Fenooli alküülimisreaktsioon olefiinidega ja selle kasutusalad. Lähtetooraine ja saadud toote omadused. Põhiaparaadi konstruktsioon ja tööpõhimõte. Tootmise põhiaparaadi ja materjalibilansi tehnoloogiline arvestus.

Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

Postitatud aadressil http://www.allbest.ru/

Vene Föderatsiooni haridus- ja teadusministeerium

Nižnekamski naftakeemiaülikool

Eriala 240503 rühm 1711-z

LÕPETUD KVALIFITSEERIV TÖÖ

Teema: Fenooli alküülimine propüleentrimeeridega(Ptootlikkus 125 000 tonni alküülfenooli aastas)

Lõpetatud

Kontrollitud

Sissejuhatus

1. Tehnoloogiline osa

1.6.2 Mõõteriistade ja automaatikaseadmete spetsifikatsioon

1.8 Reoveepuhastuse tööstusökoloogia neonoolide tootmisel

2. Arvutamise osa

2.2 Põhiseadme arvutamine

Kirjandus

Sissejuhatus

Käesoleva lõputöö teema “Fenooli alküülimine propüleentrimeeridega” asjakohasus tuleneb asjaolust, et Venemaa väliskaubanduskäive on tänaseks kasvutempode poolest oluliselt ületanud tööstustoodangu kasvu. Üldiselt on see progressiivne trend, mis väljendub enamikus maailma arenenud riikides konkureerides globaalsel turul. Selle kaubavahetuse käigus toimub ka intensiivne üksikute riikide teadus- ja tehnikasaavutuste vahetus.

Keemia- ja naftakeemiatööstuse olukord sõltub suuresti ülevenemaalisest ekspordist. OJSC NKNK on Venemaa naftakeemiatoodete tootjate ja eksportijate seas juhtival positsioonil. Peaaegu kõik OJSC NKNK toodetud tooted on välisturul suure nõudlusega, mis on mitu korda suurem kui siseturul.

Töö eesmärk: fenooli alküülimine propüleentrimeeridega.

Eesmärgist lähtuvalt tõstetakse esile selle töö järgmised ülesanded:

1. Vaatleme fenooli alküülimise tootmismeetodi teoreetilist alust.

2. Teha arvutused fenooli tootmisel.

Töö ülesehitus koosneb sissejuhatusest, kahest peatükist, järeldusest ja kasutatud kirjanduse loetelust.

1. Tehnoloogiline osa

1.1 Kasutatud tootmismeetodi teoreetiline alus

Alküülimine on alküülrühmade sisestamine orgaaniliste ainete molekulidesse.

Fenooli alküülimisreaktsioon olefiinidega on alküülfenooli allikas.

See meetod on kõrge temperatuuriga, see toimub järgmistel tingimustel:

temperatuur? 85 - 125оС

rõhk 0,4 MPa

katalüsaator Levatit-SRC-108/4 eKr.

Olefiinid on alküülivate ainetena esmatähtsad. Alküülimine olefiinidega toimub ioonmehhanismi kaudu karbokatioonide moodustumise kaudu ja seda katalüüsivad protoonsed ja aprotoonsed happed. Olefiinide reaktsioonivõime määrab nende kalduvus moodustada karbokatione:

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

See tähendab, et olefiini süsinikuaatomite ahela pikendamine ja hargnemine suurendab oluliselt selle alküülimisvõimet:

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

Alküleerimine toimub järjestikku mono-, di- ja trialküülfenoolide moodustumisega, kuid samal ajal toimub happega katalüüsitud ümberkorraldamine ortoalküülrühmade migratsiooniga, moodustades paraisomeerid, mis antud juhul on kõige stabiilsemad. Seega on teisendusskeem järgmine:

Fenooli alküülimisega olefiinidega kaasnevad olefiini polümerisatsiooni kõrvalreaktsioonid ja alküülrühmade hävitamine. Alküleerimisel on need kõrvalprotsessid ebasoovitavad.

Alküülimisreaktsioon viiakse läbi adiabaatilises reaktoris. Reaktsiooniproduktid pärast alküülimist rektifitseeritakse. Propüleeni trimeeride konversiooniaste on 98,5%.

Fenooli ja propüleeni trimeeride suhe on 4:1.

Fenooli alküülimise protsess propüleentrimeeridega toimub reaktoris, mille toormaterjalide sisend on aksiaalne.

Tootmisprotsessi juhitakse automatiseeritud juhtimissüsteemi abil, kasutades arvutit ja APACS+.

Protsessitorustike küte on tagatud kaugkütteveega, mille temperatuur on 150°C. /2.245./

1.2 Tooraine ja valmistoote omadused

Tabel 1. Lähteaine ja saadud toote omadused

Toormaterjalide, materjalide, reaktiivide, katalüsaatorite, pooltoodete, valmistatud toodete nimetus	Riigi- või tööstusstandardi number, tehnilised kirjeldused, ettevõtte standard	Kontrollimiseks vajalikud kvaliteedinäitajad	Standard vastavalt GOST-ile, OST-ile või ettevõtte standardile	Eesmärk, ulatus
Fenooli klass "B"	GOST23 51979	1. Välimus 2. Kristallisatsioonitemperatuur, °C mitte madalam 3. Mittelenduva jäägi massiosa, % mitte rohkem 4. Fenooli vesilahuse optiline tihedus (0,8 g klass B 100 cm3 (vesi) temperatuuril 20 °C, mitte rohkem 5. Sulfoneeritud fenooli optiline tihedus, mitte rohkem 6. Fenoolisulami värvus plaatina-koobalti skaalal, mitte enam	Valge vedelik 40,6 0,008 0,03 ei ole standarditud
Propüleeni trimeerid	TU2211031	1.Välimus	läbipaistev värvitu vedelik ilma mehaaniliste lisanditeta ja lahustumatu niiskuseta	Kasutatakse alküülfenooli sünteesiks
		2. Propüleeni trimeeride massiosa, % mitte vähem 3. Olefiinide massiosa C8 ja alla selle, % mitte rohkem kui 4. Olefiinide massiosa C10 ja rohkem, % mitte üle 5. Niiskuse massiosa, % mitte rohkem 6. Broomiarv, mg. broomi 100 g toote kohta, mitte vähem 7. Maleic number mg. maleiinanhüdriid 1 g kohta. toode, mitte rohkem 8. Parafiinide massiosa, %, mitte rohkem 9. Peroksiidühendite massiosa, %, mitte rohkem 10. Massiosa ionool, %. sees	95,0 2,0 3,0 0,02 120 2,0 1,0 0,0005
		1. Välimus	Värvitu läbipaistev vedel
Tehniline seebikivi klass RR		1. Välimus 2. Naatriumhüdroksiidi massiosa, %, mitte vähem 3. Naatriumkarbonaadi massiosa, %, mitte rohkem 4. Naatriumkloriidi massiosa, %, mitte rohkem 5. Raua massiosa Fe2O3, %, mitte rohkem 6. Raua- ja alumiiniumoksiidide massiosade summa, %, mitte rohkem naatriumsulfaat,%, mitte rohkem	Värvitu läbipaistev vedel 42,0 0,5 0,05 0,0015 0,02	Alkülaadi happelise keskkonna neutraliseerimiseks
Kõrge puhtusastmega gaasiline ja vedel lämmastik, 2. klass		1. Lämmastiku mahuosa, %, mitte vähem 2. Hapniku mahuosa, %, mitte rohkem Veeauru mahuosa gaasilises lämmastikus, %, mitte rohkem	99,95 0,05	Kasutatakse seadmete ettevalmistamiseks remondiks ja rõhukatsesüsteemides, kasutatud katalüsaatori kuivatamiseks
Monoalküülfenoolid	TLÜ 38. 602 09 20 91	1.Välimus 2. Värv, joodi skaala ühikud, mitte rohkem 3. Monoalküülfenoolide massiosa, %, mitte vähem 4. Dialküülfenoolide massiosa, %, mitte rohkem 5. Fenooli massiosa, %, mitte rohkem 6. Vee massiosa, %, mitte rohkem 7. Leekpunkt avatud tiiglis, °C, mitte madalam	Õline selge vedelik 10 98,0 1,0 0,1 0,05	Kasutatakse etoksüülitud monoalküülfenoolide (neonoolide), määrdeõlide lisandite ja Octofor-tüüpi vaikude tootmisel.

Fenool (hüdroksübenseen, karboolhape) C6H5OH on spetsiifilise “tõrva” lõhnaga valge kristalne aine sulamistemperatuuriga 40,9 °C, keemistemperatuuriga 181,75 °C ja tihedusega 1057,6 kg/m3. See lahustub vees, moodustades sellega aseotroopse segu keemistemperatuuriga 99,6 °C. Lahustub etanoolis, dietüüleetris, benseenis, atsetoonis ja kloroformis. Sellel on kergelt happelised omadused ja see lahustub leeliste vesilahustes, moodustades vastavad fenolaadid. See oksüdeerub kergesti õhuhapniku toimel, moodustades oksüdatsiooniprodukte, mis värvivad selle roosaks ja seejärel pruuniks. Aurude, tolmu ja lahuste kujul

mürgine. Nahale sattudes põhjustab fenool põletusi ning aurudes ärritab silmade ja hingamisteede limaskesti.

Fenool on üks suuremahulisi orgaanilise põhisünteesi tooteid. Selle ülemaailmne toodang on umbes 5 miljonit tonni.Umbes pool toodetud fenoolist kasutatakse fenool-formaldehüüdpolümeeride tootmiseks. Fenooli kulub ka difenüülpropaani, kaprolaktaami, alküülfenoolide, adipiinhappe ja erinevate plastifikaatorite tootmisel.

Propüleeni C9H18 trimmerid on läbipaistev värvitu vedelik, mille leekpunkt on 21 °C, keemistemperatuur on 125 °C ja tihedus 749 kg/m3. Vees vähe lahustuv.

Monoalküülfenool on õline läbipaistev vedelik, mille keemistemperatuur on 250 °C

Leekpunkt 112°C ja tihedus 944 kg/m3. Ei lahustu vees. 5-8 süsinikuaatomist koosneva alküülrühmaga monoalküülfenoolid on tugevad bakteritsiidsed ained ja 8-12 süsinikuaatomini laiendatuna osutuvad nad väärtuslikeks vaheühenditeks mitteioonsete pindaktiivsete ainete sünteesil oksoetüülimise teel:

Alküülfenoolide ja nende edasise muundumisproduktide kõige olulisem kasutusvaldkond on polümeeride ja õlide stabilisaatorite tootmine termilise oksüdatiivse hävitamise vastu, mis tekib nende materjalide töötamise ajal, eriti kõrgetel temperatuuridel. /3.750./

1.3 Tehnoloogilise skeemi kirjeldus

Fenooli alküülimise protsess propüleeni trimeeride või olefiinidega viiakse läbi vedelas faasis kahes reaktoris, mis on reaktiivse katiooni moodustamiseks järjestikku ühendatud. Katalüsaator kinnitub üldiselt trimeerile või protoneerib selle. Alküleeriv aine võib olla ka katalüsaatori ja trimeeri kompleks.

Peamine reaktsioon monoalküülfenooli (MAP) moodustumisel võib olla järgmine: fikseeritud katalüsaatorikiht. Alküülimiskatalüsaatori roll on

С6Н6О + С9Н18 С15Н24О

Dialküülfenooli (DAP) moodustumise kõrvaltoime:

С15Н24О + С9Н18 С24Н42О

Alküleerimisreaktsioon keskmisel temperatuuril 110 °C kulgeb soojuse vabanemisega 14,82 kcal/mol propüleeni trimeeride kohta.

Protsessi jaoks aktsepteeritud tingimustes moodustub 0,083 mol dialküülfenooli 1 mooli monoalküülfenooli kohta.

Kõrvalproduktide tugevalt alküülitud fenoolide moodustumine sõltub paljudest teguritest, näiteks temperatuurist, fenooli ja olefiini suhtest, alkülaadi viibimisajast reaktsioonitsoonis jne.

Reaktsioonimass (alkülaat) pärast alküülimisreaktoreid sisaldab keskmiselt:

- 0,60 massiprotsenti - propüleeni trimeerid, parafiinid;

- 32,65 massiprotsenti. - fenool;

- 58,60 massiprotsenti. - alküülfenoolid

- 7,65% massist. - dialküülfenoolid ja teised.

Fenooli alküülimisreaktsioon propüleeni trimeeridega toimub adiabaatilises reaktoris rõhul 0,4 MPa (4 baari) ja temperatuuril 80 °C kuni 125 °C.

Temperatuur reaktoris tõuseb eksotermilise reaktsiooni käigus soojuse eraldumise tõttu. Lõpptemperatuuri määrab katalüsaatori jõudlus, mis kaotab oma aktiivsuse 170 °C juures. Vedeliku liikumise kiirus reaktori vaba ristlõike suhtes on 0,7 cm/sek, viibimisaeg 15 minutit. Katalüsaatori aktiivsus töö käigus väheneb ja peale 12 - 13 kuud töötamist tuleb katalüsaator välja vahetada. Temperatuuri tõstmine reaktorites mõjutab oluliselt katalüsaatori jõudlust, seega nõuab värske katalüsaatoriga töötamine alküülimiseks leebemat temperatuurirežiimi. Reaktori põhja temperatuuri hoitakse 70-800C.

Madalatel koormustel juhitakse reaktsioonisegu teise reaktorisse algtemperatuuriga 60-800C. Fenooli ja propüleeni trimeeride molaarsuhe hoitakse vähemalt 2:1. See saavutatakse põhivoolude - fenooli ja propüleeni või olefiinide trimeeride - voolu reguleerimisega segistisse pos. S-1.

Fenooli tarbimine segistis pos. C-1 hooldab toitetorustikule paigaldatud vooluregulaator pos 6-6

fenool ja propüleentrimeerid koos vooluregulaatoriga, pos 5-6. Pärast segamist segistis pos. C-1 reaktsioonisegu siseneb külmiku rõngasse pos. T-1, kus see jahutatakse sekundaarse jahutusveega temperatuurini 80°C. Jahutusvesi tagasi külmikust pos. T-1 siseneb töökoja tagasivooluveekollektorisse.

Külmkapist pos. T-1 reaktsioonisegu suunatakse alküülimiseks esimesse reaktorisse pos. P-1a altpoolt protsessi käigus siseneb alkülaat läbi vahejahuti pos. T-2, kus seda jahutatakse sekundaarse jahutusveega, protsessi käigus teise reaktori alumisse ossa, pos. R-1b.

Esimese reaktori ülaosa temperatuuri hoiab protsessi ajal automaatselt temperatuuriregulaator pos 11-7 tänu reaktsioonisegu jahtumisele külmikus pos. T-1 sekundaarne jahutusvesi, kasutades juhtventiili pos. 11-12, mis on paigaldatud külmikust sekundaarsele jahutusvee väljalasketorustikule, pos. T-1.

Protsessi teise reaktori ülaosa temperatuuri hoiab automaatselt temperatuuriregulaator pos. 14-5 külmkapis oleva alkülaadi jahutamise tõttu pos. Sekundaarse jahutusveega T-2, mille juhtventiil on pos. 14-11 on paigaldatud külmikust sekundaarsele jahutusvee väljalasketorustikule, pos. T-2.

Et vältida reaktorite rõhu langetamist, kui rõhk neis on liiga kõrge, paigaldatakse kaks kaitseklappi.

Kuna alkülaadil on happeline keskkond, tuleb töökoja seadmete korrosiooni vältimiseks alküülida protsessi teisest reaktorist, pos. R-1b saabub kl

segisti pos. S-2 neutraliseerimiseks. Alkülaadi põhiline neutraliseerimine viiakse läbi 20–42% naatriumhüdroksiidi lahusega pärast uue reaktori sisselülitamist värske katalüsaatoriga kuni pH = 6,5–7,0. Täiendav pH = 6,5-7,0 säilitamine viiakse läbi propüleeni trimeeridega, pH = 7,0. Mikser on sees varustatud juhtplaatidega, mille tõttu voolud segunevad.

Konteinerist pos. E-2 segistile pos. C-2 leelist tarnitakse vastavalt vajadusele kolbpumbaga pos. N-2a, b. Leelise annus alkülaati tehakse sõltuvalt alkülaadi happesusest.

Mikserist pos. C-2 neutraliseeritud alkülaat siseneb mahutisse, pos. E-3, samas kui osa sellest saadetakse pidevalt analüsaatorisse kromatograafi.

Alkülaat konteineris pos. E-3 hoitakse lämmastiku "padja" all konstantsel rõhul, mida hoiab automaatselt rõhuregulaator pos. 18-5.

1.4 Põhiseadme konstruktsioon ja tööpõhimõte

fenoolpropüleeni alküülimine

Põhiseade alküülimisprotsessi läbiviimiseks on reaktor pos. R-1 a, b, mis on ette nähtud fenooli alküülimiseks propüleeni trimeeridega.

Seade on vertikaalne silindriline anum pos. 1 ülevalt pos. 3 ja alumine pos. 2 roostevabast terasest kaant. Silindriline osa on kaane ja põhjaga ühendatud naastudega. Äärikuühendused on valmistatud täpi ja soonega tüüpi. Silindrilise osa ja põhja vahel on võre pos. 4, mis on ette nähtud katalüsaatorikihi hoidmiseks. Võre koosneb piki- ja põikisuunalistest metallplaatidest, mis on kaetud peene võrgusilmaga 0,25x0,25 mm, mis hoiab ära katalüsaatori rikke. Seadme sees olev katalüsaator paikneb hulgimeetodil. Reaktsioonisegu läbib katalüsaatorikihi, kus katalüsaatori aktiivsetes kohtades toimub alküülimisreaktsioon. Alkülaat väljub reaktorist läbi filtri pos. 5, ehitatud liitmiku keskele pos. H. Filter on paljude aukudega silinder, mis on kaetud metallvõrguga, mille peene võrk on 0,25x0,25 mm.

Alumise kaane küljel on kinnitus, pos. Ja reaktsioonisegu sisestamiseks viiakse reageerinud segu väljumine läbi liitmiku pos. B, manustatud ülemisse kaanesse. Katalüsaator laaditakse läbi liitmiku pos. B, mis on paigaldatud reaktori kattesse seadme peatelje suhtes nurga all, toimub mahalaadimine liitmikus. G, mis asub seadme silindrilise osa allosas, mida saab kasutada ka luukuna siseseadmete paigaldamisel ja kontrollimisel. Seadme alumises punktis on liitmik, pos. D, mis on ette nähtud toote reaktori tühjendamiseks enne katalüsaatori mahalaadimist ja aparaadi parandamist.

Silindrilise osa välisküljele on keevitatud seelikust ja kümnest jalast koosnev tugi. Tehnilised andmed:

1. Mahutavus 10,3 m3

2. Seadmes olev keskkond on mürgine ja plahvatusohtlik

3. Töörõhk 0,4 MPa

4. Töötemperatuur 95 0C

5. Peamine materjal Teras X18N10T

6. Seadme kaal 5030 kg

7. Mõõdud:

a) kõrgus 9550 mm

b) läbimõõt 1200 mm

/4.86/

1.5 Analüütiline tootmiskontroll

GOST 14870-77 Niiskuse kontsentratsiooni mõõtmine Fischeri meetodil

Meetod hõlmab proovi lahustamist või dispergeerimist sobivas lahustis ja tiitrimist Karl Fischeri reagendiga, mis on joodi, vääveldioksiidi, püridiini ja metanooli segu. Vee juuresolekul reageerib jood vääveldioksiidiga, moodustades värvitu vesinikjodiidhappe ja väävelanhüdriidi vastavalt järgmisele reaktsioonivõrrandile:

C5H5 I2 + C5H5N SO2 + C5H5N + H2O + CH3OH

2С5Н5N HI + С5Н5N HSO4 CH3

Tiitrimise lõpp-punktiks loetakse vaba joodi ilmumise hetk, mis määratakse elektromeetriliselt või visuaalselt.

See meetod määrab hügroskoopse, kristalliseerunud ja sorbeeritud vee.

Kromatograafiline meetod nr 307-007-92

Meetod põhineb segu komponentide kromatograafilisel eraldamisel, millele järgneb nende registreerimine kromatograafilise kolonni väljalaskeava juures soojusjuhtivuse detektori abil.

Kromatograafiline meetod TU 2211-031 05766801

Meetod põhineb analüüsitud proovi komponentide eraldamisel kromatograafilises kolonnis ja nende järgneval registreerimisel leekionisatsioonidetektoriga ühendatud süsteemiga.

Potentsiomeetriline meetod nr 8 pH väärtuse mõõtmine

Tehnika on ette nähtud vee kondensaadi, heitvee ja tööstusvee pH mõõtmiseks. Mõõtmismeetod pH väärtus vastab vesinikioonide aktiivsuse negatiivsele kümnendlogaritmile lahuses pH=-log an. PH väärtus on lahuse happesuse või aluselisuse mõõt.

Tabel 2.18 Vesilahuste keskkonna määramine

GOST 4333-87

Meetodi olemus seisneb naftasaaduse proovi kuumutamises avatud tiiglis määratud kiirusel, kuni selle pinna kohal tekib süüteseadmest naftasaaduse aur (leekpunkt) ja kuni edasise kuumutamisega toode süttib (süttimistemperatuur), mille põlemisaeg on vähemalt 5 sekundit.

GOST 14871-76

Värvus on tavapäraselt aktsepteeritud kvantitatiivne omadus vedelate keemiliste reaktiivide ja nende lahuste jaoks, millel on vähe värvust.

Meetod põhineb värvi määramisel visuaalse võrdluse teel värviskaalaga.

1.6 Tootmise automatiseerimine

1.6.1 Tooraine voolu juhtimisahela kirjeldus

803-1 - diafragma DK 25-100

803-2 - ülerõhuandur Metran-100 DD-2430

803-3 – HID 2029 sisemine ohutustõke

803-4 – HID 2037 sisemine ohutustõke

803-5 - elektropneumaatiline asendiregulaator EPP-Ex

803-6 - üheistmeline juhtventiil - tüüp NZ RK201nzh

Kt-2 tagasivoolu reguleerimisahela kirjeldus

Membraanilt tulev diferentsiaalrõhk (pos. 803-1) suunatakse ülerõhuandurile, millel on sisseehitatud mikroprotsessor Metran-100 DD-2430 (pos. 803-2). Andurilt läbi sisemise kaitsetõkke HID 2029 (element 803-3) edastatakse normaliseeritud elektrisignaal 4–20 mA (element 803-3), kus see salvestatakse ja võrreldakse eelnevalt seatud väärtusega. Kui mõõdetud parameetris esineb kõrvalekaldeid määratud väärtusest, genereerib APACS-süsteem juhtimistoimingu

üheistmeline juhtventiil - tüüp NZ RK201nzh (pos. 803-6) läbi sisemise turvatõkke HID 2037 (pos. 803-4) ja läbi elektropneumaatilise asendiregulaatori EPP-Ex (pos. 803-5) kuni mittevastavuseni muutub nulliks.

Joonis 1. Propüleeni trimeri vooluahel segistisse S-3

1.6.2 Mõõteriistade ja automaatikaseadmete spetsifikatsioon

Tabel - Mõõteriistade ja automaatikaseadmete spetsifikatsioon

Positsiooni number	Nimi parameeter	seadme paigaldamine	Kontrollitud keskkond	Seadme nimi ja omadused	Seadme mudel	Kogus (tk)
	Rõhu juhtimine propüleentrimeeride torustikus	Torujuhtme peal	propüleeni trimeerid		Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
	Propüleeni trimeeride tarbimise reguleerimine E-1	Torustikus	propüleeni trimeerid		Tüüp DK 25200 GOST 8.563.1
		Torujuhtme peal			Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		Siseturvaline tõkkekapp		4-20 mA, väljund 4-20 mA
		Siseturvaline tõkkekapp		4-20 mA, väljund 4-20 mA
		Klapi peal
		Torujuhtme peal
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal 4-20 mA, väljund 4-20 mA
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisemisel ohutu barjääri HID-seeria väljund, kahe kanaliga. Sisendsignaal alates 4-20 mA, väljund 4-20 mA
	Temperatuur E-1	Torujuhtme peal	propüleeni trimeerid		TSP Metran-256
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal alates 4-20 mA, väljund 4-20 mA
	Rõhu reguleerimine E-1-s	Torujuhtme peal			Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal 4-20 mA, väljund 4-20 mA
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisemisel ohutu barjääri HID-seeria väljund, kahe kanaliga. Sisendsignaal 4-20 mA, väljund 4-20 mA
		Klapi peal		Mõeldud liikumiseks
		Torujuhtme peal		Pneumaatilise ajamiga täiturmehhanismi juhtventiil
	Propüleeni trimeeride tarbimise reguleerimine S-1-s	Torustikus	propüleeni trimeerid	Kambri membraan, mis on paigaldatud DSK torujuhtme äärikutesse vastavalt standarditele GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3.	Tüüp DK 25200 GOST 8.563.1
		Torujuhtme peal		Metran-100 seeria intelligentne rõhuandur on mõeldud mõõtmiseks ja pidevaks muundamiseks ühtseks analoogvoolusignaaliks 4-20 mA ja/või digitaalne signaal HART protokolli standardis või digisignaal, mis põhineb diferentsiaalrõhu sisendsignaali RS485 liidesel.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal 4-20 mA, väljund 4-20 mA
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisemisel ohutu barjääri HID-seeria väljund, kahe kanaliga. Sisendsignaal alates 4-20 mA, väljund 4-20 mA
		Klapi peal		10…100 mm. Plahvatuskaitse: ExdsllB+H2T6
		Torujuhtme peal		Pneumaatilise ajamiga täiturmehhanismi juhtventiil
	Fenolav S-1 tarbimise reguleerimine	Torustikus		Kambri membraan, mis on paigaldatud DSK torujuhtme äärikutesse vastavalt standarditele GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3.	Tüüp DK 25200 GOST 8.563.1
		Torujuhtme peal		Metran-100 seeria intelligentne rõhuandur on mõeldud mõõtmiseks ja pidevaks muundamiseks ühtseks analoogvoolusignaaliks 4-20 mA ja/või digitaalne signaal HART protokolli standardis või digisignaal, mis põhineb diferentsiaalrõhu sisendsignaali RS485 liidesel.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal 4-20 mA, väljund 4-20 mA
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisemisel ohutu barjääri HID-seeria väljund, kahe kanaliga. Sisendsignaal alates 4-20 mA, väljund 4-20 mA
		Klapi peal		Elektropneumaatiline asendiregulaator. Sissepuhkeõhu rõhk 0,14 MPa. Sisendsignaal 0,02-0,1 mPa. Mõeldud käigule 10…100 mm. Plahvatuskaitse: ExdsllB+H2T6
		Torujuhtme peal		Pneumaatilise ajamiga täiturmehhanismi juhtventiil
	Alkülaadi temperatuur kuni T-4	Torujuhtme peal		Ühtse signaaliga termomuundur on mõeldud plahvatusohtlikes piirkondades kasutatava neutraalse ja agressiivse keskkonna temperatuuri mõõtmiseks. Ühtne alalisvoolu väljundvahemik 4-20mA	TSP Metran-256
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal alates 4-20 mA, väljund 4-20 mA
	Alkülaadi temperatuur pärast T-4	Torujuhtme peal		Ühtse signaaliga termomuundur on mõeldud plahvatusohtlikes piirkondades kasutatava neutraalse ja agressiivse keskkonna temperatuuri mõõtmiseks. Ühtne alalisvoolu väljundvahemik 4-20mA	TSP Metran-256
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal alates 4-20 mA, väljund 4-20 mA
	Alkülaadi rõhu juhtimine R-5 sisselaskeava juures	Torujuhtme peal		Metran-100-Di-Ex seeria intelligentne rõhuandur on mõeldud ülerõhu väljundsignaali mõõtmiseks ja pidevaks muundamiseks ühtseks analoogvoolusignaaliks 4-20 mA ja/või RS485 liidesel põhinevaks digitaalseks signaaliks.	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal 4-20 mA, väljund 4-20 mA
	Tööstusliku veevoolu reguleerimine T-4 väljalaskeava juures	Torustikus	tööstuslik vesi	Kambri membraan, mis on paigaldatud DSK torujuhtme äärikutesse vastavalt standarditele GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3.	Tüüp DK 25200 GOST 8.563.1
		Torujuhtme peal		Metran-100 seeria intelligentne rõhuandur on mõeldud mõõtmiseks ja pidevaks muundamiseks ühtseks analoogvoolusignaaliks 4-20 mA ja/või digitaalne signaal HART protokolli standardis või digisignaal, mis põhineb diferentsiaalrõhu sisendsignaali RS485 liidesel.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal 4-20 mA, väljund 4-20 mA
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisemisel ohutu barjääri HID-seeria väljund, kahe kanaliga. Sisendsignaal alates 4-20 mA, väljund 4-20 mA
		Klapi peal		Elektropneumaatiline asendiregulaator. Sissepuhkeõhu rõhk 0,14 MPa. Sisendsignaal 0,02-0,1 mPa. Mõeldud liikumiseks 10…100 mm. Plahvatuskaitse: ExdsllB+H2T6
		Torujuhtme peal		Pneumaatilise ajamiga täiturmehhanismi juhtventiil
	Ülemine temperatuur P-5	Torujuhtme peal		Ühtse signaaliga termomuundur on mõeldud plahvatusohtlikes piirkondades kasutatava neutraalse ja agressiivse keskkonna temperatuuri mõõtmiseks. Ühtne alalisvoolu väljundvahemik 4-20mA	TSP Metran-256
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal alates 4-20 mA, väljund 4-20 mA
		Siseturvaline tõkkekapp		Siseturvaline galvaanilise isolatsiooniga barjäär, väljund. Ohutsooni signaal (sisend) - 4-20 mA. Ohutu tsooni signaal (väljund) - 4-20 mA. Toiteallikas 24 V DC. Üks kanal.
				Sulgemisventiil, 0% suletud, 100% avatud
	Temperatuur keskmine P-5	Torujuhtme peal		Ühtse signaaliga termomuundur on mõeldud plahvatusohtlikes piirkondades kasutatava neutraalse ja agressiivse keskkonna temperatuuri mõõtmiseks. Ühtne alalisvoolu väljundvahemik 4-20mA	TSP Metran-256
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal alates 4-20 mA, väljund 4-20 mA
	Põhjatemperatuur P-5	Torujuhtme peal		Ühtse signaaliga termomuundur on mõeldud plahvatusohtlikes piirkondades kasutatava neutraalse ja agressiivse keskkonna temperatuuri mõõtmiseks. Ühtne alalisvoolu väljundvahemik 4-20mA	TSP Metran-256
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal alates 4-20 mA, väljund 4-20 mA
	Surve juhtimine P-5	Torujuhtme peal		Metran-100-Di-Ex seeria intelligentne rõhuandur on mõeldud ülerõhu väljundsignaali mõõtmiseks ja pidevaks muundamiseks ühtseks analoogvoolusignaaliks 4-20 mA ja/või RS485 liidesel põhinevaks digitaalseks signaaliks.	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal 4-20 mA, väljund 4-20 mA
	Tööstusliku veevoolu reguleerimine T-6 väljalaskeava juures	Torustikus	tööstuslik vesi	Kambri membraan, mis on paigaldatud DSK torujuhtme äärikutesse vastavalt standarditele GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3.	Tüüp DK 25200 GOST 8.563.1
		Torujuhtme peal		Metran-100 seeria intelligentne rõhuandur on mõeldud mõõtmiseks ja pidevaks muundamiseks ühtseks analoogvoolusignaaliks 4-20 mA ja/või digitaalne signaal HART protokolli standardis või digisignaal, mis põhineb diferentsiaalrõhu sisendsignaali RS485 liidesel.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal 4-20 mA, väljund 4-20 mA
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisemisel ohutu barjääri HID-seeria väljund, kahe kanaliga. Sisendsignaal alates 4-20 mA, väljund 4-20 mA
		Klapi peal		Elektropneumaatiline asendiregulaator. Sissepuhkeõhu rõhk 0,14 MPa. Sisendsignaal 0,02-0,1 mPa. Mõeldud liikumiseks 10…100 mm. Plahvatuskaitse: ExdsllB+H2T6
		Torujuhtme peal		Pneumaatilise ajamiga täiturmehhanismi juhtventiil
	Ülemine temperatuur P-7	Torujuhtme peal		Ühtse signaaliga termomuundur on mõeldud plahvatusohtlikes piirkondades kasutatava neutraalse ja agressiivse keskkonna temperatuuri mõõtmiseks. Ühtne alalisvoolu väljundvahemik 4-20mA	TSP Metran-256
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal alates 4-20 mA, väljund 4-20 mA
	Temperatuur keskmine P-7	Torujuhtme peal		Ühtse signaaliga termomuundur on mõeldud plahvatusohtlikes piirkondades kasutatava neutraalse ja agressiivse keskkonna temperatuuri mõõtmiseks. Ühtne alalisvoolu väljundvahemik 4-20mA	TSP Metran-256
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal alates 4-20 mA, väljund 4-20 mA
	Põhjatemperatuur P-7	Torujuhtme peal		Ühtse signaaliga termomuundur on mõeldud plahvatusohtlikes piirkondades kasutatava neutraalse ja agressiivse keskkonna temperatuuri mõõtmiseks. Ühtne alalisvoolu väljundvahemik 4-20mA	TSP Metran-256
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal alates 4-20 mA, väljund 4-20 mA
	Rõhu juhtimine P-7	Torujuhtme peal		Metran-100-Di-Ex seeria intelligentne rõhuandur on mõeldud ülerõhu väljundsignaali mõõtmiseks ja pidevaks muundamiseks ühtseks analoogvoolusignaaliks 4-20 mA ja/või RS485 liidesel põhinevaks digitaalseks signaaliks.	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal 4-20 mA, väljund 4-20 mA
	Taseme kontroll E-8-s	Torujuhtme peal		Metran-100 seeria intelligentne rõhuandur on mõeldud hüdrostaatilise rõhu mõõtmiseks ja pidevaks muutmiseks ühtseks analoogseks 4-20 mA voolusignaaliks ja/või HART-protokolli standardis digitaalseks signaaliks või RS485 liidesel põhinevaks digitaalseks signaaliks.	Metran-100-DG-Ex
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal 4-20 mA, väljund 4-20 mA
	Alkülaadi pH pärast alküülimisreaktoreid	torustikus		Elektrood sisseehitatud temperatuurianduriga Рt-100, pikkus 120 mm, läbimõõt 12 mm. Mõõdetava keskkonna temperatuur on 0-120°C. Mõõdetava keskkonna vahemik on 0-14.
		Torujuhtme peal		Muundur, kristallkuvariga mõõtev pH-meeter. Väljundsignaal 4h20 mA, mõõtmisviga 0,1%. Ümbritsev temperatuur -20 h +55 oC
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisemisel ohutu barjääri HID-seeria väljund, kahe kanaliga. Sisendsignaal alates 4-20 mA, väljund 4-20 mA
	Alkülaadi tarbimise jälgimine reaktorite väljalaskeava juures	Torustikus		Kambri membraan, mis on paigaldatud DSK torujuhtme äärikutesse vastavalt standarditele GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3.	Tüüp DK 25200 GOST 8.563.1
		Torujuhtme peal		Metran-100 seeria intelligentne rõhuandur on mõeldud mõõtmiseks ja pidevaks muundamiseks ühtseks analoogvoolusignaaliks 4-20 mA ja/või digitaalne signaal HART protokolli standardis või digisignaal, mis põhineb diferentsiaalrõhu sisendsignaali RS485 liidesel.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal 4-20 mA, väljund 4-20 mA
	Rõhu reguleerimine E-11-s	Torujuhtme peal		Metran-100-Di-Ex seeria intelligentne rõhuandur on mõeldud mõõtmiseks ja pidevaks muundamiseks ühtseks analoogvoolusignaaliks 4-20 mA ja/või digitaalne signaal, mis põhineb RS485 liidese ülerõhu väljundsignaalil	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisekaitsebarjääri seeria HID sisend, kahe kanaliga. Sisendsignaal 4-20 mA, väljund 4-20 mA
		Siseturvaline tõkkekapp		Sisemisel ohutu barjääri HID-seeria väljund, kahe kanaliga. Sisendsignaal 4-20 mA, väljund alates
		Klapi peal		Elektropneumaatiline asendiregulaator. Sissepuhkeõhu rõhk 0,14 MPa. Sisendsignaal 0,02-0,1 mPa. Mõeldud käigule 10…100 mm. Plahvatuskaitse: ExdsllB+H2T6
		Torujuhtme peal		Pneumaatilise ajamiga täiturmehhanismi juhtventiil

1.7 Töötervishoid ja tööohutus

Nõuded fenooli alküülimisprotsessi plahvatusohu tagamiseks.

Alküülfenoolide tootmiseks kavandatud käitis asub suurettevõtete vahetus läheduses: NShZ, Elastic tehas, CHPP-1, OJSC NKNK Nižnekamski lähedal, võttes arvesse "tuuleroosi". Siin valitsevad tuuled kannavad märkimisväärse osa kahjulikest heitkogustest elurajoonidest vastassuunas. Tehnoloogilised seadmed asuvad välispaigaldises mõõtmetega 24 x 24 meetrit ja kõrgusega 17 meetrit. Tehnoloogilise protsessi juhtimine on automatiseeritud ja teostatud kaugjuhtimise teel, kasutades APACS süsteemi juhtimisruumi hoonest. Juhtruumi mõõdud on 15 x 20 meetrit, kõrgus 4 meetrit.

Tuginedes ainete omadustele vastavalt tuleohutusstandarditele NPB 105-03, kehtestame plahvatusohtliku tsooni kategooria ja klassi: operaatorikategooria "D" ja tootmise jaoks kategooria "An". PB 09.107-03 kohaselt kuulub protsess plahvatuse energiapotentsiaali ja plahvatusohtlike ainete hulga poolest I kategooriasse, kuna Q > 54 ja m > 9600 kg.

PUE järgi kuulub välispaigaldis plahvatusohtlike tsoonide klassi - V-1g.

Vastavalt standardile GOST 12.2.007.0-75 kasutatakse välispaigaldistes ja juhtimisruumis elektritoodete jaoks kolmefaasilist neljajuhtmelist tugevalt maandatud elektrivõrku U = 380/220V. Vastavalt PUE-le on välispaigaldis elektrilöögi ohu astme poolest võrdsustatud eriti ohtlike ruumidega, juhtimisruum liigitatakse kõrgendatud ohuta ruumiks.

Inimeste elektrilöögi ohu astme järgi kuulub juhtimisruum kõrge riskiklassi. Juhtruumi jaoks vastab PUE-i kohaselt elektriseadmete minimaalne lubatud kaitseaste IP44-le (üle 1 mm läbimõõduga tahkete ainete sissepääsu ja veepritsmete eest mis tahes suunas).

Vastavalt standarditele GOST 12.1.019-79 ja GOST 12.1.009-76 tagatakse personali elektriohutus elektripaigaldiste projektlahendustega; kõigi seadmete kaitsemaanduse kasutamine, DCS-i elektriseadmete paigutamine suletud kappidesse.

Kõik elektriseadmete konstruktsioonid vastavad töötingimustele ja pakuvad personali kaitset pingestatud osadega kokkupuute eest.

Niiskuse isolatsiooni kahjustamise vältimiseks on kõik kaablisüsteemid torujuhtmetesse suletud.

Süüteallikad on: seadmete kuumad või kuumaks läinud seinad, elektriseadmete sädemed, staatiline elekter, löök- ja hõõrdsädemed.

Projekteeritava toodangu hooned ja rajatised on raudbetoonist ja kuuluvad II tulepüsivusastmesse.

Remondiks valmistumisel puhastatakse seadmed lämmastikuga. Kõik seadmed ja ühendused on pitseeritud. Remonditöid tehakse ainult sädemekindlate tööriistadega. Tulekahju õigeaegseks avastamiseks on ette nähtud automaatne signalisatsioon. Ruumid on varustatud elektrilise tulekahjusignalisatsioonisüsteemiga tulekahju algfaasi tuvastamiseks käsitsi ja automaatse aktiveerimisega. Käsitsi aktiveerimiseks kasutatakse PKIL-9 tüüpi surunupudetektoreid. Automaatseks aktiveerimiseks kasutatakse DI-1 tüüpi suitsuandureid. Plahvatusohtlikes keskkondades kasutatakse plahvatuskindlaid andureid DSP-1AG (diferentsiaal).

Tulekahju kustutamiseks töökojas on ette nähtud järgmised esmased tulekustutusvahendid: tuletõrje veevarustus, tulekustutid, asbestitekid, liiv, lämmastik,

veeaur Monitorid ja tuletõrjehüdrandid asuvad piki töökoja perimeetrit.

Elektriseadmete kustutamiseks kasutatakse süsihappegaas- ja pulberkustuteid OU-8, OU-25, OP-100.

Tulekahjust õigeaegseks teavitamiseks ja tuletõrje väljakutsumiseks on olemas tuletõrjesidesüsteem.

Tuletõrjetehnilise klassifikatsiooni järgi on hooned täitnud vajalikud nõuded inimeste ohutuks evakueerimiseks avariiväljapääsude kaudu. Avariiväljapääsude arv on kaks.

Termiliste põletuste vältimiseks isoleeritakse kõrge seinatemperatuuriga seadmed ja torustikud mineraalvilla ja tsingitud metalllehtedega.

Seadmete kaitsmiseks ülemäärase rõhu eest, mis ületab lubatud piiri, kasutatakse kaubamärkide PPK4-150-40, PPK4-125-40 kaitseklappe.

Ekstraheerimisprotsessi läbiviimisel on vaja mõõta temperatuuri, rõhku ja taset aparaadis, samuti sissetulevate toodete voolukiirust.

Rõhu mõõtmiseks kasutatakse Metrani intelligentset plahvatuskindla konstruktsiooniga ülerõhuandurit. Taset mõõdetakse Masoneilani digitaalse nihketaseme anduri abil.

plahvatuskindla konstruktsiooniga. Temperatuuri mõõtmiseks kasutame plaatinatakistustermomuundurit. Mõõdame vooluhulka ettevõtte "Metran" torujuhtmete kamberdiafragmaga. Protsessi juhitakse kaugjuhtimisruumist.

Kontroller tagab etteantud protsessiparameetrite ja reguleerimise kiiruse säilitamise, annab signaali ja blokeeringu, kui parameetrid erinevad antud programmi järgi lubatud väärtustest.

1.8 Tööstusökoloogia

Veebasseini kaitse tööstusliku reovee eest.

Propüleeni trimeeridega fenoolalküülimistehases on OAO NKNK heitvette järgmised heitveed tabelis 4.

Reovesi tekib: mahtuvus- ja soojusvahetusseadmete remondiks ettevalmistamisel (üks kord aastas). Need juhitakse KZK-sse kaevude kaudu. Sanitaarveekogude suurimaks lubatud kontsentratsiooniks on fenoolil 0,1 mg/l. Fenooli püügivete MPC on 0,025 mg/l.

Tabel 4. Reovesi

CCP heitvesi läheb jäätmekäitlusjaama. Vee ärajuhtimise normid on KHT, KHT mitte kõrgem kui 500 mg/l, pH - 6,5 h 12,5, ebakõla korral pressitakse heitvesi välja orgaaniliseks eemaldamiseks. Vee olekut KHT analüüsitakse bikromaadi meetodil nr 25.

Veekogude kaitsmiseks kahjulike heitmete eest ja pinnase reostuse vältimiseks on töökoda varustatud õhusademete kogumiseks kandikute ja maa-aluste mahutitega, millest jäätmete kogunedes pumbatakse need keemiliselt saastunud kanalisatsiooni.

Tööstusreovee puhastamise meetodid jagunevad tavaliselt mehaanilisteks, keemilisteks, bioloogilisteks ja füüsikalis-keemilisteks. Neid meetodeid kasutades konditsioneeritakse reovesi järgnevaks puhastamiseks või puhastatakse täielikult lisanditest.

Sel juhul saab puhastamist läbi viia nii lisandite vabanemisega gaasilisse, tahkesse või vedelasse faasi kui ka nende hävitamisega.

2. Arvutamise osa

2.1 Tootmise materjalibilanss

Algandmed:

(94) (126) (220)

С6Н6О + 2 С9Н18 = С24Н42О - moodustumise kõrvalreaktsioon

(94) (126) (346)

dialküülfenool. (2)

Alküülfenooli tehase võimsus on 125 000

tonni aastas.

Kalendri ajafond 365 päeva.

Kapitaalremondile kuluv aeg on 10 päeva.

Propüleeni trimeeride konversioon on 98,5%.

Reaktsioonisegu koostis (massiprotsent)

Propüleeni trimeerid - 40

Alkülaadi koostis (massi%)

Alküülfenool - 58,60

Kaasa arvatud:

Fenool - 32,65

Propüleeni trimeerid - 0,60

dialküülfenool -7,65

Protsessi peetakse pidevaks.

Koostame materjalivoogude diagrammi

Joonis 2.1 Alküülfenooli tootmise materjali vooskeem

R - reaktor fenooli alküülimiseks propüleeni trimeeridega; G1 on vastavalt fenooli ja propüleeni trimeeride materjalivoog; G2 - kolonni toide Kt-1, alkülaat

Efektiivne seadmete kasutusfond (tund)

Tef=Tk - ?Tr

Teff = 365 · 24 - 10 · 24 = 8520 tundi

Alküülfenooli tootmine (kg/tunnis)

Alküülfenool

X=8597,42 kg/h

X = 4790,20 kg/h

Propüleeni trimeerid

Rasked jäägid

Dialküülfenool

X = 1122,36 kg/h

Kolonni Kt-1 toidetakse alkülaadiga reaktorist R-1 (voog G2). Propüleeni trimeeride muundamise põhjal määrame tarnitava tooraine koguse. Arvutame reaktsioonis osalejate arvu (1) (kg/tunnis)

Propüleeni trimeerid

Arvutame reaktsioonis osalejate arvu (2) (kg/tunnis)

Propüleeni trimeerid

Määrake reaktsioonides (1) ja (2) osalenud ainete koguhulk

Propüleeni trimeerid

Arvutame tarnitud tooraine koguse (kg/tunnis)

Propüleeni trimeerid

Materjalibilansi tabeli koostamine

Tabel 5. Materjalibilansi koondtabel

2.2 Põhiseadme arvutamine

2.2.1 Põhiseadme tehnoloogiline arvutus

Eesmärk: Fenooli alküülimine propüleentrimeeridega viiakse läbi vedelas faasis katalüsaatori juuresolekul.

Reaktorisse siseneva sööda kogus

Gr=26784,11 kmol (vt materjalibilanssi)

Töörežiim:

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

Reaktsioonisegu mahuline etteandekiirus 7,2 h-1

Katalüsaator

Katalüsaatori kasutusiga - 12-13 kuud

Seadme läbilõikepindala:

kus: Vf? reaktsioonisegu mahuline voolukiirus, m3/s;

W - lineaarne voolukiirus aparaadis, m/s.

Seadme läbimõõt:

D = 1,13 v1 = 1,13 m

Aktsepteerime 1200 mm läbimõõduga reaktorit.

Katalüsaatori nõutav maht:

Vob - tooraine mahuline etteandekiirus, tund-1;

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

Protsessi jaoks vajalik katalüsaatori maht on 5 m3, seetõttu määratakse sellele mahule vastava katalüsaatori kihi kõrgus valemiga:

Reaktori kõrguse arvutamine. Reaktori kõrgus määratakse järgmiste omadustega:

Hreaction zone = 7 m - reaktsioonitsooni kõrgus;

Nkat. otsustama = 0,035 m - katalüsaatorivõre kõrgus;

Nshtuts. = 0,55 m - paigaldatud liitmike kõrgus;

Ndn. = 1 m - põhja kõrgus;

Nkr = 1 m - katte kõrgus.

Ei reageeri = 7 + 0,035 + 0,55 + 1 + 1 = 9,5 m.

Aktsepteerime reaktorit kõrgusega 9550 mm.

Järelikult kasutatakse paigaldises kahte reaktorit, et tagada maksimaalne muundamine järgmiste põhiomadustega:

läbimõõt - 1200 mm;

kõrgus - 9550 mm;

katalüsaatori kihi kõrgus - 5,35 m;

katalüsaatori maht 5 m3.

R-1v reaktori arvutamine toimub sarnaselt, me võtame arvutusandmed kokku

tabeli 6 juurde

Tabel 6. Reaktori seadmete omadused

2.2.2 Seadme soojusarvutus

Algandmed:

Reaktsioonisegu siseneb reaktorisse temperatuuril 70 °C.

Soojuskadu keskkonda on 1,1% soojuse juurdekasvust.

Ülejäänud andmed pärinevad materjalibilansist.

Soojusvoo diagrammi alusel koostame soojusbilansi võrrandi.

Q1 + Q2 = Q3 + Q4 - esimese reaktori võrrand,

Q5 + Q6 = Q7 + Q8 - teise reaktori võrrand.

Määrame reaktsiooniseguga kaasa antud soojushulga

Q1 = G1 Ср1 t1

G1 - sissetuleva tooraine kogus, kmol;

Ср1 - reaktsioonisegu erisoojusmaht, kJ/kg K;

t on reaktsioonisegu temperatuur, 0 °C.

G1 = 26784,11 kg/h = 7,44 kmol

Määrame reaktsioonisegu erisoojusmahtuvuse

Av (fenool) = 2344,98

Reaktsioonisegu koostis:

fenool - 60%,

Propüleeni trimeerid - 40%.

Ср = У сpi·wi

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

Cр = 2217,9 = 2,218

Reaktsiooniseguga antav soojushulk

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

Määrame eksotermiliste reaktsioonide tulemusena eralduva soojushulga

C6H6O + C9H18 = C15H24O – alküülfenooli moodustumise sihtreaktsioon; (1)

C6H6O + 2 C9H18 = C24H42O - dialküülfenooli moodustumise kõrvalreaktsioon. (2)

Q2 = Q1int + Q2inc,

Q1int - eksotermilise reaktsiooni tulemusena vabanev soojushulk (1),

Q2ob on eksotermilise reaktsiooni tulemusena vabanev soojushulk (2).

Q1int = G1?Нр

Q2ob = G2 ?Нр,

Нр1, ΔНр2 - entalpia muutused reaktsioonide (1) ja (2) tulemusena, kJ/kg;

G1, G2 - pärast esimest reaktorit tekkinud alküülfenooli ja dialküülfenooli kogus (moodustunud alkülaadist 30% alküülfenooli ja 1% dialküülfenooli 26784,11 kg/h), kmol.

Нр1 = 281,56 kJ/kg

Нр2 = 106,52 kJ/kg

G1 = 8035,23 kg/tunnis = 2,23 kmol

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

Q1int = 2,23 281,56 = 627,87 kW

Q2ob = 0,07 106,52 = 7,46 kW

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

Alkülaadiga kaotatud soojushulga määrame esimese reaktori soojusbilansi võrrandist

Q1 + Q2 = Q3 + Q4

Q3 = Q1 + Q2 - Q4,

aga selleks on vaja leida Q4 – kahjud keskkonnale.

4. kvartal = (1. kvartal + 2. kvartal) 1,1%

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

Siit leiame Q3

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

Määrake reaktsioonisegu temperatuur esimese reaktori väljalaskeava juures

G3 - moodustunud alkülaadi kogus, kmol

Ср3 - alkülaadi erisoojus, kJ/kg·K.

G3 = 26784,11 kg/tunnis = 7,44 kmol

Määrame alkülaadi erisoojusmahtuvuse

Av (fenool) = 2344,98

kolmapäev (propüleentrimeer) = 2027,3

Av (alküülfenool) = 2450,63

Av (dialküülfenool) = 2373,48

Alkülaadi koostis:

fenool - 49%,

propüleeni trimeerid - 20%,

alküülfenool - 30%,

dialküülfenool - 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

Esimese reaktori soojusbilansi tabeli koostamine

Tabel 7. Esimese reaktori soojusbilanss

Määrame soojusvahetist koos külmutusagensiga väljuva soojushulga

Qwater = Gwater Srvody (t2k – t2n)

Gwater - jahutusvee tarbimine, kmol;

Srvody - vee erisoojusmaht, ;

t2к, t2н - vee lõpp- ja algtemperatuur, 0C.

Sarnased dokumendid

Fenooli alküülimise protsess olefiinidega. Termodünaamiline analüüs. Komponentide moolfraktsiooni sõltuvus temperatuurist. Adiabaatiline temperatuuride erinevus reaktoris. Olefiini protoneerimine karbokatatsiooni moodustamiseks. Propüleeni oksüdatiivne ammonolüüs.

kursusetöö, lisatud 01.04.2009


Fenool kui keemiline aine, selle kasutamine ja tähendus. Fenooli tootmise etappide tunnused. Selle tootmisprotsessi lühikirjeldus benseensulfoonhappe, klorobenseeni, isopropüülbenseeni ja benseeni oksüdatiivse kloorimise teel. Tooraine tüübid.

abstraktne, lisatud 18.02.2011


Fenooli tootmise meetodid. Tseoliitkatalüsaatorite avastamine benseeni oksüdeerimiseks dilämmastikoksiidiga. Tseoliitide katalüütilise aktiivsuse olemus. Fenooli sünteesi uued viisid. Raua aktiivne olek tseoliidi maatriksis. Hapniku biomimeetilised omadused.

abstraktne, lisatud 24.04.2010


Fenoolide mõiste ja nomenklatuur, nende füüsikalised ja keemilised põhiomadused, iseloomulikud reaktsioonid. Fenoolide saamise meetodid ja nende praktilise kasutamise valdkonnad. Fenooli toksilised omadused ja selle negatiivse mõju olemus inimkehale.

kursusetöö, lisatud 16.03.2011


Fenoolide klassifikatsioon, füüsikalised ja keemilised omadused. Molekuli struktuuri uurimine. Benseenitsükli mõju hüdroksüülrühmale. Fenooli dissotsiatsioon ja nitreerimine. Selle koostoime naatriumi ja leelistega. Oksüdatsiooni-, asendus- ja hüdrogeenimisreaktsioonid.

esitlus, lisatud 17.02.2016


Benseeni suhe KMnO4 ja broomvee lahusesse, benseeni nitreerimine. Tolueeni oksüdatsioon, ettevaatusabinõud, toimingud tolueeniga. Sula fenooli interaktsioon naatriumi, leeliselahusega, fenooli väljatõrjumine naatriumfenolaadist süsihappega.

laboritööd, lisatud 02.11.2009


Fenooli ja formaldehüüdi toksiline toime elusorganismidele, nende kvalitatiivse määramise meetodid. Fenooli kvantitatiivne määramine looduslikest veeproovidest. Meetod orgaaniliste toksiliste ainete minimaalse avastamiskontsentratsiooni määramiseks vees.

kursusetöö, lisatud 20.05.2013


Benseeni propüleeniga alküülimise tööstuslike meetodite omadused. Benseeni olefiinidega alküülimise põhimõtted keemiatehnoloogias. Benseeni alküülimisprotsessi tehaste projekteerimise probleemid. Tootmisprotsessi tehnoloogia kirjeldus.

lõputöö, lisatud 15.11.2010


Titrimeetriline analüüsimeetod. Bromatomeetrilise analüüsimeetodi teooria. Tiitrimise tehnika. Bromatomeetrilise meetodi eelised ja puudused. Fenoolid. Fenooli määramine. Titrimeetrilistes meetodites kasutatavad keemilised reaktsioonid.

kursusetöö, lisatud 26.03.2007


Protsessi vooskeemi ja abimaterjalide kirjeldus. Materjalide tasakaal piiravate gaaside töötlemisel. Põhiseadme – stabiliseerimiskolonni – arvutamine. Tooraine sisendtemperatuuri arvutamine. Sisemiste materjalivoogude määramine.

Kuna fenoolid reageerivad alumiiniumhalogeniidide ja teiste Lewise hapetega, moodustades soolasid, näiteks ArOAlCl2, ei saa nende otsest alküülimist Friedeli-Craftsi reaktsiooni tingimustes läbi viia. Fenoolid alküülitakse alkeenide ja alkoholidega happekatalüüsil. Katalüsaatoritena eelistavad nad kasutada väävel-, vesinikfluoriid-, fosforhapet või KU-2 katioonvaheteid, daux- ja muid katioonvahetusvaikusid. Seega toodetakse kresoolist ja isobutüleenist tööstuslikult takistatud fenooli, 2,6-di-tert-butüül-4-metüülfenooli (ionooli), mida kasutatakse laialdaselt polümeeride stabiliseerimiseks.

Samamoodi saadakse 2,4,6-triisopropüülfenool fenoolist ja isopropüülalkoholist.

Fenoolide atsüülimine Friedel-Craftsi reaktsiooni klassikalistes tingimustes atsüülhalogeniidi ja alumiiniumkloriidi kompleksiga annab samuti ebarahuldavaid tulemusi, kuna fenooli hüdroksüülrühm läbib atsüülimise. Selle meetodi tõhusam modifikatsioon on siis, kui atsüüliva ainena kasutatakse karboksüülhappe ja boortrifluoriidi kompleksi. Sel juhul sisestatakse atsüülrühm peaaegu eranditult benseenitsükli para-asendisse. Näiteks annab fenool reageerimisel äädikhappe ja BF 3 kompleksiga parahüdroksüatsetofenooni 95% saagisega.

Kõige levinum meetod aromaatsete hüdroksüketoonide valmistamiseks põhineb Friesi ümberpaigutusel. K. Fries avastas 1908. aastal, et karboksüülhapete arüülestrid, kui neid kuumutatakse AlCl 3 või AlBr 3-ga, asetsevad ümber isomeerseteks orto- või parahüdroksüketoonideks. Reeglina tekib ümberpaigutamise tulemusena orto- ja paraisomeeride segu ilma metaisomeeri segunemiseta.

Orto- ja para-isomeeride suhe sõltub peamiselt temperatuurist ja lahustist. Raskemates tingimustes domineerib ortohüdroksüketoon ja 20-25 o C juures - parahüdroksüketoon.

Friesi ümberkorraldamise mehhanism näib olevat arüülestri benseenitsükli orto- või para-asendi molekulidevaheline atsüülimine teise estri molekuli ja AlCl3 kompleksiga, et moodustada hüdroksüketooni ja fenooli atsüülderivaat.

Ümberkorraldamine viiakse lõpule atsüülrühma molekulidevahelise ülekandmisega fenoolile.

Erinevalt fenoolidest endist läbivad nende eetrid kergetes tingimustes väga kergesti regioselektiivset Friedel-Craftsi atsüülimist, moodustades para-alkoksüarüülketoonid. Parimad tulemused saavutatakse fenooleetrite atsüülimisel atsüülhalogeniididega metüleenkloriidis 0 o C juures kahe mooli AlCl 3 või AlBr 3 juuresolekul.

Fenoolide kondenseerumist ftaalanhüdriidiga väävelhappe või tsinkkloriidi juuresolekul (A. Bayer, 1874) tuleks pidada üheks Friedel-Craftsi atsüülimisreaktsiooni variandiks. Sel juhul kondenseeruvad kaks fenooli molekuli ühe ftaalanhüdriidi molekuliga, moodustades trifenüülmetaani derivaadid, mida nimetatakse ftaleiinideks.

Fenoolid moodustavad AlCl3-ga inaktiivseid sooli ArOAlCl2, seetõttu kasutatakse fenoolide alküülimisel katalüsaatoritena protoonseid happeid või happetüüpi metalloksiidkatalüsaatoreid. See võimaldab alküülivate ainetena kasutada ainult alkohole ja olefiine. Koos tuumas olevate asendusproduktidega saadakse mõned fenooleetrid, mis on kergesti ümber paigutatavad alküülfenoolideks:

Siiski on kindlaks tehtud, et alküülfenoolid tekivad valdavalt otsese alküülimise teel tuuma. Selle reaktsiooni mehhanism on sarnane varem aromaatsete süsivesinike puhul käsitletuga ja fenoolide OH-rühm aktiveerib tugevalt eriti 4- ja 2-positsiooni, kusjuures meta-isomeerid toodetes peaaegu täielikult puuduvad.

Alküleerimine toimub järjestikku mono-, di- ja trialküülfenoolide moodustumisega, kuid samal ajal toimub happega katalüüsitud ümberkorraldamine ortoalküülrühmade migratsiooniga koos paraisomeeride moodustumisega, mis on antud juhul termodünaamiliselt kõige enam. stabiilne.

Monoalküülfenoolide hulgas on protoonsete hapete katalüüsimisel alati ülekaalus paraisomeer; katalüsaatori aktiivsuse, temperatuuri ja reaktsiooni kestuse suurenedes võib selle isomeeri osatähtsus monoasendatud isomeeride hulgas tõusta 60...80-lt 95%-le või enamgi tänu ortoisomeeri isomeerimisele.

Diasendatud on alati olulisel määral ülekaalus 2,4-dialküülfenool, mille osakaal suureneb eeltoodud tingimustes veelgi.

Alküülrühmade järjestikuse sisestamisega, erinevalt aromaatsete süsivesinike alküülimisest, kulgeb esimene etapp kiiremini kui teine ​​ja teine ​​omakorda kiiremini kui kolmas. Järjestikuse asendusproduktide koostist mõjutab ka pöörduv transalküülimisreaktsioon

R2C6H3OH + C6H5OH ? 2RC6H4OH

mille tasakaal on oluliselt paremale nihkunud. Seetõttu võib katalüsaatori aktiivsuse, temperatuuri ja reaktsiooni kestuse suurenemisega monoalküülfenooli sisaldus saadud segus oluliselt suureneda.

Lisaks fenooleetritele ja polüalküülasendatud fenoolidele on alküülimise kõrvalproduktideks polüolefiinid ja neist moodustuvad pikema ahelaga alküülfenoolid. Vastupidi, reageerides kõrgemate, eriti hargnenud ahelaga olefiinidega, tekib nende depolümerisatsioon lühema alküülrühmaga alküülfenoole. Levinud meetod nende kõrvalreaktsioonide mahasurumiseks on temperatuuri alandamine, kuna alküülimisel on madalaim aktiveerimisenergia (> 20 kJ/mol). Olefiini polümerisatsiooni vältimiseks on vaja ka vähendada selle kontsentratsiooni vedelikus, mis saavutatakse olefiini järkjärgulise sisestamisega reaktsioonimassi.

Fenoolide reaktsioonid isoolefiinidega on olulisel määral pöörduvad ning vastavate alküülfenoolide kuumutamine happekatalüsaatoriga viib olefiini vabanemiseni:

Isomerisatsioon ja transalküülimine toimuvad osaliselt selle reaktsiooni kaudu.

Väävelhapet kasutatakse tööstuses kõige sagedamini katalüsaatoritena – protoonsete hapetena. See on teiste saadaolevate ja odavate hapete seas kõige aktiivsem, kuid samas katalüüsib tugevamalt kõrvalreaktsioone, viies lisaks fenoolsulfatsioonile ja olefiinsulfatsioonile ning moodustades fenoolsulfoonhappeid HOC6H4SO2OH ja monoalküülsulfaate ROSO2OH, mis osalevad ka protsessi katalüüsis. . Väävelhappega toimub alküülimine n-olefiinidega (v.a etüleen) 100...120 °C juures ning reaktiivsemate isoolefiinide ja stüreeniga - juba 50 °C juures, protsessi kiirendamiseks aga viimasel juhul alküülimine toimub? 100 °C, kasutades H2SO4 koguses 3...10%.

Teine katalüsaator, mis ei põhjusta kõrvalsulfoonimisreaktsioone ja on oma toimelt leebem, on n-tolueensulfoonhape. Sellel on aga väiksem aktiivsus ja kõrgem hind kui väävelhappel. Nende katalüsaatoritega toimub fenooli alküülimine homogeense reaktsioonina.

Nende ühiseks puuduseks on vajadus pesta happekatalüsaatorit, mille tulemusena tekib märkimisväärne kogus mürgist reovett. Seetõttu on laialt levinud heterogeensed katalüsaatorid, eriti katioonvahetusvaigud, mis eraldatakse reaktsioonimassist lihtsa filtreerimisega.

Fenoolide ortoalküülimine viiakse läbi katalüüsi all alumiiniumfenolaatide (ArO)3A1 abil. Sel juhul suunatakse alküülrühm isegi hõivamata para-asendis eelistatavalt orto-asendisse koos mono- ja dialküülfenoolide järjestikuse moodustumisega.

Gaasifaasi alküülimisprotsess on kasutatav ainult fenooli metüülimiseks metanooliga. See viiakse läbi heterogeense happe-tüüpi katalüsaatoriga (alumiiniumoksiid, alumiiniumsilikaadid jne).

Protsessi tehnoloogia

Fenoolide alküülimiseks kasutatakse sageli perioodilist protsessi. Kõrge keemistemperatuuriga vedelate olefiinidega alküülimisel viiakse reaktsioon läbi segisti ja ümbrisega aparaadis auruga kuumutamiseks või veega jahutamiseks. Sellesse laaditakse fenool ja katalüsaator, kuumutatakse temperatuurini 90 °C, seejärel juhitakse segamise ja jahutamisega vedel olefiin (diisobuteen, propüleentrimeer või tetrameer, stüreen). Vastupidi, reaktsiooni teises pooles on vaja reaktsioonimassi kuumutada. Operatsiooni kogukestus on 2...4 tundi.Seejärel neutraliseeritakse reaktsioonimass segistis (5% leelist, võetakse samaväärses koguses katalüsaatorhappega), kuumutades segu elava auruga. Sel juhul destilleeritakse välja reageerimata olefiin, mis pärast aurude kondenseerumist eraldatakse jäätmeseparaatoris ja seda saab uuesti kasutada alküülimiseks. Tooralküülfenoolide neutraliseeritud orgaaniline kiht eraldatakse soolade vesilahusest ja suunatakse vaakumdestilleerimisele, mille käigus destilleeritakse välja vesi, olefiinijäägid ja muundumata fenool.

Gaasilistest olefiinidest alküülfenoolide tootmise protsessides on soovitav kasutada mitte segajaga reaktorit, vaid õõnsat kolonni, milles reaktsioonimass segatakse olefiini mullitamise teel. Reaktsioonisoojust saab eemaldada sisemiste või väliste külmikute abil. Pidevale protsessile üleminekuks selle intensiivistamiseks ja reaktsioonimassi koostise parandamiseks, nagu ka muude pöördumatute jadaparalleelreaktsioonide puhul, on kasulikum kasutada selliste reaktorite kaskaadi.

Fenooli alküülimisel ioonvahetusvaikude juuresolekul suspendeeritakse katalüsaator reaktsioonikolonnis paiknevas vedelikus. Fenool ja olefiin juhitakse pidevalt kolonni põhja. Reaktsioonimass filtreeritakse katalüsaatoriosakestest ja saadetakse destilleerimiseks. Katalüsaatori tarbimine on 0,4% saadud alküülfenoolide massist.

Saadud tooted

Fenooli lihtsaimad homoloogid: o-, m- ja p-kresoolid ning isomeersed ksülenoolid:

Üks nende sünteesi viise on fenooli metüülimine metanooliga gaasifaasis heterogeense katalüsaatori abil:

Monoalküülfenoolidest pakub praktilist huvi p-tert-butüülfenool, mis saadakse fenoolist ja isobuteenist:

alküülimine fenool süsivesik aromaatne

5–8 süsinikuaatomist koosneva alküülrühmaga monoalküülfenoolid on tugevad bakteritsiidsed ained ja 8–12 süsinikuaatomini laiendatuna osutuvad nad väärtuslikeks vaheühenditeks mitteioonsete pindaktiivsete ainete sünteesil.

Alküülimis- ja atsüülimisreaktsioonide abil saab alküül- ja atsüülrühmi viia aromaatsetesse ühenditesse.

Nagu varem mainitud, alküülitakse fenoolid tsükliks mitmesuguste alküülivate ainete mõjul:

• alkeenid;
• alkoholid;
• alküülhalogeniidid happekatalüüsi tingimustes.

Fenoolide atsüülimine toimub ka erinevate meetoditega.

Friedel-Craftsi fenoolide alküülimine

Fenool läbib Friedel-Craftsi alküülimise, kui seda töödeldakse alküüliva aine, Lewise happe (nt FeBr_3$ või $A1C1_3$) ja katalüsaatoriga. Sel juhul moodustuvad $ArOAlCl_2$ tüüpi soolad. Näiteks kresooli interaktsioon isobutüleeniga, moodustades takistatud fenooli - 2,6-di- hõõrub-butüül-4-metüülfenool (ionool):

Pilt 1.

Samamoodi saadakse fenooli reageerimisel isopropüülalkoholiga 2,4,6-triisopropüülfenool:

Joonis 2.

Selles Friedel-Craftsi alküülimises on ründavaks elektrofiiliks alküülkatioon, mis moodustub alküüli reaktsioonil Lewise happega. Teiste nukleofiilide puudumisel reageerivad need elektrofiilsed liigid aromaatse ringiga.

Friedel-Craftsi alküülimisel on kaks olulist piirangut, mis vähendavad oluliselt selle väärtust ja muudavad reaktsiooni üldiselt vähem soodsaks kui atsüülimine. Alküülfenoolid on elektrofiilsetes asendusreaktsioonides üldiselt reaktiivsemad kui fenool ise. Seda arvestades kipub Friedel-Craftsi alküülimine läbima täiendavat alküülimist, mille tulemuseks on dialküül- või rohkem alküülitud produktide moodustumine, nagu on näidatud mõlemal ülalkirjeldatud juhul.

Ainus praktiline viis selliste asendusreaktsioonide kontrollimiseks on säilitada suur fenooli liig. See meetod on vastuvõetav benseeni enda jaoks, kuna see on suhteliselt odav ja lenduv, kuid on vastuvõetamatu enamiku selle asendatud derivaatide puhul, mis on kallimad või vähem kättesaadavad.

Friedel-Craftsi alküülimise teine ​​oluline piirang on seotud paljude karbokatioonide alternatiivse reaktsiooniga, eriti reaktiivsete nukleofiilide puudumisel, nimelt ümberkorraldamisega isomeerseteks karbokatioonideks.

Monoalküülimist Friedel-Craftsi järgi iseloomustab äärmiselt madal regioselektiivsus ja see toob kaasa segude valmistamise. orto- Ja paar-isomeersed tooted. Fenoolide alküülimine on pöörduv reaktsioon ja tugevate Lewise hapete juuresolekul toimuvad reaktsiooni termodünaamilise kontrolli tingimustes ümberkorraldused:

Joonis 3.

Fenoolide klassikaline atsüülimine Friedel-Craftsi järgi

Klassikalistes tingimustes põhjustab fenoolide Friedel-Craftsi atsüülimine alumiiniumkloriidiga atsüülhalogeniidkomplekside abil ebarahuldavaid produktisaagiseid, kuna atsüülimisesse siseneb ka fenooli hüdroksüülrühm. Tõhusam meetod on atsüülimine, kasutades atsüüliva ainena boortrifluoriidiga karboksüülhappekompleksi:

Joonis 4.

Fenoolide kondenseerimine ftaalanhüdriidiga

Fenoolide kondenseerumist ftaalanhüdriidiga mineraalhapete või Lewise hapete juuresolekul (A. Bayer, 1874) tuleks samuti käsitleda Friedeli-Craftsi atsüülimisreaktsiooni ühe variandina. Sel juhul kondenseeruvad kaks fenooli molekuli ühe ftaalanhüdriidi molekuliga, moodustades trifenüülmetaani derivaadid, mida nimetatakse ftaleiinideks.

Joonis 5

Kui pH $ on üle 9, muutuvad fenoolftaleiini vesilahused karmiinpunaseks laktoonitsükli lõhustamise protsessi tulemusena dianiooni moodustumisega.

Joonis 6.

Aminometüülimine

Joonis 7.

Mannichi reaktsioon ehk aminometüülimine on iseloomulik aktiivse metüleenrühmaga ühenditele. See toimub mitmekomponendilise reaktsioonina, mis hõlmab formaldehüüdi ja sekundaarset amiini (vesinikkloriidi kujul) ning võimaldab lisada ühenditesse aminometüülrühma $-CH_2NR_2$. Samuti reageerivad aktiveeritud aromaatsed substraadid, nagu fenoolid, sekundaarsed või tertsiaarsed aromaatsed amiinid ja heterotsüklilised ühendid, nagu indool, pürrool ja furaan. Sel viisil saab aromaatseid ühendeid aminometüülrühmaga $-CH_2NR_2$.

Amiinidest kasutatakse sageli dimetüülamiini ja formaldehüüdi asemel võib lisada ka teist aldehüüdi.

Reaktsioonimehhanismiks on imiinsoola moodustumine formaldehüüdi ja sekundaarse amiiniga vaheaminaali kaudu ja selle dehüdratsioon $H^+$ katalüütilise toimega. Imiiniumioon on elektrofiil, mis ründab aromaatset ringi. Formaldehüüdist ja dimetüülamiinist moodustunud imiiniumiooni saab eraldada jodiidi kujul (Jeschenmoseri soolad - $ICH_2NMe_2$).

Kursuse töö

Fenoolide alküülimine

Sissejuhatus 3

1. Alküleerimisprotsesside tunnused 4

2. Fenoolide alküülimise keemia ja teoreetilised alused 10

3. Fenooli alküülimisprotsessi tehnoloogia 14

4. Tooted saavad 15

Viited 18

Sissejuhatus

Alküülimine on alküülrühmade orgaaniliste ja mõnede anorgaaniliste ainete molekulidesse viimise protsess. Nendel reaktsioonidel on väga suur praktiline tähtsus tuumaks alküülitud aromaatsete ühendite, isoparafiinide, paljude merkaptaanide ja sulfiidide, amiinide, eetersidemega ainete, elementaar- ja metallorgaaniliste ühendite, oksiidide ja atsetüleeni töötlemise produktide sünteesil. Alküülimisprotsessid on sageli vaheetapid monomeeride, detergentide jne tootmisel.

Paljusid alküülimistooteid toodetakse väga suures mahus. Seega on USA-s ligikaudu 4 miljonit tonni etüülbenseeni, 1,6 miljonit tonni isopropüülbenseeni, 0,4 miljonit tonni kõrgemaid alküülbenseene, üle 4 miljoni tonni glükoole ja muid alküleenoksiidide töötlemisel saadud tooteid, ligikaudu 30 miljonit tonni isoparafiinalkülaati. sünteesitakse aastas.umbes 1 miljon tonni tert-butüülmetüüleetrit jne.

1. Alküleerimisprotsesside tunnused

1. Alküleerimisreaktsioonide klassifikatsioon

Alküülimisprotsesside kõige ratsionaalsem klassifikatsioon põhineb vastloodud sideme tüübil.

Alküleerimine süsinikuaatomi juures (C-alküülimine) seisneb süsinikuaatomi juures asuva vesinikuaatomi asendamises alküülrühmaga. Parafiinid on võimelised seda asendama, kuid alküülimine on kõige tüüpilisem aromaatsete ühendite puhul (Friedel-Craftsi reaktsioon):

Alküülimine hapniku- ja väävliaatomitel (O- ja S-alküülimine) on reaktsioon, mille käigus alküülrühm seondub hapniku- või väävliaatomiga:

ArOH + RCI ArOH + NaCI + H2O

NaSH + RCI → RSH + NaCI

Sel juhul kuuluvad alküülimise liiga üldise definitsiooni alla ka sellised protsessid nagu klooritud derivaatide hüdrolüüs või olefiinide hüdraatimine ja see näitab, et ainult need alküülrühma sisseviimise reaktsioonid ei oma muud, olulisemat ja määravamat klassifikatsiooni. omadusi tuleks nimetada alküülimiseks.

Alküülimine lämmastikuaatomi juures (N-alküülimine) seisneb ammoniaagi või amiinide vesinikuaatomite asendamises alküülrühmadega. See on amiinide sünteesi kõige olulisem meetod:

ROH + NH3 → RNH2 + H2O

Nagu hüdrolüüsi- ja hüdratatsioonireaktsioonide puhul, klassifitseeritakse N-alküülimine sageli orgaaniliste ühendite ammonolüüsiks (või aminolüüsiks).

Alküülimine teiste elementide aatomitel (Si-, Pb-, AI-alküülimine) on kõige olulisem viis elementaar- ja metallorgaaniliste ühendite saamiseks, kui alküülrühm on otseselt seotud heteroaatomiga:

2RCI + Si R2SiCI2

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

3C3H6 + AI + 1,5H2 → Al(C3H7)3

Teine alküülimisreaktsioonide klassifikatsioon põhineb orgaanilisse või anorgaanilisse ühendisse sisestatud alküülrühma struktuuri erinevustel. See võib olla küllastunud alifaatne (etüül- ja isopropüül) või tsükliline. Viimasel juhul nimetatakse reaktsiooni mõnikord tsükloalküülimiseks:

Kui sisestatakse fenüül- või üldiselt arüülrühm, moodustub otseside aromaatse ringi süsinikuaatomiga (arüülimine):

C6H5CI + NH3 → C6H5NH2 + HCI

Alküülrühm võib sisaldada aromaatset tsüklit või kaksiksidet ja kui viimane on reaktsioonitsentrist piisavalt kaugel, erineb reaktsioon tavapärastest alküülimisprotsessidest vähe:

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

Kuid vinüülrühma sisseviimine (vinüülimine) on erilisel kohal ja see toimub peamiselt atsetüleeni abil:

ROH + CH≡CH ROCH=CH2

CH3-COOH + CH≡CH CH3-COO-CH=CH2

Lõpuks võivad alküülrühmad sisaldada erinevaid asendajaid, näiteks klooriaatomeid, hüdroksü-, karboksü-, sulfoonhapperühmi:

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

ROH + HOCH2-CH2SO2ONa → ROCH2–CH2SO2ONa + H2O

Kõige olulisem reaktsioon asendatud alküülrühmade sisestamisel on -oksüalküülimisprotsess (konkreetsel juhul oksüetüülimine), mis hõlmab laia valikut olefiinoksiidide reaktsioone:

2. Alküleerivad ained ja katalüsaatorid

Soovitav on jagada kõik alküülivad ained järgmistesse rühmadesse vastavalt nendes alküülimisel puruneva sideme tüübile:

1. Küllastumata ühendid (olefiin ja atsetüleen), milles katkeb -elektrooniline side süsinikuaatomite vahel;

2. piisavalt liikuva klooriaatomiga kloori derivaadid, mida on võimalik erinevate ainete mõjul asendada;

3. Alkoholid, eetrid ja estrid, eelkõige olefiinoksiidid, milles süsinik-hapnik side alküülimise käigus katkeb.

Alküleerivate ainetena on esmatähtsad olefiinid (etüleen, propüleen, buteenid ja kõrgemad). Madala hinna tõttu püüavad nad neid võimalusel kasutada igal juhul. Nad leidsid oma peamise rakenduse parafiinide ja aromaatsete ühendite C-alküülimisel. Neid ei saa kasutada N-alküülimisel ega ole alati efektiivsed S- ja O-alküülimisel ning metallorgaaniliste ühendite sünteesil.

Alküleerimine olefiinidega toimub enamikul juhtudel ioonmehhanismi kaudu karbokatioonide vahepealse moodustumise kaudu ja seda katalüüsivad protoonsed ja aprotoonsed happed. Olefiinide reaktsioonivõime seda tüüpi reaktsioonides määrab nende kalduvus moodustada karbokatioonid:

See tähendab, et olefiini süsinikuaatomite ahela pikendamine ja hargnemine suurendab oluliselt selle alküülimisvõimet:

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

Mõnel juhul toimub alküülimine olefiinidega radikaalse ahelreaktsiooni initsiaatorite, valguse või kõrge temperatuuri mõjul. Siin on vahepealsed aktiivsed liigid vabad radikaalid. Erinevate olefiinide reaktsioonivõime sellistes reaktsioonides on oluliselt lähedasem.

Kloori derivaadid on kõige laiema toimespektriga alküülivad ained. Need sobivad C-, O-, S- ja N-alküülimiseks ning enamiku elementaar- ja metallorgaaniliste ühendite sünteesiks. Klooritud derivaatide kasutamine on otstarbekas nende protsesside puhul, kus neid ei ole võimalik asendada olefiinidega või kui klooritud derivaadid on odavamad ja kättesaadavamad kui olefiinid.

Kloori derivaatide alküüliv toime avaldub kolme erinevat tüüpi interaktsioonides: elektrofiilsetes reaktsioonides, nukleofiilse asenduse käigus ja vabade radikaalide protsessides. Elektrofiilse asendusmehhanismi mehhanism on iseloomulik süsinikuaatomi alküülimisele, kuid erinevalt olefiinidest katalüüsivad reaktsioone ainult aprotoonsed happed (alumiinium ja raudkloriid). Piiraval juhul kulgeb protsess vahepealse karbokatiooni moodustumisega:

millega seoses alküülkloriidide reaktsioonivõime sõltub C-CI sideme polarisatsioonist või karbokatioonide stabiilsusest ja suureneb koos alküülrühma pikenemise ja hargnemisega:

Teist tüüpi reaktsioonis, mis on iseloomulik hapniku-, väävli- ja lämmastikuaatomite alküülimisele, koosneb protsess klooriaatomi nukleofiilsest asendamisest. Mehhanism on sarnane klooritud derivaatide hüdrolüüsiga ja reaktsioon toimub katalüsaatorite puudumisel:

Klooritud derivaatide reaktsioonivõime muutub nendes protsessides samamoodi nagu hüdrolüüsi ajal, nimelt:

ArCH2CI > CH2=CH-CH2CI > AIkCI > ArCI

esimene-AIkCI> teine-AIkCI> tert-AIkCI

Mitmed klooritud derivaatidega alküülimisprotsessid toimuvad vabade radikaalide mehhanismi kaudu. See on eriti tüüpiline elementaar- ja metallorgaaniliste ühendite sünteesil, kui metallidega interaktsiooni tõttu tekivad vabad radikaalid:

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

Alkoholid ja eetrid on võimelised C-, O-, N- ja S-alküülimisreaktsioonideks. Eetrite hulka kuuluvad ka olefiinoksiidid, mis on glükoolide sisemised eetrid, ja kõigist eetritest kasutatakse alküülivate ainetena praktiliselt ainult olefiinoksiide. Alkohole kasutatakse O- ja N-alküülimiseks juhtudel, kui need on odavamad ja kättesaadavamad kui klooritud derivaadid. Nende alküül-hapniku sideme katkestamiseks on vaja happe tüüpi katalüsaatoreid:

R-OH + H+ ↔ R-OH2 ↔ R+ + H2O

3. Peamiste alküülimisreaktsioonide energeetilised omadused

Sõltuvalt alküülivast ainest ja alküülitud aines katkeva sideme tüübist on alküülimisprotsessidel väga erinevad energeetilised omadused. Kõigi ainete gaasilise oleku soojusefektide väärtused mõnes olulises alküülimisprotsessis C-, O- ja N-sidemete juures on toodud tabelis 1. Kuna need sõltuvad oluliselt alküülivate ainete struktuurist, on tabelis näidatud. soojusefektide muutuste levinumad piirid.

Tabel 1

Olulisemate alküülimisreaktsioonide termiline mõju

Alküleeriv aine

Katkestatud ühendus

Esitatud andmete võrdlusest selgub, et sama alküüliva aine kasutamisel väheneb reaktsioonisoojus alküülimisel erinevatel aatomitel järgmises järjekorras Car > Salif > N > O ning erinevate alküülivate ainete puhul muutub see järgmiselt. :

Etüleenoksiidi ja atsetüleeni hõlmava alküülimise eriti suur termiline efekt on tingitud kolmeliikmelise oksiidtsükli olulisest pingest ja kolmiksidemega ühendite kõrgest endotermilisusest.

2. Fenoolide alküülimise keemia ja teoreetilised alused

Fenoolid moodustavad AICI3-ga inaktiivseid ArOAICI2 sooli, seetõttu kasutatakse fenoolide alküülimisel katalüsaatoritena protoonseid happeid või happetüüpi metalloksiidkatalüsaatoreid. See võimaldab alküülivate ainetena kasutada ainult alkohole ja olefiine. Koos tuumas olevate asendusproduktidega saadakse mõned fenooleetrid, mis muutuvad kergesti ümber alküülfenoolideks:

On kindlaks tehtud, et alküülfenoolid tekivad valdavalt otsese alküülimise teel tuuma. Selle reaktsiooni mehhanism on sarnane aromaatsete süsivesinike mehhanismiga ja fenoolide hüdroksorühm aktiveerib tugevalt eriti 4- ja 2-positsiooni, kusjuures meta-isomeerid toodetes peaaegu täielikult puuduvad.

Alküleerimine toimub järjestikku mono-, di- ja trialküülfenoolide moodustumisega, kuid samal ajal toimub happega katalüüsitud ümberkorraldus ortoalküülrühmade migratsiooniga koos paraisomeeride moodustumisega, mis antud juhul on termodünaamiliselt kõige stabiilsem. Seega on teisendusskeem järgmine:

Protoonsete hapetega katalüüsitavatest monoalküülfenoolidest on alati ülekaalus paraisomeer, kuid katalüsaatori aktiivsuse, temperatuuri ja reaktsiooni kestuse suurenedes võib selle isomeeri osatähtsus monoasendatud isomeeride hulgas suureneda 60-80-lt 95%-le või enamgi isomerisatsiooni tõttu. orto isomeer.

Diasendatud on alati olulisel määral ülekaalus 2,4-dialküülfenool, mille osakaal suureneb eeltoodud tingimustes veelgi.

Alküülrühmade järjestikuse sisseviimisega, erinevalt aromaatsete süsivesinike alküülimisest, kulgeb esimene etapp kiiremini kui teine ​​ja viimane kiiremini kui kolmas. Järjestikuse asendusproduktide koostist mõjutab pöörduv transalküülimisreaktsioon:

R2C6H4OH + C6H5OH ↔ 2RC6H4OH

Mille tasakaal on oluliselt paremale nihkunud. Seetõttu võib katalüsaatori aktiivsuse, temperatuuri ja reaktsiooni kestuse suurenemisega monoalküülfenooli sisaldus saadud segus oluliselt suureneda. Seega, võrreldes benseeni alküülimisega (joonis 1), on monoalküülfenooli maksimaalne sisaldus protsessi kineetilises režiimis 50% (mol), tasakaalule lähenevas olekus aga 75-80% (mol). Monoalküülfenoolide sihipäraseks sünteesiks võimaldab see töötada suhteliselt väikese fenooli liiaga olefiini suhtes (=0,8-0,95) ja isegi nende ekvimolaarse kogusega. Selektiivsus suureneb veelgi, kui kõrvalproduktid dialküülfenoolid transalküülitakse fenooliga.

Riis. 1 Reaktsioonimassi koostise sõltuvus benseeni pöördumatul (a) ja pöörduval (b) alküülimisel lähtereaktiivide suhtest: 1. Benseen, 2. Monoalküülbenseen, 3. Dialüülbenseen

Dialküülfenoolide sihipäraseks sünteesiks kasutatakse olefiini liiast, sõltuvalt kiiruste ja termodünaamiliste tegurite suhtest reaktsiooni järgnevates etappides.

Lisaks fenooleetritele ja polüalküülasendatud fenoolidele on alküülimise kõrvalproduktideks polüolefiinid ja neist moodustuvad pikema ahelaga alküülfenoolid. Vastupidi, reageerides kõrgemate, eriti hargnenud ahelaga olefiinidega, tekib nende depolümerisatsioon lühema alküülrühmaga alküülfenoole. Levinud meetod nende kõrvalreaktsioonide mahasurumiseks on temperatuuri alandamine, kuna alküülimisel on madalaim aktiveerimisenergia (20 kJ/mol). Olefiini polümerisatsiooni vältimiseks on vaja ka vähendada selle kontsentratsiooni vedelikus, mis saavutatakse olefiini järkjärgulise sisestamisega reaktsioonimassi. Pange tähele, et fenoolide reaktsioonid isoolefiinidega on olulisel määral pöörduvad ja vastavate alküülfenoolide kuumutamine happekatalüsaatoriga viib olefiini vabanemiseni:

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

Isomerisatsioon ja transalküülimine toimuvad osaliselt selle reaktsiooni kaudu.

Väävelhapet kasutatakse tööstuses kõige sagedamini katalüsaatoritena - protoonsete hapetena. See on teiste saadaolevate ja odavate hapete seas kõige aktiivsem, kuid samal ajal katalüüsib tugevamalt kõrvalreaktsioone, viies lisaks fenoolsulfatsioonile ja olefiinsulfatsioonile ning moodustades fenoolsulfoonhappeid HOC6H4SO2OH ja monoalküülsulfaate ROSO2OH, mis osalevad ka hapete katalüüsis. protsessi. Väävelhappega toimub alküülimine n-olefiinidega (v.a etüleen) C juures ning reaktiivsemate isoolefiinide ja stüreeniga - juba 500C juures, kuid protsessi kiirendamiseks toimub viimasel juhul alküülimine 1000C juures, kasutades H2SO4. summa 3-10%. Teine katalüsaator, mis ei põhjusta kõrvalsulfoonimisreaktsioone ja on oma toimelt leebem, on p-tolueensulfoonhape CH3C6H4SO2OH. Kuid sellel on vähem aktiivsust ja kõrgem hind kui väävelhappel.

Nende katalüsaatoritega toimub fenooli alküülimine homogeense reaktsioonina vastavalt järgmisele kineetilisele võrrandile:

Nende ühiseks puuduseks on vajadus pesta happekatalüsaatorit, mille tulemusena tekib märkimisväärne kogus mürgist reovett. Seetõttu on tähelepanu äratanud ja praktilist rakendust leidnud heterogeensed katalüsaatorid, eriti katioonvahetusvaigud, mis eraldatakse reaktsioonimassist lihtsa filtreerimisega. KU-2 katioonivahetusvaiguga toimub fenoolide alküülimine isoolefiinidega C juures, kuid aeglasemalt kui väävelhappega katalüüsil.

Hiljuti on laialt levinud fenoolide ortoalküülimine, mida katalüüsivad alumiiniumfenolaadid (ArO) 3AI. Sel juhul suunatakse alküülrühm isegi hõivamata para-asendiga valdavalt orto-asendisse koos mono- ja dialküülbenseenide järjestikuse moodustumisega:

Isoolefiinidega toimub reaktsioon temperatuuril 1000C, mille tõus põhjustab üha märgatavamat paraalküülimist.

Alumiiniumfenolaadi katalüüs on seletatav selle struktuuriga aprotoonhappena, mis on võimeline moodustama olulise happesusega fenooliga kompleksi:

Arvatakse, et olefiin tekitab prootoniga karbokatiooni, mis ei sisene põhimassi ja ründab kompleksse reaktsiooni käigus sellele lähima fenooli ortoasendit.

Gaasifaasi alküülimisprotsess, mis on oma seaduste poolest sarnane, on rakendatav ainult fenooli metüülimisel metanooliga. See viiakse läbi heterogeense happe-tüüpi katalüsaatoriga (alumiiniumoksiid, alumiiniumsilikaadid jne). C juures saadakse peamiselt o-kresooli, ksülenoole ja anisooli, kõrgemal temperatuuril (C) aga vastavalt eelnevalt käsitletule p- ja m-kresoolide saagis suureneb ning anisooli ja ksülenoolide saagis väheneb.

3. Fenooli alküülimisprotsessi tehnoloogia

Fenoolide alküülimiseks kasutatakse endiselt sageli perioodilist protsessi. Kõrge keemistemperatuuriga vedelate olefiinidega alküülimisel viiakse reaktsioon läbi segisti ja ümbrisega aparaadis auruga kuumutamiseks või veega jahutamiseks. Sellesse laaditakse fenool ja katalüsaator, kuumutatakse temperatuurini 900 C, misjärel lisatakse segamise ja jahutamisega vedel olefiin (diisobuteen, propüleentrimmer või tetrameer, stüreen). Vastupidi, reaktsiooni teises pooles on vaja reaktsioonimassi kuumutada. Operatsiooni kogukestus on 2-4 tundi, seejärel neutraliseeritakse reaktsioonimass segistis 5% leelisega, mis võetakse samaväärses koguses katalüsaatorhappega, kuumutades segu elava auruga. Sel juhul destilleeritakse välja reageerimata olefiin, mis pärast aurude kondenseerumist eraldatakse separaatoris veest ja seda saab uuesti kasutada alküülimiseks. Tooralküülfenoolide neutraliseeritud orgaaniline kiht eraldatakse soola vesilahusest ja suunatakse vaakumdestilleerimisele, mille käigus destilleeritakse välja vesi, olefiinijäägid ja muundumata fenool.

Gaasilistest olefiinidest alküülfenoolide tootmise protsessides on soovitav kasutada mitte segajaga reaktorit, vaid õõnsat kolonni, milles reaktsioonimass segatakse olefiini mullitamise teel. Reaktsioonisoojust saab eemaldada sisemiste või väliste külmikute abil. Pidevale protsessile üleminekuks selle intensiivistamiseks ja reaktsioonimassi koostise parandamiseks, nagu ka muude pöördumatute jadaparalleelreaktsioonide puhul, on kasulikum kasutada selliste reaktorite kaskaadi.

Uues fenooli alküülimise protsessis ioonivahetusvaikude juuresolekul suspendeeritakse katalüsaator reaktsioonikolonnis asuvas vedelikus. Fenool ja olefiin juhitakse pidevalt kolonni põhja. C juures KU-2 vaigul või C juures alumiiniumsilikaadil on mahuline etteandekiirus 0,15 h-1. Reaktsioonimass filtreeritakse katalüsaatoriosakestest ja saadetakse destilleerimiseks. Katalüsaatori tarbimine on ainult 0,4% saadud alküülfenoolide massist.

4. Saadud tooted

Fenooli lihtsaimad homoloogid: o-, m- ja p-kresoolid ning isomeersed ksülenoolid:

leidub kivisöe koksitoodetes, kuid väga väikestes kogustes, mis ei suuda rahuldada nende vajadusi polümeersete materjalide, pestitsiidide, antioksüdantide jms tootmiseks. Üks nende sünteesi viise, mida rakendatakse paljude riikide tööstuses , koosneb fenooli gaasifaasi metüülimisest metanooliga heterogeense katalüsaatori kohal:

Monoalküülfenoolidest pakub praktilist huvi p-tert-butüülfenool, mis saadakse fenoolist ja isobuteenist:

Kui see lisatakse fenoolile polükondenseerimisel formaldehüüdiga, saadakse halvasti lahustuvad polümeerid, mis on oluline värvi- ja lakikattena kasutamisel.

5-8 süsinikuaatomist koosneva alküülrühmaga monoalküülfenoolid on tugevad bakteritsiidsed ained ja 8-12 süsinikuaatomini laiendatuna osutuvad nad oksüetüülimise teel väärtuslikeks vaheühenditeks mitteioonsete pindaktiivsete ainete sünteesil:

Alküleerivatena kasutatakse madalamaid polümeere ja olefiinide kopolümeere (diisobuteen, propüleeni trimmer ja tetrameer, buteeni kopolümeerid penteenidega jne), millest moodustuvad tert-alküülfenoolid. Parema biokeemilise lagunevusega toodete saamiseks on soovitav kasutada n-olefiine.

Alküülfenoolide ja nende edasise muundumisproduktide kõige olulisem kasutusvaldkond on polümeeride ja õlide stabilisaatorite tootmine termilise oksüdatiivse hävitamise vastu, mis tekib nende materjalide töötamise ajal, eriti kõrgetel temperatuuridel. Hävitamine toimub radikaalse ahela mehhanismi abil ja seda võivad pärssida erinevad ained, mis võivad vabu radikaale siduda või muuta need mittereaktiivsesse olekusse. Alküülfenoolid toodavad inaktiivseid radikaale, mis on stabiliseeritud konjugeerimisel aromaatse ringiga, ja fenoolidel, millel on kaks hargnenud rühma orto-asendis, on eriti tugev mõju, kui konjugatsiooni efekti täiendab mahukate asendajate ruumiline mõju:

Kirjalik valem kuulub ühele levinumale stabilisaatorile – ionoolile, mida saadakse p-kresoolist ja isobuteenist. Samal eesmärgil on kasutatud antioksüdanti-2246, mis on saadud o-tert-butüül-p-kresooli kondenseerimisel formaldehüüdiga:

nende ühiseks puuduseks on aga kresoolide vähesusest tulenev piiratud toorainebaas. Just sel põhjusel on orto-alküülimine omandanud suure tähtsuse, võimaldades kasutada toorainena paremini kättesaadavat fenooli. Enamik seda tüüpi stabilisaatoreid kuuluvad kahetuumaliste ühendite hulka, millel on metüleen- või sulfiidsildad 2,6-dialküülfenooli (saadud isobuteenist, stüreenist jne) ja mõne aromaatse süsivesiniku (mesitüleen, dureen) või muu alküülfenooli vahel:

Bibliograafia

1. , Ostroumov. M., Bustard, 2008;

3. Lebedev ja põhilise orgaanilise ja naftakeemilise sünteesi tehnoloogia. M., Keemia. 1988. – 592 lk;

4. , Višnjakovi naftakeemia süntees. M., 1973. – 448 lk.;

5. Yukelsoni põhiline orgaaniline süntees. M., "Keemia", 1968.