξής:

Η αλκυλίωση της φαινόλης με ολεφίνες συνοδεύεται από παράπλευρες αντιδράσεις πολυμερισμού ολεφινών και καταστροφή αλκυλομάδων. Με την κατεύθυνση στόχο της αλκυλίωσης, αυτές οι πλευρικές διεργασίες είναι ανεπιθύμητες.

Η αντίδραση αλκυλίωσης διεξάγεται σε έναν αδιαβατικό αντιδραστήρα. Τα προϊόντα αντίδρασης μετά την αλκυλίωση υποβάλλονται σε ανόρθωση. Ο βαθμός μετατροπής των τριμερών προπυλενίου είναι 98,5%.

Η αναλογία τριμερών φαινόλης προς προπυλένιο είναι 4:1.

Η διεξαγωγή της διαδικασίας αλκυλίωσης της φαινόλης με τριμερή προπυλενίου παρέχεται σε έναν αντιδραστήρα με αξονική είσοδο πρώτων υλών.

Η τεχνολογική διαδικασία παραγωγής ελέγχεται από αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου με χρήση υπολογιστή και APACS+.

Η θέρμανση των τεχνολογικών αγωγών παρέχεται με θέρμανση νερού θερμοκρασίας 150°C. /2.245./

1.2 Χαρακτηριστικά πρώτων υλών και τελικού προϊόντος

Πίνακας 1. Χαρακτηριστικά της πρώτης ύλης και του προϊόντος που προκύπτει

Ονομασία πρώτων υλών, υλικών, αντιδραστηρίων, καταλυτών, ημικατεργασμένων προϊόντων, βιομηχανοποιημένων προϊόντων	Αριθμός κρατικού ή βιομηχανικού προτύπου, προδιαγραφές, εταιρικό πρότυπο	Δείκτες ποιότητας προς έλεγχο	Κανόνας σύμφωνα με GOST, OST ή εταιρικό πρότυπο	Σκοπός, εύρος
Φαινόλη μάρκα "B"	GOST23 51979	1. Εμφάνιση 2. Θερμοκρασία κρυστάλλωσης, °С όχι χαμηλότερη 3. Κλάσμα μάζας μη πτητικού υπολείμματος, % όχι περισσότερο 4. Οπτική πυκνότητα υδατικού διαλύματος φαινόλης (0,8 g βαθμού Β σε 100 cm3 (νερό) στους 20 °C, όχι μεγαλύτερη από 5. Οπτική πυκνότητα σουλφονωμένης φαινόλης, όχι περισσότερο 6. Χρώμα τήγματος φαινόλης σύμφωνα με την κλίμακα πλατίνας-κοβαλτίου, όχι περισσότερο	λευκό υγρό 40,6 0,008 0,03 μη τυποποιημένη
Τριμερή προπυλενίου	TU2211031	1. Εμφάνιση	διαφανές άχρωμο υγρό χωρίς μηχανικές ακαθαρσίες και αδιάλυτη υγρασία	Χρησιμοποιείται για τη σύνθεση αλκυλοφαινόλης
		2. Κλάσμα μάζας τριμερών προπυλενίου, % όχι μικρότερο από 3. Κλάσμα μάζας ολεφινών C8 και κάτω, % όχι περισσότερο 4. Κλάσμα μάζας ολεφινών С10 και άνω, % όχι περισσότερο 5. Κλάσμα μάζας υγρασίας, % όχι περισσότερο 6. Αριθμός βρωμίου, mg. βρώμιο ανά 100 g προϊόντος, όχι λιγότερο από 7. Μαλεϊκός αριθμός mg. μηλεϊνικός ανυδρίτης ανά 1 g. προϊόν, όχι περισσότερο 8. Κλάσμα μάζας παραφινών,%, όχι περισσότερο 9. Κλάσμα μάζας ενώσεων υπεροξειδίου,%, όχι περισσότερο 10.Κλάσμα μάζας ιονόλη, %. στα πλαίσια	95,0 2,0 3,0 0,02 120 2,0 1,0 0,0005
		1. Εμφάνιση	άχρωμο διάφανο υγρό
Τεχνική καυστική σόδα βαθμού PP		1. Εμφάνιση 2. Κλάσμα μάζας υδροξειδίου του νατρίου, %, όχι μικρότερο από 3. Κλάσμα μάζας ανθρακικού νατρίου,%, όχι περισσότερο 4. Κλάσμα μάζας χλωριούχου νατρίου,%, όχι περισσότερο 5. Κλάσμα μάζας σιδήρου σε όρους Fe2O3,%, όχι περισσότερο 6. Άθροισμα κλασμάτων μάζας οξειδίων σιδήρου, αλουμινίου, %, όχι περισσότερο θειικό νάτριο, %, όχι περισσότερο	άχρωμο διάφανο υγρό 42,0 0,5 0,05 0,0015 0,02	Για την εξουδετέρωση του όξινου περιβάλλοντος του αλκυλικού
Άζωτο αέριο και υγρό υψηλής καθαρότητας, 2ου βαθμού		1. Κλάσμα όγκου αζώτου, %, όχι μικρότερο από 2. Κλάσμα όγκου οξυγόνου, %, όχι περισσότερο Κλάσμα όγκου υδρατμών σε αέριο άζωτο, %, μέγ	99,95 0,05	Χρησιμοποιείται στην προετοιμασία εξοπλισμού για επισκευή και για δοκιμή πίεσης συστημάτων, για ξήρανση του χρησιμοποιημένου καταλύτη
Μονοαλκυλοφαινόλες	TU 38. 602 09 20 91	1. Εμφάνιση 2. Χρώμα, μονάδες της κλίμακας ιωδίου, όχι περισσότερο 3. Κλάσμα μάζας μονοαλκυλοφαινολών, %, όχι μικρότερο από 4. Κλάσμα μάζας διαλκυλοφαινολών, %, όχι περισσότερο 5. Κλάσμα μάζας φαινόλης, %, όχι περισσότερο 6. Κλάσμα μάζας νερού, %, όχι περισσότερο 7. Σημείο ανάφλεξης σε ανοιχτό χωνευτήριο, °C, όχι χαμηλότερο	Ελαιώδη διαυγές υγρό 10 98,0 1,0 0,1 0,05	Χρησιμοποιούνται στην παραγωγή αιθοξυλιωμένων μονοαλκυλοφαινολών (νεονολών), προσθέτων για λιπαντικά, ρητινών όπως το "Oktofor"

Η φαινόλη (υδροξυβενζόλιο, καρβολικό οξύ) C6H5OH είναι μια λευκή κρυσταλλική ουσία με συγκεκριμένη μυρωδιά «πίσσας», σημείο τήξης 40,9 °C, σημείο βρασμού 181,75 °C και πυκνότητα 1057,6 kg/m3. Διαλυτό στο νερό, σχηματίζοντας με αυτό ένα αζεοτροπικό μείγμα με σημείο βρασμού 99,6 °C. Ας διαλυθούμε καλά σε αιθανόλη, διαιθυλαιθέρα, βενζόλιο, ακετόνη, χλωροφόρμιο. Έχει ελαφρώς όξινες ιδιότητες και διαλύεται σε υδατικά διαλύματα αλκαλίων με το σχηματισμό των αντίστοιχων φαινολικών. Οξειδώνεται εύκολα από το οξυγόνο του αέρα, σχηματίζοντας προϊόντα οξείδωσης που το κάνουν ροζ και στη συνέχεια καφέ. Με τη μορφή ατμών, σκόνης και διαλυμάτων

τοξικός. Σε επαφή με το δέρμα, η φαινόλη προκαλεί εγκαύματα, ανά ζευγάρια ερεθίζει τους βλεννογόνους των ματιών και την αναπνευστική οδό.

Η φαινόλη είναι ένα από τα προϊόντα μεγάλης χωρητικότητας της κύριας οργανικής σύνθεσης. Η παγκόσμια παραγωγή της είναι περίπου 5 εκατομμύρια τόνοι.Η μισή περίπου φαινόλη που παράγεται χρησιμοποιείται στην παραγωγή πολυμερών φαινόλης-φορμαλδεΰδης. Η φαινόλη καταναλώνεται επίσης στην παραγωγή διφαινυλοπροπανίου, καπρολακτάμης, αλκυλοφαινολών, αδιπικού οξέος και διαφόρων πλαστικοποιητών.

Τα τριμερή προπυλενίου C9H18 είναι ένα διαυγές άχρωμο υγρό με σημείο ανάφλεξης 21°C, σημείο βρασμού 125°C και πυκνότητα 749 kg/m3. Ελάχιστα διαλυτό στο νερό.

Η μονοαλκυλοφαινόλη είναι ένα ελαιώδες διαφανές υγρό με σημείο βρασμού 250 °C

Σημείο ανάφλεξης 112oС και πυκνότητα 944 kg/m3. Δεν διαλύεται στο νερό. Οι μονοαλκυλοφαινόλες με μια αλκυλομάδα 5-8 ατόμων άνθρακα είναι ισχυροί βακτηριοκτόνοι παράγοντες και όταν επεκτείνονται σε 8-12 άτομα άνθρακα, αποδεικνύονται πολύτιμα ενδιάμεσα για τη σύνθεση μη ιονικών επιφανειοδραστικών μέσω της οξοαιθυλίωσης τους:

Το σημαντικότερο πεδίο εφαρμογής των αλκυλοφαινολών και προϊόντων του περαιτέρω μετασχηματισμού τους είναι η παραγωγή σταθεροποιητών για πολυμερή και έλαια κατά της θερμοοξειδωτικής αποικοδόμησης που αναπτύσσεται κατά τη λειτουργία αυτών των υλικών, ιδιαίτερα σε υψηλές θερμοκρασίες. /3.750./

1.3 Περιγραφή του τεχνολογικού σχήματος

Η διαδικασία αλκυλίωσης της φαινόλης με τριμερή προπυλενίου ή ολεφίνες πραγματοποιείται στην υγρή φάση σε δύο αντιδραστήρες συνδεδεμένους σε σειρά με το σχηματισμό ενός αντιδρώντος κατιόντος. Ο καταλύτης γενικά συνδέεται με το τριμερές ή το πρωτονιώνει. Ο αλκυλιωτικός παράγοντας μπορεί επίσης να είναι ένα σύμπλοκο ενός καταλύτη και ενός τριμερούς.

Η κύρια αντίδραση για το σχηματισμό μονοαλκυλοφαινόλης (MAP) μπορεί να είναι η εξής: μια σταθερή καταλυτική κλίνη. Ο ρόλος του καταλύτη αλκυλίωσης είναι

С6Н6О + С9Н18 С15Н24О

Παράπλευρη αντίδραση του σχηματισμού διαλκυλοφαινόλης (DAF):

С15Н24О + С9Н18 С24Н42О

Η αντίδραση αλκυλίωσης σε μέση θερμοκρασία 110°C προχωρά με την απελευθέρωση θερμότητας 14,82 kcal/mol τριμερών προπυλενίου.

Υπό τις συνθήκες που υιοθετήθηκαν για τη διαδικασία, σχηματίζονται 0,083 mol διαλκυλοφαινόλης ανά 1 mol μονοαλκυλοφαινόλης.

Ο σχηματισμός παραπροϊόντων υψηλά αλκυλιωμένων φαινολών εξαρτάται από έναν αριθμό παραγόντων, όπως η θερμοκρασία, η αναλογία φαινόλης προς ολεφίνη, ο χρόνος παραμονής του αλκυλικού στη ζώνη αντίδρασης και τα παρόμοια.

Η μάζα της αντίδρασης (αλκυλικό) μετά τους αντιδραστήρες αλκυλίωσης κατά μέσο όρο περιέχει:

- 0,60% κ.β. - τριμερή προπυλενίου, παραφίνες.

- 32,65% κ.β. - φαινόλη;

- 58,60% κ.β. - αλκυλοφαινόλες

- 7,65% κ.β. - διαλκυλοφαινόλες και άλλες.

Η αντίδραση αλκυλίωσης φαινόλης με τριμερή προπυλενίου λαμβάνει χώρα σε έναν αδιαβατικό αντιδραστήρα σε πίεση 0,4 MPa (4 bar) και θερμοκρασία 80°C έως 125°C.

Η αύξηση της θερμοκρασίας στον αντιδραστήρα συμβαίνει λόγω της απελευθέρωσης θερμότητας κατά την εξώθερμη αντίδραση. Η τελική θερμοκρασία καθορίζεται από την απόδοση του καταλύτη, ο οποίος χάνει τη δραστηριότητά του στους 170°C. Η ταχύτητα κίνησης του υγρού σε σχέση με το ελεύθερο τμήμα του αντιδραστήρα είναι 0,7 cm/sec, ο χρόνος παραμονής είναι 15 λεπτά. Η δραστηριότητα του καταλύτη μειώνεται κατά τη λειτουργία και μετά από 12-13 μήνες λειτουργίας, ο καταλύτης χρειάζεται αντικατάσταση. Η αύξηση της θερμοκρασίας στους αντιδραστήρες έχει σημαντική επίδραση στην απόδοση του καταλύτη· επομένως, η λειτουργία σε έναν νέο καταλύτη απαιτεί ένα ηπιότερο καθεστώς θερμοκρασίας για την αλκυλίωση. Η θερμοκρασία του πυθμένα του αντιδραστήρα διατηρείται στους 70-800C.

Σε χαμηλά φορτία, το μίγμα της αντίδρασης τροφοδοτείται στον δεύτερο αντιδραστήρα κατά μήκος της πορείας με αρχική θερμοκρασία 60-800C. Η μοριακή αναλογία τριμερών φαινόλης: προπυλενίου διατηρείται τουλάχιστον 2:1. Αυτό επιτυγχάνεται με τον έλεγχο του ρυθμού ροής των κύριων ρευμάτων - φαινόλης και τριμερών προπυλενίου ή ολεφινών - στο μίξερ pos. Γ-1.

Κατανάλωση φαινόλης στο μίξερ pos. Το C-1 διατηρείται από τον ρυθμιστή ροής θέσης 6-6 που είναι εγκατεστημένος στη γραμμή παροχής

τριμερή φαινόλης και προπυλενίου με ρυθμιστή ροής θέση 5-6. Μετά την ανάμειξη στο μίξερ pos. C-1 το μίγμα της αντίδρασης εισέρχεται στον δακτυλιοειδή χώρο του ψυγείου pos. T-1, όπου ψύχεται με δευτερεύον ψυκτικό νερό σε θερμοκρασία 80°C. Επιστρέψτε το νερό ψύξης από τη θέση του ψυγείου. Το T-1 εισέρχεται στον συλλέκτη νερού επιστροφής καταστήματος.

Από τη θέση του ψυγείου. Τ-1 το μίγμα της αντίδρασης τροφοδοτείται στην αλκυλίωση στον πρώτο αντιδραστήρα pos. P-1a από τον πυθμένα κατά μήκος της διαδικασίας, το αλκυλικό εισέρχεται μέσω του ενδιάμεσου ψυγείου pos. Τ-2, όπου ψύχεται με δευτερεύον ψυκτικό νερό, στο κάτω μέρος του δεύτερου αντιδραστήρα κατά την πορεία της διαδικασίας, pos. R-1b.

Η θερμοκρασία της κορυφής του πρώτου κατά τη διάρκεια της διαδικασίας του αντιδραστήρα διατηρείται αυτόματα από τον ελεγκτή θερμοκρασίας θέσης 11-7 ψύχοντας το μείγμα αντίδρασης στη θέση ψυγείου. T-1 δευτερεύον νερό ψύξης, χρησιμοποιώντας τη βαλβίδα ελέγχου θέσης. 11-12, το οποίο είναι εγκατεστημένο στη δευτερεύουσα γραμμή εκκένωσης νερού ψύξης από τη θέση του ψυγείου. Τ-1.

Η θερμοκρασία της κορυφής του δεύτερου αντιδραστήρα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διατηρείται αυτόματα από τον ελεγκτή θερμοκρασίας pos. 14-5 ψύχοντας το αλκυλικό στο ψυγείο pos. T-2 δευτερεύον ψυκτικό νερό, η βαλβίδα ελέγχου της οποίας είναι. 14-11 εγκαθίσταται στη δευτερεύουσα γραμμή εκκένωσης νερού ψύξης από τη θέση του ψυγείου. Τ-2.

Προκειμένου να αποφευχθεί η αποσυμπίεση των αντιδραστήρων σε περίπτωση υπερπίεσης σε αυτούς, τοποθετούνται συζευγμένες βαλβίδες ασφαλείας.

Λόγω του γεγονότος ότι το αλκυλικό έχει όξινο περιβάλλον, για να αποφευχθεί η διάβρωση του εξοπλισμού του συνεργείου, το αλκυλικό από τον δεύτερο αντιδραστήρα στη διαδικασία, pos. Μπαίνει το R-1b

μίξερ pos. C-2 για εξουδετέρωση. Η κύρια εξουδετέρωση του αλκυλικού εστέρα πραγματοποιείται με διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου 20 - 42% αφού ο νέος αντιδραστήρας τεθεί σε λειτουργία με νέο καταλύτη σε pH = 6,5 - 7,0. Περαιτέρω διατήρηση του pH=6,5-7,0 πραγματοποιείται με τριμερή προπυλενίου pH=7,0. Ο αναμικτήρας είναι εξοπλισμένος με πλάκες οδήγησης στο εσωτερικό, λόγω των οποίων οι ροές αναμειγνύονται.

Από το δοχείο pos. Ε-2 στη θέση του μίξερ. Το αλκάλιο C-2 παρέχεται όπως απαιτείται από μια αντλία εμβόλου pos. Η-2α, β. Η δοσολογία του αλκαλίου στο αλκυλικό γίνεται ανάλογα με την οξύτητα του αλκυλικού.

Από το μίξερ pos. Το C-2 εξουδετερωμένο αλκυλικό εισέρχεται στη θέση της δεξαμενής. Ε-3, ενώ μέρος του εκτρέπεται συνεχώς στον αναλυτή για τον χρωματογράφο.

Αλκυλίωση σε δοχείο pos. Το E-3 αποθηκεύεται κάτω από ένα «μαξιλάρι» αζώτου σε σταθερή πίεση, η οποία διατηρείται αυτόματα από τον ρυθμιστή πίεσης pos. 18-5.

1.4 Σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας της κύριας συσκευής

αλκυλίωση φαινόλη προπυλένιο

Η κύρια συσκευή για τη διεξαγωγή της διαδικασίας αλκυλίωσης είναι ο αντιδραστήρας pos. R-1 a, b, που προορίζεται για αλκυλίωση φαινόλης με τριμερή προπυλενίου.

Η συσκευή είναι ένα κατακόρυφο κυλινδρικό δοχείο pos. 1 από την κορυφή θέση. 3 και κάτω θέση. 2 καπάκια από ανοξείδωτο ατσάλι. Το κυλινδρικό τμήμα συνδέεται με το καπάκι και το κάτω μέρος με καρφιά. Οι συνδέσεις φλάντζας γίνονται σύμφωνα με τον τύπο "αγκάθι - αυλάκι". Μεταξύ του κυλινδρικού τμήματος και του πυθμένα υπάρχει ένα πλέγμα pos. 4 για συγκράτηση της κλίνης καταλύτη. Το πλέγμα είναι μια διαμήκης και εγκάρσια μεταλλική πλάκα, καλυμμένη με πλέγμα με λεπτό πλέγμα στο φως 0,25x0,25 mm, που εξαλείφει την αστοχία του καταλύτη. Ο καταλύτης μέσα στη συσκευή βρίσκεται σύμφωνα με τη μέθοδο χύδην. Το μίγμα της αντίδρασης διέρχεται από την καταλυτική κλίνη, όπου η αντίδραση αλκυλίωσης λαμβάνει χώρα στις ενεργές θέσεις του καταλύτη. Το αλκυλικό φεύγει από τον αντιδραστήρα μέσω του φίλτρου pos. 5, ενσωματωμένο στο κέντρο της θέσης τοποθέτησης. 3. Το φίλτρο είναι ένας κύλινδρος με πολλές τρύπες, καλυμμένος με μεταλλικό πλέγμα με λεπτό πλέγμα στο φως 0,25x0,25mm.

Μια κατάλληλη θέση. Και για να εισέλθει στο μίγμα της αντίδρασης, η έξοδος του αντιδρώντος μίγματος πραγματοποιείται μέσω της θέσης προσαρμογής. Β, ενσωματωμένο στο επάνω κάλυμμα. Ο καταλύτης φορτώνεται μέσω της θέσης προσαρμογής. Β, εγκατεστημένο στο καπάκι του αντιδραστήρα υπό γωνία ως προς τον κύριο άξονα της συσκευής, πραγματοποιείται εκφόρτωση προσαρμογής pos. Zh, που βρίσκεται στο κάτω μέρος του κυλινδρικού τμήματος της συσκευής, το οποίο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως καταπακτή για την τοποθέτηση και την επιθεώρηση εσωτερικών συσκευών. Στο κάτω σημείο της συσκευής, μια θέση τοποθέτησης. D, σχεδιασμένο να αδειάζει τον αντιδραστήρα από το προϊόν πριν από την εκφόρτωση του καταλύτη και την επισκευή της συσκευής.

Εξωτερικά, ένα στήριγμα που αποτελείται από μια φούστα και δέκα πόδια είναι συγκολλημένο στο κυλινδρικό μέρος. Προδιαγραφές:

1. Χωρητικότητα 10,3 m3

2. Το περιβάλλον στη συσκευή είναι τοξικό, εκρηκτικό

3. Πίεση εργασίας 0,4MPa

4. Θερμοκρασία λειτουργίας 95 0С

5. Κύριο υλικό Χάλυβας Х18Н10Т

6. Βάρος μηχανής 5030 κιλά

7. Διαστάσεις:

α) ύψος 9550 χλστ

β) διάμετρος 1200 mm

/4.86/

1.5 Αναλυτικός έλεγχος παραγωγής

GOST 14870-77 Μέτρηση συγκέντρωσης υγρασίας με τη μέθοδο Fisher

Η μέθοδος συνίσταται στη διάλυση ή τη διασπορά του δείγματος σε κατάλληλο διαλύτη και την τιτλοδότηση με το αντιδραστήριο Karl Fischer, το οποίο είναι ένα μείγμα ιωδίου, διοξειδίου του θείου, πυριδίνης και μεθανόλης. Παρουσία νερού, το ιώδιο αντιδρά με θειούχο ανυδρίτη για να σχηματίσει άχρωμο υδροϊωδικό οξύ και θειικό ανυδρίτη σύμφωνα με την ακόλουθη εξίσωση αντίδρασης:

С5Н5 I2 + С5Н5N SO2 + С5Н5N + H2O + CH3OH

2С5Н5N HI + С5Н5N HSO4 CH3

Το τελικό σημείο της ογκομέτρησης λαμβάνεται ως η στιγμή εμφάνισης ελεύθερου ιωδίου, που προσδιορίζεται ηλεκτρομετρικά ή οπτικά.

Αυτή η μέθοδος προσδιορίζει υδροσκοπικό, κρυστάλλωση, απορροφημένο νερό.

Χρωματογραφική Μέθοδος Νο. 307-007-92

Η μέθοδος βασίζεται στον χρωματογραφικό διαχωρισμό των συστατικών του μείγματος με την επακόλουθη καταχώρισή τους στην έξοδο της χρωματογραφικής στήλης από έναν ανιχνευτή θερμικής αγωγιμότητας.

Χρωματογραφική μέθοδος TU 2211-031 05766801

Η μέθοδος βασίζεται στον διαχωρισμό των συστατικών του δείγματος που αναλύθηκε σε μια χρωματογραφική στήλη με την επακόλουθη καταχώρισή τους από ένα σύστημα συνδεδεμένο με έναν ανιχνευτή ιονισμού φλόγας.

Ποτενσιομετρική Μέθοδος #8 Μέτρηση pH

Η τεχνική έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση του pH του συμπυκνώματος νερού, των αποβλήτων και του βιομηχανικού νερού. Μέθοδος μέτρησης Η τιμή του pH αντιστοιχεί στον αρνητικό δεκαδικό λογάριθμο της δραστηριότητας των ιόντων υδρογόνου σε διάλυμα pH=-lg an. Το pH είναι ένα μέτρο της οξύτητας ή της αλκαλικότητας ενός διαλύματος.

Πίνακας 2.18 Προσδιορισμός περιβάλλοντος υδατικών διαλυμάτων

GOST 4333 - 87

Η ουσία της μεθόδου είναι η θέρμανση ενός δείγματος ενός προϊόντος πετρελαίου σε ανοιχτό χωνευτήριο με καθορισμένη ταχύτητα έως ότου εμφανιστεί μια αναλαμπή ατμού (σημείο ανάφλεξης) του προϊόντος πετρελαίου πάνω από την επιφάνειά του από μια εμπρηστική συσκευή και έως ότου το προϊόν αναφλεγεί (ανάφλεξη θερμοκρασία) με διάρκεια καύσης τουλάχιστον 5 δευτερολέπτων.

GOST 14871 - 76

Το χρώμα είναι ένα υπό όρους αποδεκτό ποσοτικό χαρακτηριστικό για τα υγρά χημικά αντιδραστήρια και τα διαλύματά τους, τα οποία έχουν ελαφρύ χρώμα.

Η μέθοδος βασίζεται στον προσδιορισμό του χρώματος με οπτική σύγκριση με τη χρωματική κλίμακα.

1.6 Αυτοματοποίηση παραγωγής

1.6.1 Περιγραφή του κυκλώματος ελέγχου ροής πρώτης ύλης

803-1 - διάφραγμα DK 25-100

803-2 - αισθητήρας υπερπίεσης Metran-100 DD-2430

803-3 - HID 2029 IS Barrier

803-4 - HID 2037 IS Barrier

803-5 - Ηλεκτροπνευματικός ρυθμιστής θέσης EPP-Ex

803-6 - μονοθέσια βαλβίδα ελέγχου - τύπος NZ RK201nzh

Περιγραφή του κυκλώματος ελέγχου ροής αναρροής σε Kt-2

Η διαφορική πίεση από το διάφραγμα (θέση 803-1) τροφοδοτείται στον αισθητήρα υπερπίεσης με ενσωματωμένο μικροεπεξεργαστή Metran-100 DD-2430 (θέση 803-2). Το κανονικοποιημένο ηλεκτρικό σήμα 4 - 20 mA από τον αισθητήρα μέσω του εγγενούς φραγμού ασφαλείας HID 2029 (θέση 803-3) τροφοδοτείται στον ελεγκτή, όπου καταγράφεται και συγκρίνεται με την τιμή που είχε ρυθμιστεί προηγουμένως. Εάν υπάρχουν αποκλίσεις της μετρούμενης παραμέτρου από την καθορισμένη τιμή, το σύστημα APACS δημιουργεί μια ενέργεια ελέγχου στο

βαλβίδα ελέγχου μονής θέσης - τύπου NZ RK201nzh (θέση 803-6) μέσω του εσωτερικού φράγματος ασφαλείας HID 2037 (θέση 803-4) και μέσω του ηλεκτροπνευματικού ρυθμιστή θέσης EPP-Ex (θέση 803-5) μέχρι την αναντιστοιχία γίνεται μηδέν.

Εικόνα 1. Περίγραμμα ροής τριμερών προπυλενίου στον αναμικτήρα C-3

1.6.2 Προδιαγραφή εξοπλισμού οργάνων και ελέγχου

Πίνακας - Προδιαγραφή εξοπλισμού οργάνων και ελέγχου

Αριθμός θέσης	Ονομα παράμετρος	ρυθμίσεις οργάνων	Ελεγχόμενο περιβάλλον	Όνομα και χαρακτηριστικά της συσκευής	Μοντέλο οργάνου	Ποσότητα (τμχ)
	Έλεγχος πίεσης στον αγωγό τριμερών προπυλενίου	Στον αγωγό	τριμερή προπυλενίου		Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
	Έλεγχος ροής τριμερών προπυλενίου Β Ε-1	Στον αγωγό	τριμερή προπυλενίου		Τύπος DK 25200 GOST 8.563.1
		Στον αγωγό			Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		IS Barrier Cabinet		4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
		IS Barrier Cabinet		4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
		Στη βαλβίδα
		Στον αγωγό
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Είσοδος 4-20mA, Έξοδος 4-20mA
		IS Barrier Cabinet		Έξοδος εγγενούς φραγμού ασφαλείας σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
	Θερμοκρασία σε Ε-1	Στον αγωγό	τριμερή προπυλενίου		TSP Metran-256
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
	Ρύθμιση πίεσης στο Ε-1	Στον αγωγό			Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Είσοδος 4-20mA, Έξοδος 4-20mA
		IS Barrier Cabinet		Έξοδος εγγενούς φραγμού ασφαλείας σειράς HID, δύο καναλιών. Είσοδος 4-20mA, Έξοδος 4-20mA
		Στη βαλβίδα		Σχεδιασμένο για μετακίνηση
		Στον αγωγό		Πνευματικός ενεργοποιητής βαλβίδας ελέγχου
	Έλεγχος ροής τριμερών προπυλενίου στο C-1	Στον αγωγό	τριμερή προπυλενίου	Το διάφραγμα είναι θάλαμος, τοποθετημένος στις φλάντζες του αγωγού DSK σύμφωνα με τα GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3.	Τύπος DK 25200 GOST 8.563.1
		Στον αγωγό		Ο ευφυής αισθητήρας πίεσης της σειράς Metran-100 έχει σχεδιαστεί για να μετρά και να μετατρέπεται συνεχώς σε ένα ενοποιημένο αναλογικό σήμα ρεύματος 4-20 mA ή/και ψηφιακό σήμα σε πρωτόκολλο HART ή ψηφιακό σήμα βασισμένο στη διεπαφή RS485 για είσοδο διαφορικής πίεσης.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Είσοδος 4-20mA, Έξοδος 4-20mA
		IS Barrier Cabinet		Έξοδος εγγενούς φραγμού ασφαλείας σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
		Στη βαλβίδα		10…100 χλστ. Προστασία από εκρήξεις: ExdsllB+H2T6
		Στον αγωγό		Πνευματικός ενεργοποιητής βαλβίδας ελέγχου
	Ρύθμιση της κατανάλωσης φαινόλης C-1	Στον αγωγό		Το διάφραγμα είναι θάλαμος, τοποθετημένος στις φλάντζες του αγωγού DSK σύμφωνα με τα GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3.	Τύπος DK 25200 GOST 8.563.1
		Στον αγωγό		Ο ευφυής αισθητήρας πίεσης της σειράς Metran-100 έχει σχεδιαστεί για να μετρά και να μετατρέπεται συνεχώς σε ένα ενοποιημένο αναλογικό σήμα ρεύματος 4-20 mA ή/και ψηφιακό σήμα σε πρωτόκολλο HART ή ψηφιακό σήμα βασισμένο στη διεπαφή RS485 για είσοδο διαφορικής πίεσης.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Είσοδος 4-20mA, Έξοδος 4-20mA
		IS Barrier Cabinet		Έξοδος εγγενούς φραγμού ασφαλείας σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
		Στη βαλβίδα		Ηλεκτροπνευματικός ρυθμιστής θέσης. Πίεση αέρα τροφοδοσίας 0,14 MPa. Σήμα εισόδου 0,02-0,1 MPa. Σχεδιασμένο για διαδρομή 10 ... 100 mm. Προστασία από εκρήξεις: ExdsllB+H2T6
		Στον αγωγό		Πνευματικός ενεργοποιητής βαλβίδας ελέγχου
	Θερμοκρασία αλκυλικού έως Τ-4	Στον αγωγό		Ένας θερμικός μετατροπέας με ενοποιημένο σήμα έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση της θερμοκρασίας των ουδέτερων και επιθετικών μέσων που χρησιμοποιούνται σε εκρηκτικές περιοχές. Ενοποιημένο εύρος εξόδου 4-20 mA DC	TSP Metran-256
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
	Θερμοκρασία αλκυλικού μετά Τ-4	Στον αγωγό		Ένας θερμικός μετατροπέας με ενοποιημένο σήμα έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση της θερμοκρασίας των ουδέτερων και επιθετικών μέσων που χρησιμοποιούνται σε εκρηκτικές περιοχές. Ενοποιημένο εύρος εξόδου 4-20 mA DC	TSP Metran-256
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
	Έλεγχος πίεσης αλκυλικού στην είσοδο στο R-5	Στον αγωγό		Ο έξυπνος αισθητήρας πίεσης Metran-100-Di-Ex έχει σχεδιαστεί για να μετρά και να μετατρέπει συνεχώς σε ένα ενοποιημένο αναλογικό σήμα ρεύματος 4-20 mA ή/και ένα ψηφιακό σήμα που βασίζεται στη διεπαφή RS485, το σήμα εξόδου της υπερπίεσης	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Είσοδος 4-20mA, Έξοδος 4-20mA
	Ρύθμιση της ροής του βιομηχανικού νερού στην έξοδο του Τ-4	Στον αγωγό	βιομηχανικό νερό	Το διάφραγμα είναι θάλαμος, τοποθετημένος στις φλάντζες του αγωγού DSK σύμφωνα με τα GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3.	Τύπος DK 25200 GOST 8.563.1
		Στον αγωγό		Ο ευφυής αισθητήρας πίεσης της σειράς Metran-100 έχει σχεδιαστεί για να μετρά και να μετατρέπεται συνεχώς σε ένα ενοποιημένο αναλογικό σήμα ρεύματος 4-20 mA ή/και ψηφιακό σήμα σε πρωτόκολλο HART ή ψηφιακό σήμα βασισμένο στη διεπαφή RS485 για είσοδο διαφορικής πίεσης.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Είσοδος 4-20mA, Έξοδος 4-20mA
		IS Barrier Cabinet		Έξοδος εγγενούς φραγμού ασφαλείας σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
		Στη βαλβίδα		Ηλεκτροπνευματικός ρυθμιστής θέσης. Πίεση αέρα τροφοδοσίας 0,14 MPa. Σήμα εισόδου 0,02-0,1 MPa. Σχεδιασμένο για μετακίνηση 10…100 χλστ. Προστασία από εκρήξεις: ExdsllB+H2T6
		Στον αγωγό		Πνευματικός ενεργοποιητής βαλβίδας ελέγχου
	Κορυφαία θερμοκρασία R-5	Στον αγωγό		Ένας θερμικός μετατροπέας με ενοποιημένο σήμα έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση της θερμοκρασίας των ουδέτερων και επιθετικών μέσων που χρησιμοποιούνται σε εκρηκτικές περιοχές. Ενοποιημένο εύρος εξόδου 4-20 mA DC	TSP Metran-256
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
		IS Barrier Cabinet		IS φράγμα με γαλβανική μόνωση, έξοδος. Σήμα επικίνδυνης ζώνης (είσοδος) - 4-20 mA. Σήμα ασφαλούς περιοχής (έξοδος) - 4-20 mA. Τροφοδοσία 24 V DC. Ενιαίο κανάλι.
				Βαλβίδα διακοπής, 0% κλειστή, 100% ανοιχτή
	Μέση θερμοκρασία R-5	Στον αγωγό		Ένας θερμικός μετατροπέας με ενοποιημένο σήμα έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση της θερμοκρασίας των ουδέτερων και επιθετικών μέσων που χρησιμοποιούνται σε εκρηκτικές περιοχές. Ενοποιημένο εύρος εξόδου 4-20 mA DC	TSP Metran-256
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
	Κάτω θερμοκρασία R-5	Στον αγωγό		Ένας θερμικός μετατροπέας με ενοποιημένο σήμα έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση της θερμοκρασίας των ουδέτερων και επιθετικών μέσων που χρησιμοποιούνται σε εκρηκτικές περιοχές. Ενοποιημένο εύρος εξόδου 4-20 mA DC	TSP Metran-256
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
	Ρ-5 έλεγχος πίεσης	Στον αγωγό		Ο έξυπνος αισθητήρας πίεσης Metran-100-Di-Ex έχει σχεδιαστεί για να μετρά και να μετατρέπει συνεχώς σε ένα ενοποιημένο αναλογικό σήμα ρεύματος 4-20 mA ή/και ένα ψηφιακό σήμα που βασίζεται στη διεπαφή RS485, το σήμα εξόδου της υπερπίεσης	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Είσοδος 4-20mA, Έξοδος 4-20mA
	Ρύθμιση της ροής του βιομηχανικού νερού στην έξοδο του Τ-6	Στον αγωγό	βιομηχανικό νερό	Το διάφραγμα είναι θάλαμος, τοποθετημένος στις φλάντζες του αγωγού DSK σύμφωνα με τα GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3.	Τύπος DK 25200 GOST 8.563.1
		Στον αγωγό		Ο ευφυής αισθητήρας πίεσης της σειράς Metran-100 έχει σχεδιαστεί για να μετρά και να μετατρέπεται συνεχώς σε ένα ενοποιημένο αναλογικό σήμα ρεύματος 4-20 mA ή/και ψηφιακό σήμα σε πρωτόκολλο HART ή ψηφιακό σήμα βασισμένο στη διεπαφή RS485 για είσοδο διαφορικής πίεσης.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Είσοδος 4-20mA, Έξοδος 4-20mA
		IS Barrier Cabinet		Έξοδος εγγενούς φραγμού ασφαλείας σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
		Στη βαλβίδα		Ηλεκτροπνευματικός ρυθμιστής θέσης. Πίεση αέρα τροφοδοσίας 0,14 MPa. Σήμα εισόδου 0,02-0,1 MPa. Σχεδιασμένο για μετακίνηση 10…100 χλστ. Προστασία από εκρήξεις: ExdsllB+H2T6
		Στον αγωγό		Πνευματικός ενεργοποιητής βαλβίδας ελέγχου
	Κορυφαία θερμοκρασία R-7	Στον αγωγό		Ένας θερμικός μετατροπέας με ενοποιημένο σήμα έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση της θερμοκρασίας των ουδέτερων και επιθετικών μέσων που χρησιμοποιούνται σε εκρηκτικές περιοχές. Ενοποιημένο εύρος εξόδου 4-20 mA DC	TSP Metran-256
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
	Μέση θερμοκρασία R-7	Στον αγωγό		Ένας θερμικός μετατροπέας με ενοποιημένο σήμα έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση της θερμοκρασίας των ουδέτερων και επιθετικών μέσων που χρησιμοποιούνται σε εκρηκτικές περιοχές. Ενοποιημένο εύρος εξόδου 4-20 mA DC	TSP Metran-256
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
	Κάτω θερμοκρασία R-7	Στον αγωγό		Ένας θερμικός μετατροπέας με ενοποιημένο σήμα έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση της θερμοκρασίας των ουδέτερων και επιθετικών μέσων που χρησιμοποιούνται σε εκρηκτικές περιοχές. Ενοποιημένο εύρος εξόδου 4-20 mA DC	TSP Metran-256
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
	Έλεγχος πίεσης P-7	Στον αγωγό		Ο έξυπνος αισθητήρας πίεσης Metran-100-Di-Ex έχει σχεδιαστεί για να μετρά και να μετατρέπει συνεχώς σε ένα ενοποιημένο αναλογικό σήμα ρεύματος 4-20 mA ή/και ένα ψηφιακό σήμα που βασίζεται στη διεπαφή RS485, το σήμα εξόδου της υπερπίεσης	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Είσοδος 4-20mA, Έξοδος 4-20mA
	Έλεγχος στάθμης στο Ε-8	Στον αγωγό		Ο έξυπνος αισθητήρας πίεσης της σειράς Metran-100 έχει σχεδιαστεί για να μετρά και να μετατρέπει συνεχώς σε ενιαίο αναλογικό σήμα ρεύματος 4-20 mA ή/και ψηφιακό σήμα στο πρότυπο πρωτοκόλλου HART ή ψηφιακό σήμα που βασίζεται στη διεπαφή υδροστατικής πίεσης RS485	Metran-100-DG-Ex
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Είσοδος 4-20mA, Έξοδος 4-20mA
	αλκυλιώνουν το pH μετά από αντιδραστήρες αλκυλίωσης	στον αγωγό		Ηλεκτρόδιο με ενσωματωμένο αισθητήρα θερμοκρασίας Pt -100, μήκος 120mm, διάμετρος 12mm. Η θερμοκρασία του μετρούμενου μέσου είναι 0-120oС. Το εύρος του μετρούμενου μέσου είναι 0-14.
		Στον αγωγό		Μετατροπέας μετρητή pH με κρυστάλλινη οθόνη. Σήμα εξόδου 4h20 mA, σφάλμα μέτρησης 0,1%. Θερμοκρασία περιβάλλοντος -20 h +55 °С
		IS Barrier Cabinet		Έξοδος εγγενούς φραγμού ασφαλείας σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από 4-20 mA
	Έλεγχος της κατανάλωσης αλκυλικού στην έξοδο των αντιδραστήρων	Στον αγωγό		Το διάφραγμα είναι θάλαμος, τοποθετημένος στις φλάντζες του αγωγού DSK σύμφωνα με τα GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3.	Τύπος DK 25200 GOST 8.563.1
		Στον αγωγό		Ο ευφυής αισθητήρας πίεσης της σειράς Metran-100 έχει σχεδιαστεί για να μετρά και να μετατρέπεται συνεχώς σε ένα ενοποιημένο αναλογικό σήμα ρεύματος 4-20 mA ή/και ψηφιακό σήμα σε πρωτόκολλο HART ή ψηφιακό σήμα βασισμένο στη διεπαφή RS485 για είσοδο διαφορικής πίεσης.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Είσοδος 4-20mA, Έξοδος 4-20mA
	Ρύθμιση πίεσης στο Ε-11	Στον αγωγό		Η σειρά έξυπνων αισθητήρων πίεσης Metran-100-Di-Ex έχει σχεδιαστεί για να μετρά και να μετατρέπεται συνεχώς σε ένα ενοποιημένο αναλογικό σήμα ρεύματος 4-20 mA ή/και ψηφιακό σήμα με βάση την έξοδο υπερπίεσης διασύνδεσης RS485	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		IS Barrier Cabinet		Εσωτερικό φράγμα ασφαλείας της εισόδου της σειράς HID, δύο καναλιών. Είσοδος 4-20mA, Έξοδος 4-20mA
		IS Barrier Cabinet		Έξοδος εγγενούς φραγμού ασφαλείας σειράς HID, δύο καναλιών. Σήμα εισόδου από 4-20 mA, έξοδος από
		Στη βαλβίδα		Ηλεκτροπνευματικός ρυθμιστής θέσης. Πίεση αέρα τροφοδοσίας 0,14 MPa. Σήμα εισόδου 0,02-0,1 MPa. Σχεδιασμένο για διαδρομή 10 ... 100 mm. Προστασία από εκρήξεις: ExdsllB+H2T6
		Στον αγωγό		Πνευματικός ενεργοποιητής βαλβίδας ελέγχου

1.7 Υγεία και ασφάλεια στην εργασία

Απαιτήσεις για τη διασφάλιση του κινδύνου έκρηξης της διαδικασίας αλκυλίωσης φαινόλης.

Το προβλεπόμενο εργοστάσιο για την παραγωγή αλκυλοφαινολών βρίσκεται σε κοντινή απόσταση από μεγάλες επιχειρήσεις: NShZ, το εργοστάσιο Elastic, CHPP-1, OAO NKNKh κοντά στην πόλη Nizhnekamsk, λαμβάνοντας υπόψη το "τριαντάφυλλο του ανέμου". Οι άνεμοι που επικρατούν εδώ μεταφέρουν σημαντικό μέρος των επιβλαβών εκπομπών προς την αντίθετη κατεύθυνση από τις κατοικημένες περιοχές. Ο τεχνολογικός εξοπλισμός βρίσκεται σε μια εξωτερική μονάδα με διαστάσεις 24 επί 24 μέτρα και ύψος 17 μέτρα. Ο έλεγχος της διαδικασίας είναι αυτοματοποιημένος και πραγματοποιείται εξ αποστάσεως χρησιμοποιώντας το σύστημα APACS από το κτίριο του θαλάμου ελέγχου. Οι διαστάσεις του θαλάμου ελέγχου είναι 15 επί 20 μέτρα και το ύψος είναι 4 μέτρα.

Με βάση τις ιδιότητες των ουσιών σύμφωνα με τα πρότυπα πυρασφάλειας NPB 105-03, καθορίζουμε την κατηγορία και την κατηγορία της εκρηκτικής ζώνης: για την κατηγορία χειριστή «D» και για την κατηγορία παραγωγής «An». Σύμφωνα με το PB 09.107-03, ως προς το ενεργειακό δυναμικό της έκρηξης και την ποσότητα των εκρηκτικών ουσιών, η διεργασία ανήκει στην κατηγορία Ι, αφού Q > 54 και m > 9600 kg.

Σύμφωνα με το PUE, η εξωτερική εγκατάσταση ανήκει στην κατηγορία της εκρηκτικής ζώνης - V-1g.

Σύμφωνα με το GOST 12.2.007.0-75 για ηλεκτρικά προϊόντα σε υπαίθριες εγκαταστάσεις και στον θάλαμο ελέγχου, χρησιμοποιείται τριφασικό τετρασύρματο νεκρό ηλεκτρικό δίκτυο U = 380/220V. Σύμφωνα με το PUE, όσον αφορά τον βαθμό κινδύνου ηλεκτροπληξίας, μια εξωτερική εγκατάσταση εξισώνεται με ιδιαίτερα επικίνδυνες εγκαταστάσεις, ο χώρος ελέγχου ανήκει σε χώρους χωρίς αυξημένο κίνδυνο.

Σύμφωνα με τον βαθμό κινδύνου ηλεκτροπληξίας για τους ανθρώπους, ο θάλαμος ελέγχου ανήκει στην κατηγορία αυξημένου κινδύνου. Για τον θάλαμο ελέγχου, σύμφωνα με το PUE, ο ελάχιστος επιτρεπόμενος βαθμός προστασίας του ηλεκτρικού εξοπλισμού αντιστοιχεί στο IP44 (κατά της εισόδου στερεών ουσιών με διάμετρο μεγαλύτερη από 1 mm και εκτόξευσης νερού προς οποιαδήποτε κατεύθυνση).

Σύμφωνα με τα GOST 12.1.019-79 και GOST 12.1.009-76, η ηλεκτρική ασφάλεια του προσωπικού διασφαλίζεται από τις σχεδιαστικές λύσεις ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. χρήση προστατευτικής γείωσης όλου του εξοπλισμού, τοποθέτηση ηλεκτρολογικού εξοπλισμού DCS σε κλειστά ερμάρια.

Όλα τα σχέδια ηλεκτρικού εξοπλισμού συμμορφώνονται με τις συνθήκες λειτουργίας και παρέχουν προστασία στο προσωπικό από την επαφή με ηλεκτροφόρα μέρη.

Για να αποφευχθεί η ζημιά στη μόνωση από τη δράση της υγρασίας, ολόκληρη η βιομηχανία καλωδίων σφραγίζεται σε σωληνώσεις.

Πηγές ανάφλεξης είναι: θερμοί ή θερμαινόμενοι τοίχοι εξοπλισμού, σπινθήρες από ηλεκτρικό εξοπλισμό, στατικός ηλεκτρισμός, σπινθήρες κρούσης και τριβής.

Τα κτίρια και οι κατασκευές της προβλεπόμενης παραγωγής είναι από οπλισμένο σκυρόδεμα και ανήκουν στον ΙΙ βαθμό πυραντίστασης.

Κατά την προετοιμασία για επισκευή, η συσκευή καθαρίζεται με άζωτο. Όλος ο εξοπλισμός και οι συνδέσεις είναι σφραγισμένοι. Οι εργασίες επισκευής εκτελούνται μόνο με αντισπινθήρα εργαλείο. Για τον έγκαιρο εντοπισμό πυρκαγιάς παρέχεται σύστημα συναγερμού αυτόματης λειτουργίας. Οι εγκαταστάσεις διαθέτουν ηλεκτρικό σύστημα συναγερμού πυρκαγιάς για την ανίχνευση του αρχικού σταδίου πυρκαγιάς με χειροκίνητη και αυτόματη ενεργοποίηση. Για χειροκίνητη ενεργοποίηση, χρησιμοποιούνται ανιχνευτές με κουμπιά τύπου PKIL-9. Για αυτόματη ενεργοποίηση, χρησιμοποιούνται ανιχνευτές καπνού τύπου DI-1. Σε εκρηκτικό περιβάλλον, χρησιμοποιούνται αντιεκρηκτικοί ανιχνευτές DSP-1AG (διαφορικό).

Για την κατάσβεση πυρκαγιάς στο συνεργείο παρέχονται τα ακόλουθα κύρια πυροσβεστικά μέσα: παροχή νερού πυρκαγιάς, πυροσβεστήρες, κουβέρτες αμιάντου, άμμος, άζωτο,

υδρατμούς. Κατά μήκος της περιμέτρου του συνεργείου βρίσκονται πυροσβεστικά μόνιτορ και πυροσβεστικοί κρουνοί.

Οι πυροσβεστήρες διοξειδίου του άνθρακα και σκόνης OU-8, OU-25, OP-100 χρησιμοποιούνται για την κατάσβεση ηλεκτρικού εξοπλισμού.

Υπάρχει σύστημα πυροσβεστικής επικοινωνίας με σκοπό την έγκαιρη ειδοποίηση πυρκαγιάς, καθώς και την κλήση πυροσβεστικών δυνάμεων.

Σύμφωνα με την πυροτεχνική ταξινόμηση, τα κτίρια πληρούν τις απαραίτητες προϋποθέσεις για την ασφαλή εκκένωση των ανθρώπων μέσω εξόδων κινδύνου. Ο αριθμός των εξόδων κινδύνου είναι δύο.

Για την αποφυγή θερμικών εγκαυμάτων, ο εξοπλισμός και οι σωληνώσεις με υψηλή θερμοκρασία τοίχου μονώνονται με ορυκτοβάμβακα και γαλβανισμένα μεταλλικά φύλλα.

Για την προστασία των συσκευών από υπερβολική πίεση πάνω από την επιτρεπόμενη, χρησιμοποιούνται βαλβίδες ασφαλείας της μάρκας PPK4-150-40, PPK4-125-40.

Κατά τη διαδικασία εξαγωγής, είναι απαραίτητο να μετρηθεί η θερμοκρασία, η πίεση και η στάθμη στη συσκευή, καθώς και ο ρυθμός ροής των εισερχόμενων προϊόντων.

Για τη μέτρηση της πίεσης, χρησιμοποιείται ένας έξυπνος αισθητήρας υπερπίεσης από την εταιρεία Metran σε αντιεκρηκτική σχεδίαση. Η στάθμη μετριέται με ψηφιακό αισθητήρα στάθμης σημαδούρας της Masoneilan

σε αντιεκρηκτική εκτέλεση. Για τη μέτρηση της θερμοκρασίας χρησιμοποιούμε θερμοστοιχείο αντίστασης πλατίνας. Ο ρυθμός ροής μετράται με ένα διάφραγμα θαλάμου για αγωγούς που κατασκευάζονται από τη Metran. Η διαδικασία ελέγχεται εξ αποστάσεως από το χειρουργείο.

Ο ελεγκτής διασφαλίζει τη διατήρηση των καθορισμένων παραμέτρων διεργασίας και την ταχύτητα ρύθμισης, παρέχει σηματοδότηση και μπλοκάρισμα όταν οι παράμετροι αποκλίνουν από τις επιτρεπόμενες τιμές σύμφωνα με το καθορισμένο πρόγραμμα.

1.8 Βιομηχανική οικολογία

Προστασία της λεκάνης νερού από βιομηχανικά λύματα.

Η μονάδα αλκυλίωσης φαινόλης με τριμερή προπυλενίου έχει τις ακόλουθες εκπομπές στα λύματα του OAO NKNKh στον Πίνακα 4.

Παράγονται λύματα: κατά την προετοιμασία χωρητικού και εξοπλισμού ανταλλαγής θερμότητας για επισκευή (1 φορά το χρόνο). Απορρίπτονται στο HZK ​​μέσω φρεατίων. Το MPC για δεξαμενές υγιεινής και οικιακής χρήσης νερού έχει ρυθμιστεί για φαινόλη 0,1 mg/l. MPC για ψάρια - οικονομικά νερά για φαινόλη 0,025 mg/l.

Πίνακας 4. Λύματα

Τα απόβλητα από το CPC εισέρχονται στο BOS. Οι κανόνες για την αποστράγγιση του νερού CZK, COD δεν είναι υψηλότεροι από 500 mg / l, pH - 6,5 h 12,5, σε περίπτωση ασυμφωνίας, τα λύματα συμπιέζονται για οργανική απογύμνωση. Η κατάσταση του νερού αναλύεται για COD με τη μέθοδο διχρωμικού Νο. 25.

Για την προστασία των δεξαμενών από επιβλαβείς εκπομπές και την πρόληψη της ρύπανσης του εδάφους, το εργαστήριο είναι εξοπλισμένο με δίσκους και υπόγειες δεξαμενές συλλογής ατμοσφαιρικών βροχοπτώσεων, από τις οποίες, καθώς συσσωρεύονται, τα λύματα αντλούνται σε χημικά μολυσμένο υπόνομο.

Οι μέθοδοι επεξεργασίας βιομηχανικών λυμάτων συνήθως χωρίζονται σε μηχανικές, χημικές, βιολογικές και φυσικοχημικές. Με αυτές τις μεθόδους, τα λύματα προετοιμάζονται για μεταγενέστερη επεξεργασία ή καθαρίζονται πλήρως από ακαθαρσίες.

Σε αυτή την περίπτωση, ο καθαρισμός μπορεί να πραγματοποιηθεί τόσο με την απελευθέρωση ακαθαρσιών στην αέρια, στερεά ή υγρή φάση όσο και με την καταστροφή τους.

2. Μέρος υπολογισμού

2.1 Υλικό ισοζύγιο παραγωγής

Αρχικά δεδομένα:

(94) (126) (220)

С6Н6О + 2 С9Н18 = С24Н42О - πλευρική αντίδραση σχηματισμού

(94) (126) (346)

διαλκυλοφαινόλη. (2)

Η χωρητικότητα της εγκατάστασης για αλκυλοφαινόλη είναι 125000

τόνους ετησίως.

Το ημερολογιακό ταμείο χρόνου είναι 365 ημέρες.

Χρόνος που δαπανάται για γενική επισκευή - 10 ημέρες.

Η μετατροπή για τριμερή προπυλενίου είναι 98,5%.

Η σύνθεση του μείγματος αντίδρασης (% μάζα)

Τριμερές προπυλενίου - 40

Αλκυλική Σύνθεση (% wt)

Αλκυλοφαινόλη - 58,60

Συμπεριλαμβανομένου:

Φαινόλη - 32,65

Τριμερείς προπυλενίου - 0,60

Διαλκυλοφαινόλη -7,65

Η διαδικασία θεωρείται συνεχής.

Σχεδιάζουμε ένα διάγραμμα ροών υλικού

Εικόνα 2.1 Διάγραμμα ροής υλικού για παραγωγή αλκυλοφαινόλης

R - αντιδραστήρας αλκυλίωσης φαινόλης με τριμερή προπυλενίου. G1 - ροή υλικού τριμερών φαινόλης και προπυλενίου, αντίστοιχα. G2 - στήλη τροφοδοσίας Kt-1, αλκυλικό

Ταμείο αποτελεσματικής λειτουργίας εξοπλισμού (ώρα)

Tef \u003d Tk -? Tr

Tef \u003d 365 24 - 10 24 \u003d 8520 ώρες

Παραγωγικότητα σε αλκυλοφαινόλη (kg/h)

Αλκυλοφαινόλη

Χ=8597,42 kg/h

X=4790,20kg/h

Τριμερή προπυλενίου

βαριά υπολείμματα

Διαλκυλοφαινόλη

Χ=1122,36kg/h

Στήλη τροφοδοσίας Kt-1 - αλκυλικός αντιδραστήρας R-1 (ρεύμα G2). Με βάση τη μετατροπή από τριμερή προπυλενίου, προσδιορίζουμε την ποσότητα της πρώτης ύλης που τροφοδοτείται. Υπολογίζουμε τον αριθμό των συμμετεχόντων στην αντίδραση (1) (kg / h)

Τριμερή προπυλενίου

Υπολογίζουμε τον αριθμό των συμμετεχόντων στην αντίδραση (2) (kg / h)

Τριμερή προπυλενίου

Προσδιορίζουμε τον συνολικό αριθμό των ουσιών που συμμετείχαν στις αντιδράσεις (1) και (2)

Τριμερή προπυλενίου

Υπολογίζουμε την ποσότητα των πρώτων υλών που παρέχονται (kg / ώρα)

Τριμερή προπυλενίου

Σύνταξη πίνακα ισοζυγίου υλικών

Πίνακας 5. Συνοπτικός πίνακας ισοζυγίου υλικών

2.2 Υπολογισμός της κύριας συσκευής

2.2.1 Τεχνολογικός υπολογισμός της κύριας συσκευής

Σκοπός: Η αλκυλίωση της φαινόλης με τριμερή προπυλενίου πραγματοποιείται στην υγρή φάση παρουσία καταλύτη.

Η ποσότητα της πρώτης ύλης που εισέρχεται στον αντιδραστήρα

Gр=26784,11 kmol (βλ. ισοζύγιο υλικού)

Λειτουργία λειτουργίας:

P = 0,4 MPa (4 kmol/cm2)

Ογκομετρικός ρυθμός τροφοδοσίας του μίγματος αντίδρασης 7,2 h-1

Καταλύτης

Διάρκεια ζωής του καταλύτη - 12-13 μήνες

Επιφάνεια διατομής της συσκευής:

πού: Vf; ογκομετρικός ρυθμός ροής του μίγματος αντίδρασης, m3/s.

W - γραμμική ταχύτητα ροής στη συσκευή, m/s.

Διάμετρος μηχανής:

D = 1,13 v1 = 1,13 m

Δεχόμαστε έναν αντιδραστήρα με διάμετρο 1200 mm.

Απαιτούμενη ποσότητα καταλύτη:

Vob - ογκομετρικός ρυθμός τροφοδοσίας πρώτων υλών, ώρα-1.

Vob = 7,2 h-1 = 0,002 s-1

Ο όγκος του καταλύτη που απαιτείται για τη διαδικασία είναι 5 m3, επομένως, το ύψος του στρώματος καταλύτη που αντιστοιχεί σε αυτόν τον όγκο προσδιορίζεται από τον τύπο:

Υπολογισμός ύψους αντιδραστήρα. Το ύψος του αντιδραστήρα καθορίζεται από τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

Hreak.zone = 7 m - το ύψος της ζώνης αντίδρασης.

Nkat. Δεκ. = 0,035 m - το ύψος του πλέγματος του καταλύτη.

Nshtuts. = 0,55 m - το ύψος των εξαρτημάτων που πρόκειται να εγκατασταθούν.

Ndn. = 1 m - ύψος πυθμένα.

Hkr = 1 m - ύψος καλύμματος.

Hreact \u003d 7 + 0,035 + 0,55 + 1 + 1 \u003d 9,5 m.

Δεχόμαστε έναν αντιδραστήρα με ύψος 9550 mm.

Ως εκ τούτου, δύο αντιδραστήρες γίνονται δεκτοί για την εγκατάσταση για να εξασφαλιστεί η μέγιστη μετατροπή με τα ακόλουθα κύρια χαρακτηριστικά:

διάμετρος - 1200 mm;

ύψος - 9550 mm;

Ύψος κρεβατιού καταλύτη - 5,35 m.

όγκος καταλύτη 5 m3.

Ο υπολογισμός του αντιδραστήρα R-1v πραγματοποιείται με παρόμοιο τρόπο, τα δεδομένα υπολογισμού συνοψίζονται

στον πίνακα 6

Πίνακας 6. Χαρακτηριστικά του εξοπλισμού του αντιδραστήρα

2.2.2 Θερμικός υπολογισμός της συσκευής

Αρχικά δεδομένα:

Το μίγμα της αντίδρασης εισέρχεται στον αντιδραστήρα σε θερμοκρασία 70 0C.

Η απώλεια θερμότητας στο περιβάλλον είναι 1,1% του κέρδους θερμότητας.

Άλλα στοιχεία από το ισοζύγιο υλικών.

Με βάση το σχήμα των ροών θερμότητας, σχηματίζουμε την εξίσωση του ισοζυγίου θερμότητας.

Q1 + Q2 = Q3 + Q4 - εξίσωση για τον πρώτο αντιδραστήρα,

Q5 + Q6 = Q7 + Q8 - εξίσωση για τον δεύτερο αντιδραστήρα.

Προσδιορίστε την ποσότητα της θερμότητας που παρέχεται με το μίγμα της αντίδρασης

Q1 = G1 Ср1 t1

G1 - η ποσότητα των εισερχόμενων πρώτων υλών, kmol.

Ср1 - ειδική θερμότητα του μείγματος αντίδρασης, kJ/kg·K;

t είναι η θερμοκρασία του μείγματος της αντίδρασης, 0C.

G1 \u003d 26784,11 kg / h \u003d 7,44 kmol

Ας προσδιορίσουμε την ειδική θερμότητα του μείγματος αντίδρασης

Cp (φαινόλη) = 2344,98

Η σύνθεση του μείγματος αντίδρασης:

Φαινόλη - 60%,

Τριμερή προπυλενίου - 40%.

Ср = У сpi wi

Cr = 2344,98 0,60 + 2027,3 0,40 = 2217,90

Cp = 2217,9 = 2,218

Η ποσότητα θερμότητας που παρέχεται με το μίγμα της αντίδρασης

Q1 = 7,44 2,218 70 = 1155,13 kW

Ας προσδιορίσουμε την ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα εξώθερμων αντιδράσεων

C6H6O + C9H18 \u003d C15H24O - η αντίδραση στόχος για το σχηματισμό αλκυλοφαινόλης. (1)

C6H6O + 2 C9H18 \u003d C24H42O - μια παράπλευρη αντίδραση του σχηματισμού διαλκυλοφαινόλης. (2)

Q2 = Q1int + Q2sp,

Q1tsel - η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα της εξώθερμης αντίδρασης (1),

Q2b - η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα της εξώθερμης αντίδρασης (2).

Q1tsal \u003d G1? Нр

Q2pob \u003d G2? Нр,

Нр1, ?Нр2 - μεταβολές της ενθαλπίας ως αποτέλεσμα των αντιδράσεων (1) και (2), kJ/kg.

G1, G2 - η ποσότητα αλκυλοφαινόλης και διαλκυλοφαινόλης που σχηματίστηκε μετά τον πρώτο αντιδραστήρα (30% αλκυλοφαινόλη και 1% διαλκυλοφαινόλη από το σχηματισμένο αλκυλικό 26784,11 kg/h), kmol.

Нр1 = 281,56 kJ/kg

Нр2 = 106,52 kJ/kg

G1 \u003d 8035,23 kg / h \u003d 2,23 kmol

G2 = 267,84 kg/h = 0,07 kmol

Q1int \u003d 2,23 281,56 \u003d 627,87 kW

Q2sp = 0,07 106,52 = 7,46 kW

Q2 = 627,87 + 19,70 = 635,33 kW

Καθορίζουμε την ποσότητα της θερμότητας που αφήνει το αλκυλικό από την εξίσωση του ισοζυγίου θερμότητας για τον πρώτο αντιδραστήρα

Q1 + Q2 = Q3 + Q4

Q3 = Q1 + Q2 - Q4,

αλλά για αυτό είναι απαραίτητο να βρούμε Q4 - απώλειες στο περιβάλλον.

Q4 = (Q1 + Q2) 1,1%

Q4 = (1155,13 + 635,33) 0,011 = 19,70 kW

Από εδώ βρίσκουμε το Q3

Q3 = 1155,13 + 635,33 - 19,70 = 1770,76 kW

Προσδιορίστε τη θερμοκρασία του μίγματος της αντίδρασης στην έξοδο του πρώτου αντιδραστήρα

G3 - ποσότητα σχηματισμένου αλκυλικού, kmol

Ср3 - ειδική θερμοχωρητικότητα αλκυλικού, kJ/kg Κ.

G3 \u003d 26784,11 kg / h \u003d 7,44 kmol

Προσδιορίστε την ειδική θερμοχωρητικότητα του αλκυλικού

Cp (φαινόλη) = 2344,98

Cp (τριμερές προπυλενίου) = 2027,3

Cp (αλκυλοφαινόλη) = 2450,63

Cp (διαλκυλοφαινόλη) = 2373,48

Η σύνθεση του αλκυλικού:

φαινόλη - 49%,

τριμερή προπυλενίου - 20%,

αλκυλοφαινόλη - 30%,

διαλκυλοφαινόλη - 1%.

Ср = У сpi wi

Av = 2344,98 0,49 + 2027,3 0,20 + 2450,63 0,30 + 2373,48 0,01 =

2313,42 = 2,313

Σύνταξη πίνακα ισορροπίας θερμότητας για τον πρώτο αντιδραστήρα

Πίνακας 7. Ισοζύγιο θερμότητας για τον πρώτο αντιδραστήρα

Προσδιορίστε την ποσότητα θερμότητας που φεύγει με το ψυκτικό από τον εναλλάκτη θερμότητας

Qwater \u003d Gwater Srwater (t2k - t2n)

Gwater - κατανάλωση νερού ψύξης, kmol.

Srvody - ειδική θερμοχωρητικότητα νερού, ;

t2k, t2n - τελική και αρχική θερμοκρασία νερού, 0C.

Παρόμοια Έγγραφα

Η διαδικασία της αλκυλίωσης της φαινόλης με ολεφίνες. Θερμοδυναμική ανάλυση. Εξάρτηση του μοριακού κλάσματος των συστατικών από τη θερμοκρασία. Αδιαβατική διαφορά θερμοκρασίας στον αντιδραστήρα. Πρωτονίωση μιας ολεφίνης για σχηματισμό καρβοκατιόντος. Οξειδωτική αμμωνόλυση προπυλενίου.

θητεία, προστέθηκε 01/04/2009


Η φαινόλη ως χημική ουσία, οι χρήσεις και η σημασία της. Χαρακτηριστικά των σταδίων λήψης φαινόλης. Σύντομη περιγραφή της διαδικασίας παραγωγής του μέσω βενζολοσουλφονικού οξέος, χλωροβενζολίου, ισοπροπυλοβενζολίου, οξειδωτικής χλωρίωσης βενζολίου. Τύποι πρώτων υλών.

περίληψη, προστέθηκε 18/02/2011


Μέθοδοι λήψης φαινόλης. Ανακάλυψη καταλυτών ζεόλιθου για την οξείδωση του βενζολίου με οξείδιο του αζώτου. Η φύση της καταλυτικής δραστηριότητας των ζεόλιθων. Νέοι τρόποι σύνθεσης φαινόλης. Η ενεργή κατάσταση του σιδήρου στη μήτρα του ζεόλιθου. Βιομιμητικές ιδιότητες του οξυγόνου.

περίληψη, προστέθηκε 24/04/2010


Η έννοια και η ονοματολογία των φαινολών, οι βασικές φυσικές και χημικές τους ιδιότητες, χαρακτηριστικές αντιδράσεις. Μέθοδοι λήψης φαινολών και το εύρος της πρακτικής εφαρμογής τους. Οι τοξικές ιδιότητες της φαινόλης και η φύση των αρνητικών επιπτώσεών της στο ανθρώπινο σώμα.

θητεία, προστέθηκε 16/03/2011


Ταξινόμηση, φυσικές και χημικές ιδιότητες των φαινολών. Η μελέτη της δομής του μορίου. Επίδραση του δακτυλίου βενζολίου στην ομάδα υδροξυλίου. Διάσταση και νίτρωση της φαινόλης. Η αλληλεπίδρασή του με νάτριο, αλκάλια. Αντιδράσεις οξείδωσης, υποκατάστασης και υδρογόνωσης.

παρουσίαση, προστέθηκε 17/02/2016


Η αναλογία βενζολίου προς διάλυμα KMnO4 και βρωμιούχο νερό, νίτρωση βενζολίου. Οξείδωση τολουολίου, προφυλάξεις ασφαλείας, εργασίες με τολουόλιο. Αλληλεπίδραση τηγμένης φαινόλης με νάτριο, αλκαλικό διάλυμα, εκτόπιση φαινόλης από φαινολικό νάτριο από ανθρακικό οξύ.

εργαστηριακές εργασίες, προστέθηκε 02.11.2009


Η τοξική επίδραση της φαινόλης και της φορμαλδεΰδης στους ζωντανούς οργανισμούς, μέθοδοι για τον ποιοτικό προσδιορισμό τους. Ποσοτικός προσδιορισμός της φαινόλης σε δείγματα φυσικών νερών. Μέθοδος για τον προσδιορισμό των ελάχιστων συγκεντρώσεων ανίχνευσης οργανικών τοξικών ουσιών στο νερό.

θητεία, προστέθηκε 20/05/2013


Χαρακτηρισμός βιομηχανικών μεθόδων αλκυλίωσης βενζολίου με προπυλένιο. Αρχές αλκυλίωσης βενζολίου με ολεφίνες στη χημική τεχνολογία. Προβλήματα σχεδιασμού τεχνολογικών εγκαταστάσεων για αλκυλίωση βενζολίου. Περιγραφή της τεχνολογίας της παραγωγικής διαδικασίας.

διατριβή, προστέθηκε 15/11/2010


Τιτρομετρική μέθοδος ανάλυσης. Θεωρία της βρωματομετρικής μεθόδου ανάλυσης. Τεχνική τιτλοδότησης. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της βρωματομετρικής μεθόδου. Φαινόλες. Προσδιορισμός φαινόλης. Χημικές αντιδράσεις που χρησιμοποιούνται σε μεθόδους ογκομέτρησης.

θητεία, προστέθηκε 26/03/2007


Περιγραφή του τεχνολογικού σχήματος της διεργασίας και των βοηθητικών υλικών. Ισορροπία υλικών στην επεξεργασία κορεσμένων αερίων. Υπολογισμός της κύριας συσκευής - στήλη σταθεροποίησης. Υπολογισμός θερμοκρασίας εισόδου πρώτης ύλης. Ορισμός εσωτερικών ροών υλικού.

Δεδομένου ότι οι φαινόλες αλληλεπιδρούν με τα αλογονίδια του αργιλίου και άλλα οξέα Lewis για να σχηματίσουν άλατα του τύπου ArOAlCl 2, η άμεση αλκυλίωση τους υπό τις συνθήκες της αντίδρασης Friedel-Crafts δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί. Οι φαινόλες αλκυλιώνονται με αλκένια και αλκοόλες υπό όξινη κατάλυση. Ως καταλύτες προτιμώνται θειικά, υδροφθορικά, φωσφορικά οξέα ή κατιονανταλλάκτες KU-2, ρητίνες doux και άλλες κατιονανταλλακτική. Έτσι, στερεοχημικά παρεμποδισμένη φαινόλη, 2,6-δι-τριτ-βουτυλ-4-μεθυλφαινόλη (ιονόλη), λαμβάνεται βιομηχανικά από κρεσόλη και ισοβουτυλένιο, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως για τη σταθεροποίηση πολυμερών.

Παρομοίως, η 2,4,6-τριισοπροπυλφαινόλη λαμβάνεται από φαινόλη και ισοπροπυλική αλκοόλη.

Η ακυλίωση των φαινολών υπό τις κλασικές συνθήκες της αντίδρασης Friedel-Crafts με ένα σύμπλεγμα ακυλοαλογονιδίου και χλωριούχου αργιλίου οδηγεί επίσης σε μη ικανοποιητικά αποτελέσματα, καθώς η ομάδα υδροξυλίου φαινόλης υφίσταται ακυλίωση. Αυτή η τροποποίηση αυτής της μεθόδου είναι πιο αποτελεσματική όταν ένα σύμπλοκο καρβοξυλικού οξέος και τριφθοριούχου βορίου χρησιμοποιείται ως παράγοντας ακυλίωσης. Στην περίπτωση αυτή, η ακυλομάδα εισάγεται σχεδόν αποκλειστικά στην παρα-θέση του δακτυλίου βενζολίου. Έτσι, για παράδειγμα, η φαινόλη, όταν αλληλεπιδρά με ένα σύμπλεγμα οξικού οξέος και BF 3, δίνει παρα-υδροξυακετοφαινόνη σε απόδοση 95%.

Η πιο κοινή μέθοδος για την παρασκευή αρωματικών υδροξυκετονών βασίζεται στην αναδιάταξη Φρις. Ο K. Fries το 1908 βρήκε ότι οι αρυλεστέρες των καρβοξυλικών οξέων, όταν θερμαίνονται με AlCl 3 ή AlBr 3, αναδιατάσσονται σε ισομερείς ορθο- ή παρα-υδροξυκετόνες. Κατά κανόνα, ως αποτέλεσμα της αναδιάταξης, σχηματίζεται ένα μείγμα ορθο- και παρα-ισομερών χωρίς ανάμειξη του μετα-ισομερούς.

Η αναλογία ορθο- και παρα-ισομερών εξαρτάται κυρίως από τη θερμοκρασία και τον διαλύτη. Κάτω από πιο αυστηρές συνθήκες, κυριαρχεί η ορθο-υδροξυ κετόνη και στους 20-25 περίπου C - παρα-υδροξυ κετόνη.

Ο μηχανισμός της αναδιάταξης Fries φαίνεται να είναι η διαμοριακή ακυλίωση της ορθο- ή παρα-θέσης του βενζολικού δακτυλίου του αρυλεστέρα από το σύμπλοκο του δεύτερου μορίου του εστέρα και του AlCl 3 για να σχηματιστεί το ακυλικό παράγωγο της υδροξυκετόνης και της φαινόλης.

Η αναδιάταξη τελειώνει με τη διαμοριακή μεταφορά της ακυλομάδας στη φαινόλη.

Σε αντίθεση με τις ίδιες τις φαινόλες, οι αιθέρες τους υφίστανται πολύ εύκολα τοποεκλεκτική ακυλίωση Friedel-Crafts κάτω από ήπιες συνθήκες για να σχηματίσουν παρα-αλκοξυαρυλ κετόνες. Τα καλύτερα αποτελέσματα επιτυγχάνονται με ακυλίωση φαινολαιθέρων με ακυλοαλογονίδια σε μεθυλενοχλωρίδιο στους 0°C παρουσία δύο γραμμομορίων AlCl 3 ή AlBr 3 .

Η συμπύκνωση των φαινολών με φθαλικό ανυδρίτη παρουσία θειικού οξέος ή χλωριούχου ψευδαργύρου (A. Bayer, 1874) θα πρέπει να θεωρηθεί ως μία από τις ποικιλίες της αντίδρασης ακυλίωσης Friedel-Crafts. Σε αυτή την περίπτωση, δύο μόρια φαινόλης συμπυκνώνονται με ένα μόριο φθαλικού ανυδρίτη για να σχηματίσουν παράγωγα τριφαινυλομεθανίου που ονομάζονται φθαλεΐνες.

Οι φαινόλες σχηματίζουν ανενεργά άλατα ArOAlCl2 με το AlCl3· επομένως, για την αλκυλίωση των φαινολών, ως καταλύτες χρησιμοποιούνται πρωτικά οξέα ή καταλύτες οξειδίου μετάλλου τύπου οξέος. Αυτό επιτρέπει μόνο αλκοόλες και ολεφίνες να χρησιμοποιούνται ως αλκυλιωτικοί παράγοντες. Μαζί με τα προϊόντα υποκατάστασης στον πυρήνα, λαμβάνονται ορισμένοι φαινολικοί αιθέρες, οι οποίοι αναδιατάσσονται εύκολα σε αλκυλοφαινόλες:

Έχει βρεθεί, ωστόσο, ότι οι αλκυλοφαινόλες σχηματίζονται κυρίως με απευθείας αλκυλίωση στον πυρήνα. Ο μηχανισμός αυτής της αντίδρασης είναι παρόμοιος με αυτόν που εξετάστηκε προηγουμένως για τους αρωματικούς υδρογονάνθρακες και η ομάδα OH των φαινολών ενεργοποιεί έντονα ιδιαίτερα τις θέσεις 4 και 2 με σχεδόν πλήρη απουσία μετα-ισομερών στα προϊόντα.

Η αλκυλίωση προχωρά διαδοχικά με το σχηματισμό μονο-, δι- και τριαλκυλοφαινολών, αλλά ταυτόχρονα λαμβάνει χώρα αναδιάταξη που καταλύεται από οξύ με τη μετανάστευση ορθο-αλκυλομάδων για να σχηματίσουν παρα-ισομερή, τα οποία στην περίπτωση αυτή είναι τα πιο θερμοδυναμικά σταθερά.

Από τις μονοαλκυλοφαινόλες που καταλύονται από πρωτικά οξέα, το παρα ισομερές κυριαρχεί πάντα. με αύξηση της δραστηριότητας του καταλύτη, της θερμοκρασίας και της διάρκειας της αντίδρασης, η αναλογία αυτού του ισομερούς μεταξύ των μονουποκατεστημένα μπορεί να αυξηθεί από 60–80 σε 95% ή περισσότερο λόγω του ισομερισμού του ορθο-ισομερούς.

Από τη διυποκατεστημένη, πάντα κυριαρχεί σημαντικά η 2,4-διαλκυλφαινόλη, η αναλογία της οποίας αυξάνεται ακόμη περισσότερο υπό τις συνθήκες που υποδεικνύονται παραπάνω.

Με τη διαδοχική εισαγωγή των αλκυλομάδων, σε αντίθεση με την αλκυλίωση των αρωματικών υδρογονανθράκων, το πρώτο στάδιο προχωρά ταχύτερα από το δεύτερο και το δεύτερο, με τη σειρά του, ταχύτερα από το τρίτο. Η σύνθεση των προϊόντων διαδοχικής υποκατάστασης επηρεάζεται επίσης από την αναστρέψιμη αντίδραση διααλκυλίωσης

R2C6H3OH + C6H5OH; 2RC6H4OH

του οποίου η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα δεξιά. Επομένως, με αύξηση της δραστηριότητας του καταλύτη, της θερμοκρασίας και της διάρκειας της αντίδρασης, η περιεκτικότητα σε μονοαλκυλοφαινόλη στο προκύπτον μίγμα μπορεί να αυξηθεί σημαντικά.

Εκτός από τους αιθέρες φαινόλης και τις πολυαλκυλο-υποκατεστημένες φαινόλες, παραπροϊόντα αλκυλίωσης είναι οι πολυολεφίνες και οι προκύπτουσες αλκυλοφαινόλες μεγαλύτερης αλυσίδας. Αντίθετα, όταν αντιδρούν με υψηλότερες, ειδικά με διακλαδισμένες ολεφίνες, παρατηρείται ο αποπολυμερισμός τους για να ληφθούν αλκυλοφαινόλες με βραχύτερη αλκυλομάδα. Μια κοινή μέθοδος για την καταστολή αυτών των πλευρικών αντιδράσεων είναι η μείωση της θερμοκρασίας, καθώς η αλκυλίωση έχει τη χαμηλότερη ενέργεια ενεργοποίησης (~ 20 kJ/mol). Προκειμένου να αποφευχθεί ο πολυμερισμός της ολεφίνης, είναι επίσης απαραίτητο να μειωθεί η συγκέντρωσή της στο υγρό, κάτι που επιτυγχάνεται με τη σταδιακή εισαγωγή της ολεφίνης στη μάζα της αντίδρασης.

Οι αντιδράσεις των φαινολών με τις ισοολεφίνες είναι σε μεγάλο βαθμό αναστρέψιμες και η θέρμανση των αντίστοιχων αλκυλοφαινολών με έναν όξινο καταλύτη οδηγεί στην απελευθέρωση της ολεφίνης:

Ο ισομερισμός και η διααλκυλίωση προχωρούν εν μέρει από αυτήν την αντίδραση.

Το θειικό οξύ χρησιμοποιείται συχνότερα ως καταλύτες - πρωτικά οξέα - στη βιομηχανία. Είναι το πιο δραστικό μεταξύ άλλων διαθέσιμων και φθηνών οξέων, αλλά ταυτόχρονα καταλύει επίσης τις παρενέργειες πιο έντονα, οδηγώντας επιπρόσθετα σε σουλφονίωση φαινόλης και θειίωση ολεφινών και σχηματίζοντας μονοαλκυθειϊκά φαινολοσουλφονικά οξέα HOC6H4SO2OH και ROSO2OH, τα οποία επίσης συμμετέχουν στην κατάλυση της διαδικασίας. Με το θειικό οξύ, η αλκυλίωση με ν-ολεφίνες (εκτός από το αιθυλένιο) συμβαίνει στους 100–120 °C και με πιο δραστικές ισοολεφίνες και στυρόλιο, ήδη στους 50 °C· ωστόσο, για να επιταχυνθεί η διαδικασία, στην τελευταία περίπτωση, η αλκυλίωση πραγματοποιείται στις ? 100 °С, με χρήση H2SO4 σε ποσότητα 3…10%.

Ένας άλλος καταλύτης που δεν προκαλεί παρενέργειες σουλφονίωσης και είναι πιο ήπιος στη δράση του είναι το π-τολουολοσουλφονικό οξύ. Ωστόσο, είναι λιγότερο δραστικό και πιο ακριβό από το θειικό οξύ. Με αυτούς τους καταλύτες, η αλκυλίωση της φαινόλης προχωρά ως ομοιογενής αντίδραση.

Το κοινό τους μειονέκτημα είναι η ανάγκη ξεπλύματος του όξινου καταλύτη, με αποτέλεσμα το σχηματισμό σημαντικής ποσότητας τοξικών λυμάτων. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται ευρέως ετερογενείς καταλύτες, ιδιαίτερα κατιονανταλλακτική ρητίνη, οι οποίες διαχωρίζονται από τη μάζα της αντίδρασης με απλή διήθηση.

Η ορθοαλκυλίωση των φαινολών πραγματοποιείται με κατάλυση με φαινολικά άλατα αργιλίου (ArO)3A1. Σε αυτή την περίπτωση, ακόμη και όταν η παρα-θέση δεν είναι κατειλημμένη, η αλκυλομάδα κατευθύνεται κυρίως στην ορθο-θέση με τον διαδοχικό σχηματισμό μονο- και διαλκυλοφαινολών.

Η διαδικασία αλκυλίωσης σε αέρια φάση εφαρμόζεται μόνο στη μεθυλίωση της φαινόλης με μεθανόλη. Διεξάγεται με έναν ετερογενή καταλύτη τύπου οξέος (οξείδιο του αργιλίου, αργιλοπυριτικά άλατα κ.λπ.).

Τεχνολογία Διαδικασιών

Μια διαδικασία παρτίδας χρησιμοποιείται συχνά για την αλκυλίωση των φαινολών. Στην αλκυλίωση με υγρές ολεφίνες υψηλού βρασμού, η αντίδραση πραγματοποιείται σε συσκευή με αναδευτήρα και χιτώνιο για θέρμανση με ατμό ή ψύξη με νερό. Φορτώνονται σε αυτό φαινόλη και ένας καταλύτης, θερμαίνονται στους 90 °C, μετά την οποία η υγρή ολεφίνη (διισοβουτένιο, τριμερές προπυλένιο ή τετραμερές, στυρόλιο) τροφοδοτείται με ανάδευση και ψύξη. Στο δεύτερο μισό της αντίδρασης, αντίθετα, είναι απαραίτητο να θερμανθεί η μάζα της αντίδρασης. Η συνολική διάρκεια της επέμβασης είναι 2-4 ώρες.Μετά από αυτό, η μάζα της αντίδρασης εξουδετερώνεται σε ένα μίξερ (5% αλκάλιο, λαμβάνεται σε ποσότητα ισοδύναμη με τον καταλύτη οξέος), θερμαίνοντας το μείγμα με ζωντανό ατμό. Αυτό αποστάζει την ολεφίνη που δεν αντέδρασε, η οποία, μετά τη συμπύκνωση ατμών, διαχωρίζεται στις εξόδους του διαχωριστή και μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί για αλκυλίωση. Η εξουδετερωμένη οργανική στιβάδα ακατέργαστων αλκυλοφαινολών διαχωρίζεται από το υδατικό διάλυμα αλάτων και αποστέλλεται σε απόσταξη υπό κενό, στην οποία αποστάζεται το νερό, τα υπολείμματα ολεφινών και η μη μετατρεπόμενη φαινόλη.

Σε διεργασίες για την παραγωγή αλκυλοφαινολών από αέριες ολεφίνες, είναι σκόπιμο να χρησιμοποιείται όχι ένας αντιδραστήρας με αναδευτήρα, αλλά μια άδεια στήλη στην οποία η μάζα της αντίδρασης αναδεύεται με φυσαλίδες της ολεφίνης. Η θερμότητα της αντίδρασης μπορεί να αφαιρεθεί χρησιμοποιώντας εσωτερικούς ή εξωτερικούς ψύκτες. Για να μεταβείτε σε μια συνεχή διαδικασία προκειμένου να ενταθεί και να βελτιωθεί η σύνθεση της μάζας της αντίδρασης, όπως σε άλλες μη αναστρέψιμες σειριακές-παράλληλες αντιδράσεις, είναι πιο πλεονεκτικό να χρησιμοποιηθεί ένας καταρράκτης τέτοιων αντιδραστήρων.

Στη διαδικασία αλκυλίωσης της φαινόλης παρουσία ιοντοανταλλακτικής ρητινών, ο καταλύτης εναιωρείται στο υγρό στη στήλη αντίδρασης. Η φαινόλη και η ολεφίνη τροφοδοτούνται συνεχώς στον πυθμένα της στήλης. Η μάζα της αντίδρασης διηθείται από τα σωματίδια του καταλύτη και τροφοδοτείται στην απόσταξη. Η κατανάλωση καταλύτη είναι 0,4% κατά βάρος των λαμβανόμενων αλκυλοφαινολών.

Προϊόντα που παραλήφθηκαν

Τα απλούστερα ομόλογα φαινολών: o-, m-, και p-κρεσόλες και ισομερείς ξυλενόλες:

Μία από τις οδούς για τη σύνθεσή τους είναι η μεθυλίωση σε αέρια φάση της φαινόλης με μεθανόλη μέσω ενός ετερογενούς καταλύτη:

Από τις μονοαλκυλοφαινόλες, η p-tert-βουτυλφαινόλη που λαμβάνεται από φαινόλη και ισοβουτένιο παρουσιάζει πρακτικό ενδιαφέρον:

αλκυλίωση φαινόλη υδατάνθρακας αρωματικός

Οι μονοαλκυλοφαινόλες με μια αλκυλομάδα 5-8 ατόμων άνθρακα είναι ισχυροί βακτηριοκτόνοι παράγοντες και όταν επεκταθεί σε 8-12 άτομα άνθρακα, αποδεικνύονται πολύτιμα ενδιάμεσα για τη σύνθεση μη ιοντικών τασιενεργών.

Με την αντίδραση αλκυλίωσης και ακυλίωσης, αλκυλ και ακυλ ομάδες μπορούν να εισαχθούν σε αρωματικές ενώσεις.

Όπως έχει ήδη συζητηθεί νωρίτερα, οι φαινόλες αλκυλιώνονται στον δακτύλιο υπό τη δράση μιας μεγάλης ποικιλίας αλκυλιωτικών παραγόντων:

• αλκένια;
• αλκοόλες?
• αλκυλαλογονίδια υπό συνθήκες όξινης κατάλυσης.

Η ακυλίωση των φαινολών πραγματοποιείται επίσης με διάφορες μεθόδους.

Friedel-Crafts Αλκυλίωση Φαινολών

Η φαινόλη υφίσταται αλκυλίωση Friedel-Crafts όταν υποβάλλεται σε επεξεργασία με έναν αλκυλιωτικό παράγοντα, ένα οξύ Lewis όπως $FeBr_3$ ή $A1C1_3$ και έναν καταλύτη. Σε αυτήν την περίπτωση, σχηματίζονται άλατα του τύπου $ArOAlCl_2$. Ένα παράδειγμα είναι η αλληλεπίδραση της κρεσόλης με το ισοβουτυλένιο για να σχηματιστεί μια στερικά παρεμποδισμένη φαινόλη - 2,6-δι- τριτ-βουτυλ-4-μεθυλφαινόλη (ιονόλη):

Εικόνα 1.

Ομοίως, με την αντίδραση της φαινόλης με την ισοπροπυλική αλκοόλη, λαμβάνεται η 2,4,6-τριισοπροπυλφαινόλη:

Σχήμα 2.

Σε αυτήν την αλκυλίωση Friedel-Crafts, το επιτιθέμενο ηλεκτρόφιλο είναι το κατιόν αλκυλίου που σχηματίζεται από την αντίδραση του αλκυλίου με ένα οξύ Lewis. Ελλείψει άλλων πυρηνόφιλων, αυτά τα ηλεκτροφιλικά είδη αντιδρούν με τον αρωματικό δακτύλιο.

Η αλκυλίωση Friedel-Crafts έχει δύο σημαντικούς περιορισμούς που μειώνουν σημαντικά την αξία της και καθιστούν την αντίδραση γενικά λιγότερο πλεονεκτική από την ακυλίωση. Οι αλκυλοφαινόλες είναι γενικά πιο δραστικές σε αντιδράσεις ηλεκτροφιλικής υποκατάστασης από την ίδια τη φαινόλη. Λαμβάνοντας υπόψη αυτό, η αλκυλίωση Friedel-Crafts τείνει να αλκυλιώνεται περαιτέρω, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό διαλκυλίου ή περισσότερων αλκυλιωμένων προϊόντων, όπως φαίνεται και στις δύο περιπτώσεις που συζητήθηκαν παραπάνω.

Ο μόνος πρακτικός τρόπος ελέγχου αυτών των αντιδράσεων υποκατάστασης είναι η διατήρηση μεγάλης περίσσειας φαινόλης. Αυτή η μέθοδος είναι αποδεκτή για το ίδιο το βενζόλιο, επειδή είναι σχετικά φθηνό και πτητικό, αλλά απαράδεκτο για τα περισσότερα από τα υποκατεστημένα παράγωγά του, τα οποία είναι πιο ακριβά ή λιγότερο διαθέσιμα.

Ένας άλλος σημαντικός περιορισμός της αλκυλίωσης Friedel-Crafts σχετίζεται με την εναλλακτική αντίδραση πολλών καρβοκατιόντων, ιδιαίτερα απουσία αντιδραστικών πυρηνόφιλων, δηλαδή την αναδιάταξη σε ισομερή καρβοκατιόντα.

Η διεξαγωγή μονοαλκυλίωσης σύμφωνα με τη Friedel-Crafts χαρακτηρίζεται από εξαιρετικά χαμηλή τοποεπιλεκτικότητα και οδηγεί σε μείγματα ορθο- Και ζεύγος-ισομερή προϊόντα. Η αλκυλίωση των φαινολών είναι μια αναστρέψιμη αντίδραση και παρουσία ισχυρών οξέων Lewis, που υπόκεινται σε θερμοδυναμικό έλεγχο της αντίδρασης, συμβαίνουν αναδιατάξεις:

Εικόνα 3

Classic Friedel-Crafts Ακυλίωση Φαινολών

Υπό κλασικές συνθήκες, η ακυλίωση των φαινολών Friedel-Crafts με χρήση συμπλοκών του ακυλοαλογονιδίου με το χλωριούχο αργίλιο οδηγεί σε μη ικανοποιητικές αποδόσεις προϊόντος, καθώς η υδροξυλομάδα της φαινόλης εισέρχεται επίσης στην ακυλίωση. Μια πιο αποτελεσματική μέθοδος είναι η ακυλίωση χρησιμοποιώντας σύμπλοκο καρβοξυλικού οξέος με τριφθοριούχο βόριο ως παράγοντα ακυλίωσης:

Εικόνα 4

Συμπύκνωση φαινολών με φθαλικό ανυδρίτη

Η συμπύκνωση των φαινολών με φθαλικό ανυδρίτη παρουσία ανόργανων οξέων ή οξέων Lewis (A. Bayer, 1874) θα πρέπει επίσης να θεωρηθεί ως μία από τις ποικιλίες της αντίδρασης ακυλίωσης Friedel-Crafts. Σε αυτή την περίπτωση, δύο μόρια φαινόλης συμπυκνώνονται με ένα μόριο φθαλικού ανυδρίτη για να σχηματίσουν παράγωγα τριφαινυλομεθανίου που ονομάζονται φθαλεΐνες.

Εικόνα 5

Σε $pH$ πάνω από 9, τα υδατικά διαλύματα της φαινολοφθαλεΐνης γίνονται βυσσινί ως αποτέλεσμα της διαδικασίας διάσπασης του δακτυλίου λακτόνης με το σχηματισμό ενός διαιόντος.

Εικόνα 6

Αμινομεθυλίωση

Εικόνα 7

Η αντίδραση Mannich, ή αμινομεθυλίωση, είναι χαρακτηριστική των ενώσεων με ενεργή ομάδα μεθυλενίου. Εμφανίζεται ως αντίδραση πολλαπλών συστατικών που περιλαμβάνει φορμαλδεΰδη και δευτεροταγή αμίνη (με τη μορφή υδροχλωρικής) και καθιστά δυνατή την εισαγωγή της αμινομεθυλικής ομάδας $-CH_2NR_2$ στις ενώσεις. Ενεργοποιημένα αρωματικά υποστρώματα, όπως φαινόλες, δευτεροταγείς ή τριτοταγείς αρωματικές αμίνες, ετεροκυκλικές ενώσεις όπως ινδόλη, πυρρόλη και φουράνιο, εισέρχονται επίσης στην αντίδραση. Έτσι, μπορείτε να πάρετε αρωματικές ενώσεις με ομάδα αμινομεθυλίου $-CH_2NR_2$.

Μεταξύ των αμινών, χρησιμοποιείται συχνά διμεθυλαμίνη και μπορεί να εισαχθεί άλλη αλδεΰδη αντί για φορμαλδεΰδη.

Ο μηχανισμός αντίδρασης συνίσταται στον σχηματισμό ενός άλατος ιμίνης με φορμαλδεΰδη και μιας δευτεροταγούς αμίνης μέσω μιας ενδιάμεσης αμίνης και στην αφυδάτωση της υπό την καταλυτική δράση του $H^+$. Το ιόν ιμινίου είναι ένα ηλεκτρόφιλο που προσβάλλει τον αρωματικό δακτύλιο. Το ιόν ιμινίου που σχηματίζεται από φορμαλδεΰδη και διμεθυλαμίνη μπορεί να απομονωθεί ως ιωδίδιο (άλας Eschenmoser - $ICH_2NMe_2$).

Εργασία μαθήματος

Αλκυλίωση φαινολών

Εισαγωγή 3

1. Χαρακτηρισμός διεργασιών αλκυλίωσης 4

2. Χημεία και θεωρητικές βάσεις αλκυλίωσης φαινολών 10

3. Τεχνολογία της διαδικασίας αλκυλίωσης των φαινολών 14

4. Παραλαβή προϊόντων 15

Αναφορές 18

Εισαγωγή

Η αλκυλίωση είναι η διαδικασία εισαγωγής αλκυλομάδων στα μόρια των οργανικών και ορισμένων ανόργανων ουσιών. Αυτές οι αντιδράσεις έχουν μεγάλη πρακτική σημασία για τη σύνθεση αρωματικών ενώσεων αλκυλιωμένων στον πυρήνα, ισοπαραφινών, πολλών μερκαπτανών και σουλφιδίων, αμινών, ουσιών με αιθερικούς δεσμούς, στοιχειακών και οργανομεταλλικών ενώσεων, επεξεργασμένων προϊόντων α-οξειδίων και ακετυλενίου. Οι διαδικασίες αλκυλίωσης είναι συχνά ενδιάμεσα στάδια στην παραγωγή μονομερών, απορρυπαντικών κ.λπ.

Πολλά από τα προϊόντα αλκυλίωσης παράγονται σε πολύ μεγάλη κλίμακα. Έτσι, περίπου 4 εκατομμύρια τόνοι αιθυλοβενζολίου, 1,6 εκατομμύρια τόνοι ισοπροπυλοβενζολίου, 0,4 εκατομμύρια τόνοι ανώτερων αλκυλοβενζολίων, πάνω από 4 εκατομμύρια τόνοι γλυκόλες και άλλα προϊόντα επεξεργασίας οξειδίων αλκυλενίου, περίπου 30 εκατομμύρια τόνοι αλκυλικής ισοπαραφίνης, περίπου 1 εκατομμύριο τόνοι τριτ-βουτυλ μεθυλαιθέρας, κ.λπ.

1. Χαρακτηρισμός διεργασιών αλκυλίωσης

1. Ταξινόμηση των αντιδράσεων αλκυλίωσης

Η πιο ορθολογική ταξινόμηση των διεργασιών αλκυλίωσης βασίζεται στον τύπο του νεοσχηματισμένου δεσμού.

Η αλκυλίωση σε ένα άτομο άνθρακα (C-αλκυλίωση) συνίσταται στην αντικατάσταση του ατόμου υδρογόνου που βρίσκεται στο άτομο άνθρακα με μια ομάδα αλκυλίου. Οι παραφίνες είναι ικανές για αυτήν την υποκατάσταση, αλλά η αλκυλίωση είναι πιο χαρακτηριστική για τις αρωματικές ενώσεις (αντίδραση Friedel-Crafts):

Η αλκυλίωση σε άτομα οξυγόνου και θείου (Ο - και S-αλκυλίωση) είναι μια αντίδραση στην οποία μια αλκυλ ομάδα συνδέεται με ένα άτομο οξυγόνου ή θείου:

ArOH + RCI ArOH + NaCl + H2O

NaSH + RCI → RSH + NaCI

Στην περίπτωση αυτή, διεργασίες όπως η υδρόλυση παραγώγων χλωρίου ή η ενυδάτωση των ολεφινών εμπίπτουν επίσης στον πολύ γενικό ορισμό της αλκυλίωσης, και αυτό δείχνει ότι μόνο τέτοιες αντιδράσεις εισαγωγής μιας αλκυλομάδας που δεν έχουν άλλη, πιο σημαντική και καθοριστική ταξινόμηση χαρακτηριστικά θα πρέπει να ονομάζονται αλκυλίωση.

Η αλκυλίωση στο άτομο αζώτου (Ν-αλκυλίωση) συνίσταται στην αντικατάσταση των ατόμων υδρογόνου σε αμμωνία ή αμίνες με ομάδες αλκυλίου. Αυτή είναι η πιο σημαντική από τις μεθόδους για τη σύνθεση αμινών:

ROH + NH3 → RNH2 + H2O

Όπως και στην περίπτωση των αντιδράσεων υδρόλυσης και ενυδάτωσης, η Ν-αλκυλίωση συχνά ταξινομείται ως αμμωνόλυση (ή αμινόλυση) οργανικών ενώσεων.

Η αλκυλίωση σε άτομα άλλων στοιχείων (Si-, Pb-, AI-αλκυλίωση) είναι ο πιο σημαντικός τρόπος για τη λήψη στοιχείων - και οργανομεταλλικών ενώσεων, όταν η ομάδα αλκυλίου συνδέεται απευθείας με το ετεροάτομο:

2RCI + Si R2SiCI2

4C2H5CI + 4PbNa → Pb(C2H5)4 + 4NaCI + 3Pb

3C3H6 + AI + 1,5H2 → Al(C3H7)3

Μια άλλη ταξινόμηση των αντιδράσεων αλκυλίωσης βασίζεται σε διαφορές στη δομή της ομάδας αλκυλίου που εισάγεται σε μια οργανική ή ανόργανη ένωση. Μπορεί να είναι κορεσμένο αλειφατικό (αιθυλ και ισοπροπύλιο) ή κυκλικό. Στην τελευταία περίπτωση, η αντίδραση μερικές φορές ονομάζεται κυκλοαλκυλίωση:

Με την εισαγωγή μιας ομάδας φαινυλίου ή αρυλίου γενικά, σχηματίζεται ένας άμεσος δεσμός με το άτομο άνθρακα του αρωματικού πυρήνα (αρυλίωση):

C6H5CI + NH3 → C6H5NH2 + HCI

Η ομάδα αλκυλίου μπορεί να περιλαμβάνει έναν αρωματικό πυρήνα ή έναν διπλό δεσμό και εάν ο τελευταίος αφαιρεθεί επαρκώς από το κέντρο αντίδρασης, η αντίδραση διαφέρει ελάχιστα από τις συνήθεις διαδικασίες αλκυλίωσης:

CH2=CH-CH2CI + RNH2 → RNHCH2-CH=CH2 + HCI

Ωστόσο, η εισαγωγή μιας ομάδας βινυλίου (βινυλίωση) κατέχει ιδιαίτερη θέση και πραγματοποιείται κυρίως με τη βοήθεια της ακετυλίνης:

ROH + CH≡CH ROCH=CH2

CH3-COOH + CH≡CH CH3-COO-CH=CH2

Τέλος, οι αλκυλομάδες μπορεί να περιέχουν διάφορους υποκαταστάτες, όπως άτομα χλωρίου, ομάδες υδροξυλίου, καρβοξυλίου, σουλφονικού οξέος:

C6H5ONa + CICH2-COONa → C6H5O-CH2-COONa + NaCI

ROH + HOCH2-CH2SO2ONa → ROCH2–CH2SO2ONa + H2O

Η πιο σημαντική από τις αντιδράσεις εισαγωγής υποκατεστημένων αλκυλομάδων είναι η διαδικασία της -οξυαλκυλίωσης (σε μια συγκεκριμένη περίπτωση, οξυαιθυλίωση), που καλύπτει ένα ευρύ φάσμα αντιδράσεων οξειδίων ολεφίνης:

2. Αλκυλιωτικοί παράγοντες και καταλύτες

Όλοι οι αλκυλιωτικοί παράγοντες ανάλογα με τον τύπο του δεσμού που σπάει σε αυτά κατά την αλκυλίωση, συνιστάται να χωριστούν στις ακόλουθες ομάδες:

1. Ακόρεστες ενώσεις (ολεφίνη και ακετυλένιο), οι οποίες διασπούν τον ηλεκτρονικό δεσμό μεταξύ των ατόμων άνθρακα.

2. Παράγωγα χλωρίου με επαρκώς κινητό άτομο χλωρίου που μπορεί να αντικατασταθεί υπό την επίδραση διαφόρων παραγόντων.

3. Αλκοόλες, αιθέρες και εστέρες, ιδιαίτερα οξείδια ολεφινών, στα οποία ο δεσμός άνθρακα-οξυγόνου διασπάται κατά την αλκυλίωση.

Οι ολεφίνες (αιθυλένιο, προπυλένιο, βουτένια και ανώτερα) είναι υψίστης σημασίας ως αλκυλιωτικοί παράγοντες. Λόγω της φτηνότητάς τους προσπαθούν να τα χρησιμοποιήσουν σε όλες τις περιπτώσεις όπου είναι δυνατόν. Έχουν βρει την κύρια εφαρμογή τους για την C-αλκυλίωση παραφινών και αρωματικών ενώσεων. Δεν είναι εφαρμόσιμα για Ν-αλκυλίωση και δεν είναι πάντα αποτελεσματικά στην S- και Ο-αλκυλίωση και στη σύνθεση οργανομεταλλικών ενώσεων.

Η αλκυλίωση με ολεφίνες στις περισσότερες περιπτώσεις προχωρά σύμφωνα με τον ιοντικό μηχανισμό μέσω του ενδιάμεσου σχηματισμού καρβοκατιόντων και καταλύεται από πρωτικά και απρωτικά οξέα. Η αντιδραστικότητα των ολεφινών σε αντιδράσεις αυτού του τύπου καθορίζεται από την τάση τους να σχηματίζουν καρβοκατιόντα:

Αυτό σημαίνει ότι η επιμήκυνση και η διακλάδωση της αλυσίδας του ατόμου άνθρακα στην ολεφίνη αυξάνει σημαντικά την ικανότητα αλκυλίωσής της:

CH2=CH2< CH3-CH=CH2 < CH3-CH2-CH=CH2 < (CH3)2C=CH2

Σε ορισμένες περιπτώσεις, η αλκυλίωση με ολεφίνες προχωρά υπό την επίδραση εκκινητών ριζικών αλυσιδωτών αντιδράσεων, φωτισμού ή υψηλής θερμοκρασίας. Εδώ τα ενδιάμεσα ενεργά σωματίδια είναι οι ελεύθερες ρίζες. Η αντιδραστικότητα διαφορετικών ολεφινών σε τέτοιες αντιδράσεις συγκλίνει σημαντικά.

Τα παράγωγα χλωρίου είναι αλκυλιωτικοί παράγοντες με το ευρύτερο φάσμα δράσης. Είναι κατάλληλα για C-, O-, S- και N-αλκυλίωση και για τη σύνθεση των περισσότερων στοιχειο- και οργανομεταλλικών ενώσεων. Η χρήση παραγώγων χλωρίου είναι λογική για εκείνες τις διεργασίες στις οποίες δεν μπορούν να αντικατασταθούν από ολεφίνες ή όταν τα παράγωγα χλωρίου είναι φθηνότερα και πιο προσιτά από τις ολεφίνες.

Η αλκυλιωτική δράση των παραγώγων χλωρίου εκδηλώνεται με τρεις διαφορετικούς τύπους αλληλεπιδράσεων: σε ηλεκτροφιλικές αντιδράσεις, σε πυρηνόφιλη υποκατάσταση και σε διαδικασίες ελεύθερων ριζών. Ο μηχανισμός της ηλεκτροφιλικής υποκατάστασης είναι χαρακτηριστικός της αλκυλίωσης στο άτομο άνθρακα, αλλά, σε αντίθεση με τις ολεφίνες, οι αντιδράσεις καταλύονται μόνο από απρωτικά οξέα (χλωριούχο αργίλιο, χλωριούχο σίδηρο). Στην περιοριστική περίπτωση, η διαδικασία προχωρά με τον ενδιάμεσο σχηματισμό ενός καρβοκατιόντος:

σε σχέση με το οποίο η αντιδραστικότητα των αλκυλοχλωριδίων εξαρτάται από την πόλωση του δεσμού C-CI ή από τη σταθερότητα των καρβοκατιόντων και αυξάνεται με την επιμήκυνση και τη διακλάδωση της αλκυλομάδας:

Σε έναν άλλο τύπο αντίδρασης, χαρακτηριστικό της αλκυλίωσης σε άτομα οξυγόνου, θείου και αζώτου, η διαδικασία συνίσταται στην πυρηνόφιλη υποκατάσταση του ατόμου χλωρίου. Ο μηχανισμός είναι παρόμοιος με την υδρόλυση των παραγώγων χλωρίου και η αντίδραση προχωρά απουσία καταλυτών:

Η αντιδραστικότητα των παραγώγων χλωρίου αλλάζει σε αυτές τις διεργασίες με τον ίδιο τρόπο όπως κατά την υδρόλυση, και συγκεκριμένα:

ArCH2CI > CH2=CH-CH2CI > AIkCI > ArCI

prim-AIkCI > sec-AIkCI > tert-AIkCI

Ένας αριθμός διεργασιών αλκυλίωσης με παράγωγα χλωρίου προχωρούν σύμφωνα με τον μηχανισμό των ελεύθερων ριζών. Αυτό είναι ιδιαίτερα χαρακτηριστικό για τη σύνθεση στοιχειακών και οργανομεταλλικών ενώσεων, όταν σχηματίζονται ελεύθερες ρίζες λόγω αλληλεπίδρασης με μέταλλα:

4PbNa + 4C2H5CI → 4Pb + 4NaCI + 4C2H → 4NaCI + Pb(C2H5)4 + 3Pb

Οι αλκοόλες και οι αιθέρες είναι ικανοί για αντιδράσεις C-, O-, N- και S-αλκυλίωσης. Τα οξείδια της ολεφίνης, τα οποία είναι εσωτερικοί αιθέρες των γλυκολών, μπορούν επίσης να ταξινομηθούν ως αιθέρες, και από όλους τους αιθέρες, μόνο τα οξείδια ολεφινών χρησιμοποιούνται πρακτικά ως αλκυλιωτικοί παράγοντες. Οι αλκοόλες χρησιμοποιούνται για Ο- και Ν-αλκυλίωση σε περιπτώσεις που είναι φθηνότερες και πιο προσιτές από τα παράγωγα χλωρίου. Για να σπάσει ο δεσμός τους αλκυλ-οξυγόνου, απαιτούνται καταλύτες τύπου οξέος:

R-OH + H+ ↔ R-OH2 ↔ R+ + H2O

3. Ενεργειακά χαρακτηριστικά των κύριων αντιδράσεων αλκυλίωσης

Ανάλογα με τον αλκυλιωτικό παράγοντα και τον τύπο της θραύσης του δεσμού στην αλκυλιωμένη ουσία, οι διαδικασίες αλκυλίωσης έχουν πολύ διαφορετικά ενεργειακά χαρακτηριστικά. Οι τιμές των θερμικών επιδράσεων για την αέρια κατάσταση όλων των ουσιών σε ορισμένες σημαντικές διαδικασίες αλκυλίωσης σε δεσμούς C-, O- και N δίνονται στον Πίνακα 1. Δεδομένου ότι εξαρτώνται σημαντικά από τη δομή των αλκυλιωτικών ουσιών, ο πίνακας παραθέτει τα πιο κοινά εύρη αλλαγών στις θερμικές επιδράσεις.

Τραπέζι 1

Θερμική επίδραση των σημαντικότερων αντιδράσεων αλκυλίωσης

Αλκυλιωτικός παράγοντας

Σπασμένος δεσμός

Μπορεί να φανεί από μια σύγκριση των δεδομένων ότι όταν χρησιμοποιείται ο ίδιος αλκυλιωτικός παράγοντας, η θερμότητα της αντίδρασης κατά τη διάρκεια της αλκυλίωσης σε διαφορετικά άτομα μειώνεται με την ακόλουθη σειρά Car > Salif > N > O, και για διαφορετικούς αλκυλιωτικούς παράγοντες αλλάζει ως εξής :

Η ιδιαίτερα μεγάλη θερμική επίδραση της αλκυλίωσης με τη συμμετοχή αιθυλενοξειδίου και ακετυλενίου οφείλεται στη σημαντική τάση του τριμελούς κύκλου οξειδίου και στην υψηλή ενδοθερμικότητα των ενώσεων με τριπλό δεσμό.

2. Χημεία και θεωρητικές βάσεις αλκυλίωσης φαινολών

Οι φαινόλες σχηματίζουν ανενεργά άλατα ArOAICI2 με το AICI3· επομένως, πρωτικά οξέα ή καταλύτες οξειδίου μετάλλου τύπου οξέος χρησιμοποιούνται ως καταλύτες για την αλκυλίωση των φαινολών. Αυτό επιτρέπει μόνο αλκοόλες και ολεφίνες να χρησιμοποιούνται ως αλκυλιωτικοί παράγοντες. Μαζί με τα προϊόντα υποκατάστασης στον πυρήνα, λαμβάνονται ορισμένοι φαινολικοί αιθέρες, οι οποίοι αναδιατάσσονται εύκολα σε αλκυλοφαινόλες:

Έχει διαπιστωθεί ότι οι αλκυλοφαινόλες σχηματίζονται κυρίως με απευθείας αλκυλίωση στον πυρήνα. Ο μηχανισμός αυτής της αντίδρασης είναι παρόμοιος με τον μηχανισμό για τους αρωματικούς υδρογονάνθρακες και η υδροξοομάδα των φαινολών ενεργοποιείται έντονα, ειδικά οι θέσεις 4 και 2, με την σχεδόν πλήρη απουσία μετα-ισομερών στα προϊόντα.

Η αλκυλίωση προχωρά διαδοχικά με το σχηματισμό μονο-, δι και τριαλκυλοφαινολών, αλλά ταυτόχρονα λαμβάνει χώρα αναδιάταξη που καταλύεται από οξύ με τη μετανάστευση των ορθο-αλκυλομάδων για να σχηματίσουν παρα-ισομερή, τα οποία στην περίπτωση αυτή είναι τα πιο θερμοδυναμικά σταθερά. Έτσι, το σχήμα μετασχηματισμού έχει ως εξής:

Από τις μονοαλκυλοφαινόλες που καταλύονται από πρωτικά οξέα, το παρα-ισομερές κυριαρχεί πάντα, αλλά με αύξηση της δραστηριότητας του καταλύτη, της θερμοκρασίας και της διάρκειας της αντίδρασης, η αναλογία αυτού του ισομερούς μεταξύ των μονουποκατεστημένα μπορεί να αυξηθεί από 60-80 σε 95% ή περισσότερο λόγω του ισομερισμού του ορθο ισομερούς.

Από τα διυποκατεστημένα, πάντα κυριαρχεί σημαντικά η 2,4-διαλκυλφαινόλη, η αναλογία της οποίας αυξάνεται ακόμη περισσότερο υπό τις παραπάνω συνθήκες.

Με τη διαδοχική εισαγωγή των αλκυλομάδων, σε αντίθεση με την αλκυλίωση των αρωματικών υδρογονανθράκων, το πρώτο στάδιο προχωρά ταχύτερα από το δεύτερο και το τελευταίο ταχύτερα από το τρίτο. Η σύνθεση των προϊόντων διαδοχικής υποκατάστασης επηρεάζεται από την αναστρέψιμη αντίδραση διααλκυλίωσης:

R2C6H4OH + C6H5OH ↔ 2RC6H4OH

Η ισορροπία του οποίου μετατοπίζεται σημαντικά προς τα δεξιά. Επομένως, με αύξηση της δραστηριότητας του καταλύτη, της θερμοκρασίας και της διάρκειας της αντίδρασης, η περιεκτικότητα σε μονοαλκυλοφαινόλη στο προκύπτον μίγμα μπορεί να αυξηθεί σημαντικά. Σε σύγκριση λοιπόν με την αλκυλίωση του βενζολίου (Εικ. 1), το μέγιστο της μονοαλκυλοφαινόλης στον κινητικό τρόπο της διεργασίας είναι 50% (mol), και σε κατάσταση που πλησιάζει στην ισορροπία, φτάνει το 75-80% (mol). Με τη στοχευμένη σύνθεση μονοαλκυλοφαινολών, αυτό καθιστά δυνατή την εργασία με σχετικά μικρή περίσσεια φαινόλης σε σχέση με την ολεφίνη (=0,8-0,95) και ακόμη και με την ισομοριακή τους ποσότητα. Η εκλεκτικότητα αυξάνεται ακόμη περισσότερο όταν τα παραπροϊόντα των διαλκυλοφαινολών υποβάλλονται σε διααλκυλίωση με φαινόλη.

Ρύζι. Εικ. 1 Εξάρτηση της σύνθεσης της μάζας αντίδρασης κατά τη μη αναστρέψιμη (α) και αναστρέψιμη (β) αλκυλίωση του βενζολίου από την αναλογία των αρχικών αντιδραστηρίων: 1. Βενζόλιο, 2. Μονοαλκυλοβενζόλια, 3. Διαλυλβενζόλιο

Στη στοχευμένη σύνθεση διαλκυλοφαινολών χρησιμοποιείται περίσσεια ολεφίνης, η οποία εξαρτάται από την αναλογία ρυθμών και θερμοδυναμικών παραγόντων στα επόμενα στάδια της αντίδρασης.

Εκτός από τους αιθέρες φαινόλης και τις πολυαλκυλο-υποκατεστημένες φαινόλες, παραπροϊόντα αλκυλίωσης είναι οι πολυολεφίνες και οι προκύπτουσες αλκυλοφαινόλες μεγαλύτερης αλυσίδας. Αντίθετα, όταν αντιδρούν με υψηλότερες, ειδικά με διακλαδισμένες ολεφίνες, παρατηρείται ο αποπολυμερισμός τους για να ληφθούν αλκυλοφαινόλες με βραχύτερη αλκυλομάδα. Μια κοινή μέθοδος για την καταστολή αυτών των πλευρικών αντιδράσεων είναι η μείωση της θερμοκρασίας, καθώς η αλκυλίωση έχει τη χαμηλότερη ενέργεια ενεργοποίησης (20 kJ/mol). Προκειμένου να αποφευχθεί ο πολυμερισμός της ολεφίνης, είναι επίσης απαραίτητο να μειωθεί η συγκέντρωσή της στο υγρό, κάτι που επιτυγχάνεται με τη σταδιακή εισαγωγή της ολεφίνης στη μάζα της αντίδρασης. Σημειώστε ότι οι αντιδράσεις των φαινολών με τις ισοολεφίνες είναι αναστρέψιμες σε σημαντικό βαθμό και η θέρμανση των αντίστοιχων αλκυλοφαινολών με έναν όξινο καταλύτη οδηγεί στην απελευθέρωση μιας ολεφίνης:

(CH3)3C-C6H4OH (CH3)2C=CH2 + C6H5OH

Ο ισομερισμός και η διααλκυλίωση προχωρούν εν μέρει από αυτήν την αντίδραση.

Το θειικό οξύ χρησιμοποιείται συχνότερα στη βιομηχανία ως καταλύτες - πρωτικά οξέα. Είναι το πιο δραστικό μεταξύ άλλων διαθέσιμων και φθηνών οξέων, αλλά ταυτόχρονα καταλύει επίσης τις παρενέργειες πιο έντονα, οδηγώντας επιπλέον σε φαινολοσουλφονίωση και θειίωση ολεφινών και σχηματίζοντας τα φαινολοσουλφονικά οξέα HOC6H4SO2OH και τα μονοαλκυλοθειικά ROSO2OH, τα οποία επίσης συμμετέχουν στην κατάλυση της διαδικασίας. Με το θειικό οξύ, η αλκυλίωση με ν-ολεφίνες (εκτός από το αιθυλένιο) λαμβάνει χώρα στους C, και με πιο δραστικές ισοολεφίνες και στυρόλιο, ήδη στους 500 C, αλλά για να επιταχυνθεί η διαδικασία, και στην τελευταία περίπτωση, η αλκυλίωση πραγματοποιείται στους 1000 C, χρησιμοποιώντας H2SO4 σε ποσότητα 3 - 10%. Ένας άλλος καταλύτης που δεν προκαλεί παρενέργειες σουλφονίωσης και είναι πιο ήπιος στη δράση του είναι το π-τολουολοσουλφονικό οξύ CH3C6H4SO2OH. Αλλά έχει μικρότερη δραστηριότητα και μεγαλύτερο κόστος από το θειικό οξύ.

Με αυτούς τους καταλύτες, η αλκυλίωση της φαινόλης προχωρά ως ομοιογενής αντίδραση σύμφωνα με την ακόλουθη κινητική εξίσωση:

Το κοινό τους μειονέκτημα είναι η ανάγκη ξεπλύματος του όξινου καταλύτη, με αποτέλεσμα το σχηματισμό σημαντικής ποσότητας τοξικών λυμάτων. Ως εκ τούτου, ετερογενείς καταλύτες, ειδικά κατιονανταλλακτική ρητίνες, οι οποίες διαχωρίζονται από τη μάζα της αντίδρασης με απλή διήθηση, έχουν τραβήξει την προσοχή και έχουν λάβει πρακτική εφαρμογή. Με τη ρητίνη ανταλλαγής κατιόντων KU-2, η αλκυλίωση των φαινολών με ισοολεφίνες λαμβάνει χώρα στο C, αλλά πιο αργά από ό,τι κατά τη διάρκεια της κατάλυσης με θειικό οξύ.

Πρόσφατα, η ορθο-αλκυλίωση των φαινολών, που καταλύονται από φαινόλες αλουμινίου (ArO)3AI, έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη. Σε αυτή την περίπτωση, ακόμη και με μια μη κατειλημμένη παρα-θέση, η αλκυλομάδα κατευθύνεται κυρίως στην ορθο-θέση με τον διαδοχικό σχηματισμό μονο- και διαλκυλοβενζολίων:

Με τις ισοολεφίνες, η αντίδραση προχωρά σε θερμοκρασία 1000C, αύξηση της οποίας προκαλεί όλο και πιο αισθητή παρα-αλκυλίωση.

Η κατάλυση με φαινολικό αλουμίνιο εξηγείται από τη δομή του ως απρωτικό οξύ, ικανό να σχηματίσει σύμπλοκο με φαινόλη, η οποία έχει σημαντική οξύτητα:

Πιστεύεται ότι η ολεφίνη δίνει ένα καρβοκατιόν με ένα πρωτόνιο, το οποίο δεν εισέρχεται στον όγκο και, κατά τη διάρκεια της ενδοσύνθετης αντίδρασης, προσβάλλει την πλησιέστερη ορθο-θέση της φαινόλης.

Η διαδικασία αλκυλίωσης σε αέρια φάση, η οποία είναι παρόμοια στους νόμους της, ισχύει μόνο για τη μεθυλίωση της φαινόλης με μεθανόλη. Διεξάγεται με έναν ετερογενή καταλύτη τύπου οξέος (αλουμίνα, αργιλοπυριτικά άλατα κ.λπ.). Στο C, κυρίως ο-κρεσόλη, λαμβάνονται ξυλενόλες και ανισόλη, αλλά σε υψηλότερη θερμοκρασία (C), σύμφωνα με τα προηγούμενα συζητηθεί, η απόδοση των p- και m-κρεσολών αυξάνεται και η απόδοση της ανισόλης και των ξυλενολών μειώνεται.

3. Τεχνολογία της διαδικασίας αλκυλίωσης φαινόλης

Μια διαδικασία παρτίδας εξακολουθεί να χρησιμοποιείται συχνά για την αλκυλίωση των φαινολών. Στην αλκυλίωση με υγρές ολεφίνες υψηλού βρασμού, η αντίδραση πραγματοποιείται σε συσκευή με αναδευτήρα και χιτώνιο για θέρμανση με ατμό ή ψύξη με νερό. Φορτώνονται σε αυτό φαινόλη και ένας καταλύτης, θερμαίνονται στους 900 C, μετά την οποία η υγρή ολεφίνη (διισοβουτένιο, τριμερές προπυλενίου ή τετραμερές, στυρόλιο) τροφοδοτείται με ανάδευση και ψύξη. Στο δεύτερο μισό της αντίδρασης, αντίθετα, είναι απαραίτητο να θερμανθεί η μάζα της αντίδρασης. Η συνολική διάρκεια της επέμβασης είναι 2-4 ώρες.Μετά από αυτό, η μάζα της αντίδρασης εξουδετερώνεται στο μίξερ με 5% αλκάλι, λαμβάνεται σε ισοδύναμη ποσότητα με τον οξύ-καταλύτη, θερμαίνοντας το μείγμα με ζωντανό ατμό. Σε αυτή την περίπτωση, η ολεφίνη που δεν αντέδρασε απομακρύνεται με απόσταξη, η οποία, μετά τη συμπύκνωση ατμών, διαχωρίζεται από το νερό στον διαχωριστή και μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί για αλκυλίωση. Η εξουδετερωμένη οργανική στιβάδα των ακατέργαστων αλκυλοφαινολών διαχωρίζεται από το υδατικό διάλυμα άλατος και αποστέλλεται σε απόσταξη υπό κενό, στην οποία αποστάζεται το νερό, τα υπολείμματα ολεφινών και η μη μετατρεπόμενη φαινόλη.

Στις διεργασίες λήψης αλκυλοφαινολών από αέριες ολεφίνες, συνιστάται να μην χρησιμοποιείται αντιδραστήρας με αναδευτήρα, αλλά κοίλη στήλη στην οποία η μάζα της αντίδρασης αναμιγνύεται με φυσαλίδες της ολεφίνης. Η θερμότητα της αντίδρασης μπορεί να αφαιρεθεί χρησιμοποιώντας εσωτερικούς ή εξωτερικούς ψύκτες. Για να μεταβείτε σε μια συνεχή διαδικασία προκειμένου να ενταθεί και να βελτιωθεί η σύνθεση της μάζας της αντίδρασης, όπως σε άλλες μη αναστρέψιμες σειριακές-παράλληλες αντιδράσεις, είναι πιο πλεονεκτικό να χρησιμοποιηθεί ένας καταρράκτης τέτοιων αντιδραστήρων.

Στη νέα διαδικασία αλκυλίωσης φαινόλης παρουσία ιοντοανταλλακτικής ρητινών, ο καταλύτης εναιωρείται στο υγρό στη στήλη αντίδρασης. Η φαινόλη και η ολεφίνη τροφοδοτούνται συνεχώς στον πυθμένα της στήλης. Σε C σε ρητίνη KU-2 ή σε C σε αργιλοπυριτικό, ο ογκομετρικός ρυθμός τροφοδοσίας είναι 0,15 h-1. Η μάζα της αντίδρασης διηθείται από τα σωματίδια του καταλύτη και τροφοδοτείται στην απόσταξη. Η κατανάλωση καταλύτη είναι μόνο 0,4% κατά βάρος των λαμβανόμενων αλκυλοφαινολών.

4. Παραλαβή προϊόντων

Τα απλούστερα ομόλογα φαινολών: o-, m-, και p-κρεσόλες και ισομερείς ξυλενόλες:

βρίσκονται σε προϊόντα οπτανθρακοποίησης άνθρακα, αλλά σε πολύ μικρή ποσότητα, δεν μπορούν να ικανοποιήσουν τη ζήτηση για την παραγωγή πολυμερών υλικών, φυτοφαρμάκων, αντιοξειδωτικών κ.λπ. ετερογενής καταλύτης:

Από τις μονοαλκυλοφαινόλες, η p-tert-βουτυλφαινόλη που λαμβάνεται από φαινόλη και ισοβουτένιο παρουσιάζει πρακτικό ενδιαφέρον:

Όταν προστίθεται στη φαινόλη κατά τη διάρκεια της πολυσυμπύκνωσης με φορμαλδεΰδη, λαμβάνονται ελάχιστα διαλυτά πολυμερή, κάτι που είναι σημαντικό όταν χρησιμοποιούνται ως επιστρώσεις βαφής.

Οι μονοαλκυλοφαινόλες με μια αλκυλομάδα 5-8 ατόμων άνθρακα είναι ισχυροί βακτηριοκτόνοι παράγοντες, και όταν επεκταθεί σε 8-12 άτομα άνθρακα, αποδεικνύονται πολύτιμα ενδιάμεσα για τη σύνθεση μη ιοντικών επιφανειοδραστικών μέσω της οξυαιθυλίωσής τους:

Ως αλκυλιωτικοί παράγοντες χρησιμοποιούνται κατώτερα πολυμερή και συμπολυμερή ολεφινών (διισοβουτένιο, τριμερές προπυλενίου και τετραμερές, συμπολυμερή βουτενίου με πεντένια κ.λπ.), από τα οποία σχηματίζονται τριτ-αλκυλοφαινόλες. Για να ληφθούν προϊόντα με καλύτερη βιοχημική αποικοδόμηση, είναι πιο σκόπιμο να χρησιμοποιηθούν ν-ολεφίνες.

Το σημαντικότερο πεδίο εφαρμογής των αλκυλοφαινολών και προϊόντων του περαιτέρω μετασχηματισμού τους είναι η παραγωγή σταθεροποιητών για πολυμερή και έλαια κατά της θερμοοξειδωτικής αποικοδόμησης που αναπτύσσεται κατά τη λειτουργία αυτών των υλικών, ιδιαίτερα σε υψηλές θερμοκρασίες. Η καταστροφή συμβαίνει μέσω ενός μηχανισμού αλυσίδας ριζών και μπορεί να ανασταλεί από διάφορες ουσίες ικανές να δεσμεύουν τις ελεύθερες ρίζες ή να τις μετατρέπουν σε μη αντιδραστική κατάσταση. Στην περίπτωση αυτή, οι αλκυλοφαινόλες δίνουν ανενεργές ρίζες σταθεροποιημένες με σύζευξη με έναν αρωματικό πυρήνα και οι φαινόλες με δύο διακλαδισμένες ομάδες στην ορθοθέση έχουν ιδιαίτερα ισχυρή επίδραση, όταν η επίδραση της σύζευξης συμπληρώνεται από τη χωρική επίδραση ογκωδών υποκαταστατών:

Ο γραπτός τύπος ανήκει σε έναν από τους πιο κοινούς σταθεροποιητές - ιονόλη, η οποία λαμβάνεται από π-κρεσόλη και ισοβουτένιο. Για τον ίδιο σκοπό, το αντιοξειδωτικό-2246, που λαμβάνεται με τη συμπύκνωση της ο-τριτ-βουτυλ-ρ-κρεσόλης με φορμαλδεΰδη, έχει βρει εφαρμογή:

Ωστόσο, το κοινό τους μειονέκτημα είναι η περιορισμένη βάση πρώτων υλών λόγω της σπανιότητας των κρεζολών. Αυτός είναι ο λόγος που η ορθοαλκυλίωση έχει αποκτήσει μεγάλη σημασία, επιτρέποντας τη χρήση πιο προσιτής φαινόλης ως πρώτη ύλη. Οι περισσότεροι σταθεροποιητές αυτού του τύπου ανήκουν σε διπυρηνικές ενώσεις με γέφυρες μεθυλενίου ή σουλφιδίου μεταξύ 2,6-διαλκυλοφαινόλης (που λαμβάνεται από ισοβουτένιο, στυρόλιο, κ.λπ.) και ορισμένους αρωματικούς υδρογονάνθρακες (μεσιτυλένιο, ντουρόλιο) ή άλλη αλκυλοφαινόλη:

Βιβλιογραφία

1., Οστρούμοφ. M., Bustard, 2008;

3. Lebedev και τεχνολογία βασικής οργανικής και πετροχημικής σύνθεσης. Μ., Χημεία. 1988. - 592 σ.;

4., Πετροχημική σύνθεση Vishnyakova. Μ., 1973. - 448 σ.;

5. Βασική οργανική σύνθεση Yukelson. Μ., «Χημεία», 1968.