Reaksioni i alkilimit të fenolit me olefinat dhe zonat e tij të aplikimit. Karakteristikat e lëndëve të para fillestare dhe produktit që rezulton. Dizajni dhe parimi i funksionimit të aparatit kryesor. Llogaritja teknologjike e aparatit kryesor dhe bilancit material të prodhimit.

Dërgoni punën tuaj të mirë në bazën e njohurive është e thjeshtë. Përdorni formularin e mëposhtëm

Studentët, studentët e diplomuar, shkencëtarët e rinj që përdorin bazën e njohurive në studimet dhe punën e tyre do t'ju jenë shumë mirënjohës.

Postuar në http://www.allbest.ru/

Ministria e Arsimit dhe Shkencës e Federatës Ruse

Universiteti Petrokimik i Nizhnekamsk

Specialiteti 240503 grupi 1711-z

PUNË KUALIFIKUESE E diplomuar

Tema: Alkilimi i fenolit me trimere propileni(Pproduktiviteti 125,000 ton në vit alkilfenol)

E përfunduar

Kontrolluar

Prezantimi

1. Pjesa teknologjike

1.6.2 Specifikimi i pajisjeve të instrumenteve dhe automatizimit

1.8 Ekologjia industriale e trajtimit të ujërave të zeza në prodhimin e neonoleve

2. Pjesa llogaritëse

2.2 Llogaritja e aparatit kryesor

Letërsia

Prezantimi

Rëndësia e temës së kësaj pune përfundimtare kualifikuese "Alkilimi i fenolit me trimerë propileni" është për faktin se deri më sot, qarkullimi i tregtisë së jashtme të Rusisë ka tejkaluar ndjeshëm rritjen e prodhimit industrial për sa i përket ritmeve të rritjes. Në përgjithësi, ky është një trend progresiv që shfaqet në shumicën e vendeve të zhvilluara të botës në konkurrencë në tregun global. Në vazhdën e kësaj tregtie, ka edhe një shkëmbim intensiv të arritjeve shkencore dhe teknike të vendeve të veçanta.

Gjendja e industrive kimike dhe petrokimike varet kryesisht nga eksportet gjithë-ruse. OJSC NKNK zë një pozitë udhëheqëse midis prodhuesve dhe eksportuesve rusë të produkteve petrokimike. Pothuajse të gjitha produktet e prodhuara nga OJSC NKNK janë në kërkesë të madhe në tregun e huaj, i cili është shumë herë më i madh në kapacitet sesa tregu vendas.

Qëllimi i punës: alkilimi i fenolit me trimerë propileni.

Bazuar në qëllimin, theksohen detyrat e mëposhtme të kësaj pune:

1. Shqyrtoni bazën teorike të metodës së prodhimit të alkilimit të fenolit.

2. Bëni llogaritjet në prodhimin e fenolit.

Struktura e punës përbëhet nga një hyrje, dy kapituj, një përfundim dhe një listë referencash.

1. Pjesa teknologjike

1.1 Baza teorike e metodës së miratuar të prodhimit

Alkilimi është procesi i futjes së grupeve alkile në molekulat e substancave organike.

Reagimi i alkilimit të fenolit me olefinat është një burim i alkilfenolit.

Kjo metodë është me temperaturë të lartë, ndodh në kushtet e mëposhtme:

temperatura? 85 - 125 оС

presion 0.4MPa

katalizator Levatit-SRC-108/4 BC.

Olefinat kanë rëndësi parësore si agjentë alkilues. Alkilimi me olefina ndodh nëpërmjet një mekanizmi jonik përmes formimit të karbokacioneve dhe katalizohet nga acidet protike dhe aprotike. Reaktiviteti i olefinave përcaktohet nga tendenca e tyre për të formuar karbokate:

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

Kjo do të thotë se zgjatja dhe degëzimi i zinxhirit të atomeve të karbonit në olefin rrit ndjeshëm aftësinë e tij për të alkiluar:

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

Alkilimi ndodh në mënyrë sekuenciale me formimin e mono-, di- dhe trialkilfenoleve, por në të njëjtën kohë ndodh një rirregullim i katalizuar nga acidi me migrimin e grupeve orto-alkil për të formuar para-izomerë, të cilët në këtë rast janë më të qëndrueshëm. Pra, skema e transformimit është si më poshtë:

Alkilimi i fenolit me olefina shoqërohet me reaksione anësore të polimerizimit të olefinave dhe shkatërrimit të grupeve alkile. Kur synohet alkilimi, këto procese anësore janë të padëshirueshme.

Reaksioni i alkilimit kryhet në një reaktor adiabatik. Produktet e reaksionit pas alkilimit i nënshtrohen korrigjimit. Shkalla e shndërrimit të trimerëve të propilenit është 98.5%.

Raporti i fenolit me trimerët e propilenit është 4:1.

Procesi i alkilimit të fenolit me trimerë propileni sigurohet në një reaktor me një hyrje boshtore të lëndëve të para.

Procesi i prodhimit kontrollohet duke përdorur një sistem kontrolli të automatizuar duke përdorur një kompjuter dhe APACS+.

Ngrohja e tubacioneve të procesit sigurohet me ujë të ngrohjes qendrore në një temperaturë prej 150°C. /2.245./

1.2 Karakteristikat e lëndëve të para dhe produktit të përfunduar

Tabela 1. Karakteristikat e lëndës së parë dhe produktit që rezulton

Emri i lëndëve të para, materialeve, reagentëve, katalizatorëve, produkteve gjysëm të gatshme, produkteve të prodhuara	Numri i standardit shtetëror ose industrisë, specifikimet teknike, standardi i ndërmarrjes	Treguesit e cilësisë së kërkuar për verifikim	Standard sipas GOST, OST ose standardit të ndërmarrjes	Qëllimi, qëllimi
Klasa e fenolit "B"	GOST23 51979	1. Pamja e jashtme 2. Temperatura e kristalizimit, °C jo më e ulët 3. Pjesa masive e mbetjes jo të paqëndrueshme, % jo më shumë 4. Dendësia optike e një tretësire ujore të fenolit (0,8 g klasa B në 100 cm3 (ujë) në 20°C, jo më shumë 5. Dendësia optike e fenolit të sulfonuar, jo më shumë 6. Ngjyra e shkrirjes së fenolit në shkallën platin-kobalt, jo më shumë	Lëng i bardhë 40,6 0,008 0,03 jo të standardizuara
Trimerët e propilenit	TU2211031	1. Pamja e jashtme	lëng transparent pa ngjyrë pa papastërti mekanike dhe lagështi të patretshme	Përdoret për sintezën e alkilfenolit
		2. Pjesa masive e trimerëve të propilenit, % jo më pak 3. Pjesa masive e olefinave C8 dhe më poshtë, % jo më shumë se 4. Pjesa masive e olefinave C10 dhe më e lartë, % jo më shumë se 5. Pjesa masive e lagështisë, % jo më shumë 6. Numri i bromit, mg. brom për 100 g produkt, jo më pak 7. Numri maleik mg. anhidridi maleik për 1 g. produkt, jo më shumë 8. Pjesa masive e parafinave, %, jo më shumë 9. Pjesa masive e komponimeve të peroksidit, %, jo më shumë 10.Pjesa masive jonol, %. brenda	95,0 2,0 3,0 0,02 120 2,0 1,0 0,0005
		1. Pamja e jashtme	Pa ngjyrë transparente lëngshme
Klasa teknike e sodës kaustike RR		1. Pamja e jashtme 2. Pjesa masive e hidroksidit të natriumit, %, jo më pak 3. Pjesa masive e karbonatit të natriumit, %, jo më shumë 4. Pjesa masive e klorurit të natriumit, %, jo më shumë 5. Pjesa masive e hekurit në terma të Fe2O3, %, jo më shumë 6. Shuma e fraksioneve masive të oksideve të hekurit dhe aluminit, %, jo më shumë sulfat natriumi,%, jo më shumë	Pa ngjyrë transparente lëngshme 42,0 0,5 0,05 0,0015 0,02	Për të neutralizuar mjedisin acid të alkilatit
Azot i gaztë dhe i lëngshëm i pastërtisë së lartë, klasa e dytë		1. Fraksioni vëllimor i azotit, %, jo më pak 2. Pjesa vëllimore e oksigjenit, %, jo më shumë Pjesa vëllimore e avullit të ujit në gaz azot, %, jo më shumë	99,95 0,05	Përdoret në përgatitjen e pajisjeve për riparim dhe për sistemet e testimit të presionit, për tharjen e katalizatorit të shpenzuar
Monoalkilfenolet	TU 38. 602 09 20 91	1. Pamja e jashtme 2. Ngjyra, njësitë e shkallës së jodit, jo më shumë 3. Pjesa masive e monoalkilfenoleve, %, jo më pak 4. Pjesa masive e dialkilfenoleve, %, jo më shumë 5. Pjesa masive e fenolit, %, jo më shumë 6. Pjesa masive e ujit, %, jo më shumë 7. Pika e ndezjes në një kavanoz të hapur, °C, jo më e ulët	Lëng i pastër me vaj 10 98,0 1,0 0,1 0,05	Përdoret në prodhimin e monoalkilfenoleve të etoksiluara (neonoleve), aditivëve për vajrat lubrifikues dhe rrëshirave të tipit Octofor.

Fenoli (hidroksibenzen, acid karbolik) C6H5OH është një substancë kristalore e bardhë me erë specifike “katran” me pikë shkrirjeje 40,9 °C, pikë vlimi 181,75 °C dhe densitet 1057,6 kg/m3. Është i tretshëm në ujë, duke formuar me të një përzierje azeotropike me një pikë vlimi prej 99,6 °C. I tretshëm në etanol, dietil eter, benzen, aceton dhe kloroform. Ka veti pak acidike dhe tretet në tretësirat ujore të alkaleve për të formuar fenolatet përkatëse. Ai oksidohet lehtësisht nga oksigjeni atmosferik, duke formuar produkte oksidimi që e ngjyrosin atë rozë dhe më pas kafe. Në formën e avujve, pluhurit dhe tretësirave

toksike. Nëse bie në kontakt me lëkurën, fenoli shkakton djegie dhe në avuj irriton mukozën e syve dhe traktin respirator.

Fenoli është një nga produktet në shkallë të gjerë të sintezës organike bazë. Prodhimi i tij global është rreth 5 milion ton Rreth gjysma e fenolit të prodhuar përdoret në prodhimin e polimereve fenol-formaldehid. Fenoli konsumohet edhe në prodhimin e difenilopropanit, kaprolaktamit, alkilfenoleve, acidit adipik dhe plastifikuesve të ndryshëm.

Trimerët e propilenit C9H18 janë një lëng transparent, pa ngjyrë, me një pikë ndezjeje 21 °C, një pikë vlimi 125 °C dhe një densitet 749 kg/m3. Pak i tretshëm në ujë.

Monoalkilfenoli është një lëng transparent vajor me një pikë vlimi prej 250°C

Pika e ndezjes 112°C dhe dendësia 944 kg/m3. Nuk tretet në ujë. Monoalkilfenolet me një grup alkil prej 5-8 atomesh karboni janë agjentë të fortë baktericid dhe kur zgjerohen në 8-12 atome karboni, ato rezultojnë të jenë ndërmjetës të vlefshëm për sintezën e surfaktantëve jojonikë me anë të oksoetilimit:

Fusha më e rëndësishme e aplikimit të alkilfenoleve dhe produkteve të transformimit të tyre të mëtejshëm është prodhimi i stabilizuesve për polimeret dhe vajrat kundër shkatërrimit termo-oksidues që zhvillohet gjatë funksionimit të këtyre materialeve, veçanërisht në temperatura të larta. /3.750./

1.3 Përshkrimi i skemës teknologjike

Procesi i alkilimit të fenolit me trimerë propileni ose olefina kryhet në fazën e lëngshme në dy reaktorë të lidhur në seri për të formuar një kation reaktiv. Katalizatori në përgjithësi ngjitet ose protonon trimerin. Agjenti alkilues mund të jetë gjithashtu një kompleks i një katalizatori dhe një trimeri.

Reagimi kryesor për formimin e monoalkilfenolit (MAP) mund të jetë si më poshtë: një shtrat fiks katalizatori. Roli i katalizatorit të alkilimit është

С6Н6О + С9Н18 С15Н24О

Reagimi negativ i formimit të dialkilfenolit (DAP):

С15Н24О + С9Н18 С24Н42О

Reaksioni i alkilimit në një temperaturë mesatare prej 110°C vazhdon me çlirimin e nxehtësisë prej 14,82 kcal/mol të trimerëve të propilenit.

Në kushtet e pranuara për procesin, për 1 mol monoalkilfenol formohet 0,083 mol dialkilfenol.

Formimi i nënprodukteve të fenoleve shumë të alkiluara varet nga një sërë faktorësh, për shembull, temperatura, raporti fenol ndaj olefinës, koha e qëndrimit të alkilatit në zonën e reaksionit, etj.

Masa e reaksionit (alkilat) pas reaktorëve të alkilimit përmban mesatarisht:

- 0,60% peshë. - trimere propileni, parafina;

- 32,65% peshë. - fenol;

- 58,60% peshë. - alkilfenole

- 7,65% peshë. - dialkilfenole dhe të tjera.

Reaksioni i alkilimit të fenolit me trimerët e propilenit ndodh në një reaktor adiabatik në një presion prej 0,4 MPa (4 bar) dhe një temperaturë nga 80°C deri në 125°C.

Temperatura në reaktor rritet për shkak të lëshimit të nxehtësisë gjatë një reaksioni ekzotermik. Temperatura përfundimtare përcaktohet nga performanca e katalizatorit, i cili humbet aktivitetin e tij në 170 °C. Shpejtësia e lëvizjes së lëngut në lidhje me seksionin kryq të lirë të reaktorit është 0.7 cm/sek, koha e qëndrimit është 15 minuta. Aktiviteti i katalizatorit zvogëlohet gjatë funksionimit dhe pas 12 - 13 muajve të funksionimit katalizatori duhet të zëvendësohet. Rritja e temperaturës në reaktorë ka një ndikim të rëndësishëm në performancën e katalizatorit, kështu që puna në një katalizator të freskët kërkon një regjim më të butë të temperaturës për alkilimin. Temperatura e pjesës së poshtme të reaktorit mbahet në 70-800C.

Në ngarkesa të ulëta, përzierja e reaksionit furnizohet në reaktorin e dytë me një temperaturë fillestare 60-800C. Raporti molar i trimerëve fenol:propileni mbahet të paktën 2:1. Kjo arrihet duke rregulluar rrjedhën e prurjeve kryesore - fenol dhe trimerë të propilenit ose olefinave - në mikserin pos. S-1.

Konsumi i fenolit në mikser pos. C-1 mirëmbahet nga rregullatori i rrjedhës poz 6-6 i instaluar në linjën e furnizimit

fenol, dhe trimerë propileni me rregulluesin e rrjedhës poz 5-6. Pas përzierjes në mikser pos. Përzierja e reaksionit C-1 hyn në unazën e frigoriferit pos. T-1, ku ftohet me ujë ftohës dytësor në një temperaturë prej 80°C. Kthejeni ujin ftohës nga pozicioni i frigoriferit. T-1 hyn në kolektorin e ujit të kthimit të punëtorisë.

Nga pozimi i frigoriferit. Përzierja e reaksionit T-1 furnizohet për alkilim në reaktorin e parë pos. P-1a nga poshtë gjatë procesit, alkilati hyn përmes posit të ftohësit të ndërmjetëm. T-2, ku ftohet me ujë ftohës dytësor, në pjesën e poshtme të reaktorit të dytë përgjatë procesit, pos. R-1b.

Temperatura e majës së reaktorit të parë gjatë procesit mbahet automatikisht nga rregullatori i temperaturës 11-7 për shkak të ftohjes së përzierjes së reaksionit në pozën e frigoriferit. Ujë ftohës dytësor T-1, duke përdorur valvulën e kontrollit pos. 11-12, i cili është instaluar në linjën dytësore të shkarkimit të ujit ftohës nga frigoriferi, pos. T-1.

Temperatura e majës së reaktorit të dytë në proces mbahet automatikisht nga kontrolluesi i temperaturës pos. 14-5 për shkak të ftohjes së alkilatit në frigorifer pos. T-2 me ujë ftohës dytësor, valvula e kontrollit të së cilës është pos. 14-11 është instaluar në linjën dytësore të shkarkimit të ujit ftohës nga frigoriferi, pos. T-2.

Për të shmangur uljen e presionit të reaktorëve nëse presioni në to është shumë i lartë, instalohen dy valvula sigurie.

Për shkak të faktit se alkilati ka një mjedis acid, për të parandaluar korrozionin e pajisjeve të punishtes, alkilati nga reaktori i dytë në proces, pos. R-1b mbërrin në

mikser pos. S-2 për neutralizim. Neutralizimi kryesor i alkilatit kryhet me një zgjidhje 20 - 42% të hidroksidit të natriumit pas ndezjes së një reaktori të ri me një katalizator të freskët në pH = 6.5 - 7.0. Mbajtja e mëtejshme e pH=6.5-7.0 kryhet nga trimerët e propilenit pH=7.0. Përzierësi është i pajisur me pllaka udhëzuese brenda, për shkak të të cilave rrjedhat janë të përziera.

Nga pos kontejneri. E-2 në mikser pos. Alkali C-2 furnizohet sipas nevojës nga një pompë zhytëse pos. N-2a, b. Dozimi i alkalit në alkilat bëhet në varësi të aciditetit të alkilatit.

Nga mikser pos. Alkilati i neutralizuar C-2 hyn në enë, pos. E-3, ndërsa një pjesë e tij dërgohet vazhdimisht në analizues në kromatograf.

Alkilat në enë pos. E-3 ruhet nën një "jastëk" azoti me presion konstant, i cili mbahet automatikisht nga rregullatori i presionit pos. 18-5.

1.4 Projektimi dhe parimi i funksionimit të aparatit kryesor

alkilimi i fenol propilenit

Aparati kryesor për kryerjen e procesit të alkilimit është reaktori pos. R-1 a, b, të destinuara për alkilimin e fenolit me trimerë propileni.

Pajisja është një enë cilindrike vertikale pos. 1 nga pozicioni i lartë. 3 dhe pozat më të ulëta. 2 kapakë prej çeliku inox. Pjesa cilindrike lidhet me kapakun dhe pjesën e poshtme me stufa. Lidhjet me fllanxha janë bërë të tipit gjuhë-dhe-groove. Midis pjesës cilindrike dhe pjesës së poshtme ka një grilë pos. 4, i projektuar për të mbajtur shtresën e katalizatorit. Rrjeti përbëhet nga pllaka metalike gjatësore dhe tërthore, të mbuluara me një rrjetë me madhësi rrjetë të imët 0,25x0,25 mm, e cila parandalon dështimin e katalizatorit. Katalizatori brenda aparatit ndodhet duke përdorur metodën me shumicë. Përzierja e reaksionit kalon nëpër një shtrat katalizator, ku ndodh një reaksion alkilimi në vendet aktive të katalizatorit. Alkilati largohet nga reaktori përmes një filtri pos. 5, i ndërtuar në qendër të pozicionit të montimit. H. Filtri është një cilindër me shumë vrima, i mbuluar me një rrjetë metalike me një rrjetë të imët 0,25x0,25 mm.

Ka një montim në anën e kapakut të poshtëm, pos. Dhe për hyrjen e përzierjes së reaksionit, dalja e përzierjes së reaguar kryhet përmes posit të montimit. B, i ngulitur në kapakun e sipërm. Katalizatori ngarkohet përmes pozicionit të montimit. B, i instaluar në kapakun e reaktorit në një kënd me boshtin kryesor të aparatit, shkarkimi ndodh në pozicionin e montimit. G, e vendosur në pjesën e poshtme të pjesës cilindrike të pajisjes, e cila mund të përdoret edhe si kapëse për instalimin dhe inspektimin e pajisjeve të brendshme. Në pikën e poshtme të pajisjes ka një montim, pos. D, i destinuar për zbrazjen e reaktorit të produktit përpara shkarkimit të katalizatorit dhe riparimit të aparatit.

Një mbështetje e përbërë nga një skaj dhe dhjetë këmbë është ngjitur në pjesën e jashtme të pjesës cilindrike. Specifikimet:

1. Kapaciteti 10.3 m3

2. Mjedisi në pajisje është toksik dhe shpërthyes

3. Presioni i punës 0.4 MPa

4. Temperatura e funksionimit 95 0C

5. Materiali kryesor Çelik X18N10T

6. Pesha e pajisjes 5030 kg

7. Dimensionet:

a) lartësia 9550 mm

b) diametri 1200 mm

/4.86/

1.5 Kontrolli analitik i prodhimit

GOST 14870-77 Matja e përqendrimit të lagështisë duke përdorur metodën Fischer

Metoda përfshin shpërbërjen ose shpërndarjen e mostrës në një tretës të përshtatshëm dhe titrimin me një reagent Karl Fischer, i cili është një përzierje e jodit, dioksidit të squfurit, piridinës dhe metanolit. Në prani të ujit, jodi reagon me dioksid squfuri për të formuar acid hidrojodik pa ngjyrë dhe anhidrid sulfurik sipas ekuacionit të reagimit të mëposhtëm:

C5H5 I2 + C5H5N SO2 + C5H5N + H2O + CH3OH

2С5Н5N HI + С5Н5N HSO4 CH3

Pika përfundimtare e titrimit merret si momenti i shfaqjes së jodit të lirë, i përcaktuar elektrometrikisht ose vizualisht.

Kjo metodë përcakton ujin higroskopik, të kristalizimit dhe të thithur.

Metoda kromatografike nr 307-007-92

Metoda bazohet në ndarjen kromatografike të përbërësve të përzierjes me regjistrimin e tyre pasues në dalje të kolonës kromatografike nga një detektor përçueshmëri termike.

Metoda kromatografike TU 2211-031 05766801

Metoda bazohet në ndarjen e përbërësve të mostrës së analizuar në një kolonë kromatografike me regjistrimin e tyre të mëvonshëm nga një sistem i lidhur me një detektor jonizimi të flakës.

Metoda potenciometrike Nr. 8 Matja e vlerës së pH

Teknika është menduar për matjen e pH të kondensatës së ujit, mbetjeve dhe ujërave industriale. Metoda e matjes Vlera e pH korrespondon me logaritmin dhjetor negativ të aktivitetit të joneve të hidrogjenit në një tretësirë ​​pH=-log an. Vlera e pH është një masë e aciditetit ose alkalinitetit të një solucioni.

Tabela 2.18 Përcaktimi i mjedisit të tretësirave ujore

GOST 4333 - 87

Thelbi i metodës është të ngrohni një mostër të një produkti vaji në një kavanoz të hapur me një shpejtësi të caktuar derisa të ndodhë një ndezje avulli (pika e ndezjes) e produktit të naftës mbi sipërfaqen e tij nga një pajisje ndezëse dhe derisa, me ngrohje të mëtejshme, produkti ndizet (temperatura e ndezjes) me një kohëzgjatje djegie të paktën 5 sekonda.

GOST 14871 - 76

Ngjyra është një karakteristikë sasiore e pranuar në mënyrë konvencionale për reagentët kimikë të lëngshëm dhe tretësirat e tyre që kanë pak ngjyrë.

Metoda bazohet në përcaktimin e ngjyrës me krahasim vizual me një shkallë ngjyrash.

1.6 Automatizimi i prodhimit

1.6.1 Përshkrimi i qarkut të kontrollit të rrjedhës së lëndës së parë

803-1 - diafragma DK 25-100

803-2 - sensori i presionit të tepërt Metran-100 DD-2430

803-3 - Barriera e brendshme e sigurisë HID 2029

803-4 - HID 2037 Pengesa e brendshme e sigurisë

803-5 - pozicionues elektro-pneumatik EPP-Ex

803-6 - valvul kontrolli me një vend - tip NZ RK201nzh

Përshkrimi i ciklit të kontrollit të rrjedhës së refluksit në Kt-2

Presioni diferencial nga diafragma (poz. 803-1) i jepet një sensori të presionit të tepërt me një mikroprocesor të integruar Metran-100 DD-2430 (poz. 803-2). Një sinjal elektrik i normalizuar prej 4 - 20 mA nga sensori përmes barrierës së brendshme të sigurisë HID 2029 (artikull 803-3) furnizohet në kontrollues, ku regjistrohet dhe krahasohet me një vlerë të caktuar më parë. Nëse ka devijime të parametrit të matur nga vlera e specifikuar, sistemi APACS gjeneron një veprim kontrolli në

valvula e kontrollit me një vend - tip NZ RK201nzh (poz. 803-6) përmes barrierës së brendshme të sigurisë HID 2037 (poz. 803-4) dhe përmes pozicionuesit elektro-pneumatik EPP-Ex (poz. 803-5) deri në mospërputhje bëhet zero.

Figura 1. Qarku i rrjedhjes së trimerit të propilenit në mikserin S-3

1.6.2 Specifikimi i pajisjeve të instrumenteve dhe automatizimit

Tabela - Specifikimi i pajisjeve të instrumentimit dhe automatizimit

Numri i pozicionit	Emri parametri	instalimi i pajisjes	Mjedisi i kontrolluar	Emri dhe karakteristikat e pajisjes	Modeli i pajisjes	Sasia (copë)
	Kontrolli i presionit në tubacionin e trimerëve të propilenit	Në tubacion	trimerët e propilenit		Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
	Rregullimi i konsumit të trimerëve të propilenit E-1	Në tubacion	trimerët e propilenit		Lloji DK 25200 GOST 8.563.1
		Në tubacion			Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
		Në valvul
		Në tubacion
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Dalje në thelb e sigurt e barrierave HID, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
	Temperatura në E-1	Në tubacion	trimerët e propilenit		TSP Metran-256
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
	Rregullimi i presionit në E-1	Në tubacion			Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Dalje në thelb e sigurt e barrierave HID, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
		Në valvul		Projektuar për të lëvizur
		Në tubacion		Valvula e kontrollit të aktivizuesit me ngasje pneumatike
	Rregullimi i konsumit të trimerëve të propilenit në S-1	Në tubacion	trimerët e propilenit	Diafragma e dhomës e instaluar në fllanxhat e tubacionit DSK në përputhje me GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3.	Lloji DK 25200 GOST 8.563.1
		Në tubacion		Sensori inteligjent i presionit i serisë Metran-100 është projektuar për matje dhe shndërrim të vazhdueshëm në një sinjal të unifikuar të rrymës analoge 4-20 mA dhe/ose sinjal dixhital në standardin e protokollit HART, ose sinjal dixhital i bazuar në ndërfaqen RS485 të sinjalit të hyrjes së presionit diferencial.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Dalje në thelb e sigurt e barrierave HID, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
		Në valvul		10…100 mm. Mbrojtja nga shpërthimi: ExdsllB+H2T6
		Në tubacion		Valvula e kontrollit të aktivizuesit me ngasje pneumatike
	Rregullimi i konsumit të fenolav S-1	Në tubacion		Diafragma e dhomës e instaluar në fllanxhat e tubacionit DSK në përputhje me GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3.	Lloji DK 25200 GOST 8.563.1
		Në tubacion		Sensori inteligjent i presionit i serisë Metran-100 është projektuar për matje dhe shndërrim të vazhdueshëm në një sinjal të unifikuar të rrymës analoge 4-20 mA dhe/ose sinjal dixhital në standardin e protokollit HART, ose sinjal dixhital i bazuar në ndërfaqen RS485 të sinjalit të hyrjes së presionit diferencial.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Dalje në thelb e sigurt e barrierave HID, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
		Në valvul		Pozicionizues elektro-pneumatik. Presioni i ajrit të furnizimit 0,14 MPa. Sinjali i hyrjes 0,02-0,1 mPa. Projektuar për një goditje prej 10…100 mm. Mbrojtja nga shpërthimi: ExdsllB+H2T6
		Në tubacion		Valvula e kontrollit të aktivizuesit me ngasje pneumatike
	Temperatura e alkilit deri në T-4	Në tubacion		Konvertuesi termik me një sinjal të unifikuar është krijuar për të matur temperaturën e mediave neutrale dhe agresive, të përdorura në zonat shpërthyese. Gama e unifikuar e daljes DC 4-20 mA	TSP Metran-256
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
	Temperatura e alkilit pas T-4	Në tubacion		Konvertuesi termik me një sinjal të unifikuar është krijuar për të matur temperaturën e mediave neutrale dhe agresive, të përdorura në zonat shpërthyese. Gama e unifikuar e daljes DC 4-20 mA	TSP Metran-256
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
	Kontrolli i presionit të alkilatit në hyrje të R-5	Në tubacion		Sensori inteligjent i presionit i serisë Metran-100-Di-Ex është projektuar për matjen dhe konvertimin e vazhdueshëm të sinjalit dalës të presionit të tepërt në një sinjal të unifikuar të rrymës analoge 4-20 mA dhe/ose një sinjal dixhital bazuar në ndërfaqen RS485	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
	Rregullimi i rrjedhës së ujit industrial në daljen e T-4	Në tubacion	ujë industrial	Diafragma e dhomës e instaluar në fllanxhat e tubacionit DSK në përputhje me GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3.	Lloji DK 25200 GOST 8.563.1
		Në tubacion		Sensori inteligjent i presionit i serisë Metran-100 është projektuar për matje dhe shndërrim të vazhdueshëm në një sinjal të unifikuar të rrymës analoge 4-20 mA dhe/ose sinjal dixhital në standardin e protokollit HART, ose sinjal dixhital i bazuar në ndërfaqen RS485 të sinjalit të hyrjes së presionit diferencial.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Dalje në thelb e sigurt e barrierave HID, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
		Në valvul		Pozicionizues elektro-pneumatik. Presioni i ajrit të furnizimit 0,14 MPa. Sinjali i hyrjes 0,02-0,1 mPa. Projektuar për të lëvizur 10…100 mm. Mbrojtja nga shpërthimi: ExdsllB+H2T6
		Në tubacion		Valvula e kontrollit të aktivizuesit me ngasje pneumatike
	Temperatura e lartë P-5	Në tubacion		Konvertuesi termik me një sinjal të unifikuar është krijuar për të matur temperaturën e mediave neutrale dhe agresive, të përdorura në zonat shpërthyese. Gama e unifikuar e daljes DC 4-20 mA	TSP Metran-256
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Pengesë thelbësisht e sigurt me izolim galvanik, dalje. Sinjali i zonës së rrezikut (hyrja) - 4-20 mA. Sinjali i zonës së sigurt (dalja) - 4-20 mA. Furnizimi me energji elektrike 24 V DC. Kanal i vetëm.
				Valvula mbyllëse, 0% e mbyllur, 100% e hapur
	Temperatura mesatare P-5	Në tubacion		Konvertuesi termik me një sinjal të unifikuar është krijuar për të matur temperaturën e mediave neutrale dhe agresive, të përdorura në zonat shpërthyese. Gama e unifikuar e daljes DC 4-20 mA	TSP Metran-256
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
	Temperatura e poshtme P-5	Në tubacion		Konvertuesi termik me një sinjal të unifikuar është krijuar për të matur temperaturën e mediave neutrale dhe agresive, të përdorura në zonat shpërthyese. Gama e unifikuar e daljes DC 4-20 mA	TSP Metran-256
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
	Kontrolli i presionit P-5	Në tubacion		Sensori inteligjent i presionit i serisë Metran-100-Di-Ex është projektuar për matjen dhe konvertimin e vazhdueshëm të sinjalit dalës të presionit të tepërt në një sinjal të unifikuar të rrymës analoge 4-20 mA dhe/ose një sinjal dixhital bazuar në ndërfaqen RS485	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
	Rregullimi i rrjedhës së ujit industrial në daljen e T-6	Në tubacion	ujë industrial	Diafragma e dhomës e instaluar në fllanxhat e tubacionit DSK në përputhje me GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3.	Lloji DK 25200 GOST 8.563.1
		Në tubacion		Sensori inteligjent i presionit i serisë Metran-100 është projektuar për matje dhe shndërrim të vazhdueshëm në një sinjal të unifikuar të rrymës analoge 4-20 mA dhe/ose sinjal dixhital në standardin e protokollit HART, ose sinjal dixhital i bazuar në ndërfaqen RS485 të sinjalit të hyrjes së presionit diferencial.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Dalje në thelb e sigurt e barrierave HID, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
		Në valvul		Pozicionizues elektro-pneumatik. Presioni i ajrit të furnizimit 0,14 MPa. Sinjali i hyrjes 0,02-0,1 mPa. Projektuar për të lëvizur 10…100 mm. Mbrojtja nga shpërthimi: ExdsllB+H2T6
		Në tubacion		Valvula e kontrollit të aktivizuesit me ngasje pneumatike
	Temperatura e lartë P-7	Në tubacion		Konvertuesi termik me një sinjal të unifikuar është krijuar për të matur temperaturën e mediave neutrale dhe agresive, të përdorura në zonat shpërthyese. Gama e unifikuar e daljes DC 4-20 mA	TSP Metran-256
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
	Temperatura mesatare P-7	Në tubacion		Konvertuesi termik me një sinjal të unifikuar është krijuar për të matur temperaturën e mediave neutrale dhe agresive, të përdorura në zonat shpërthyese. Gama e unifikuar e daljes DC 4-20 mA	TSP Metran-256
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
	Temperatura e poshtme P-7	Në tubacion		Konvertuesi termik me një sinjal të unifikuar është krijuar për të matur temperaturën e mediave neutrale dhe agresive, të përdorura në zonat shpërthyese. Gama e unifikuar e daljes DC 4-20 mA	TSP Metran-256
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
	Kontrolli i presionit P-7	Në tubacion		Sensori inteligjent i presionit i serisë Metran-100-Di-Ex është projektuar për matjen dhe konvertimin e vazhdueshëm të sinjalit dalës të presionit të tepërt në një sinjal të unifikuar të rrymës analoge 4-20 mA dhe/ose një sinjal dixhital bazuar në ndërfaqen RS485	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
	Kontrolli i nivelit në E-8	Në tubacion		Sensori inteligjent i presionit i serisë Metran-100 është krijuar për të matur dhe konvertuar vazhdimisht presionin hidrostatik në një sinjal të unifikuar analog 4-20 mA dhe/ose një sinjal dixhital në standardin e protokollit HART, ose një sinjal dixhital bazuar në ndërfaqen RS485	Metran-100-DG-Ex
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
	PH e alkilimit pas reaktorëve të alkilimit	në tubacion		Elektroda me sensor të integruar të temperaturës Рt-100, gjatësia 120 mm, diametri 12 mm. Temperatura e mediumit të matur është 0-120°C. Gama e mediumit të matur është 0-14.
		Në tubacion		Konverter matës pH metër me ekran kristal. Sinjali i daljes 4h20 mA, gabimi i matjes 0,1%. Temperatura e ambientit -20 h +55 oC
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Dalje në thelb e sigurt e barrierave HID, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
	Monitorimi i konsumit të alkilateve në daljen e reaktorëve	Në tubacion		Diafragma e dhomës e instaluar në fllanxhat e tubacionit DSK në përputhje me GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3.	Lloji DK 25200 GOST 8.563.1
		Në tubacion		Sensori inteligjent i presionit i serisë Metran-100 është projektuar për matje dhe shndërrim të vazhdueshëm në një sinjal të unifikuar të rrymës analoge 4-20 mA dhe/ose sinjal dixhital në standardin e protokollit HART, ose sinjal dixhital i bazuar në ndërfaqen RS485 të sinjalit të hyrjes së presionit diferencial.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
	Rregullimi i presionit në E-11	Në tubacion		Sensori inteligjent i presionit i serisë Metran-100-Di-Ex është projektuar për matje dhe shndërrim të vazhdueshëm në një sinjal të unifikuar të rrymës analoge 4-20 mA dhe/ose sinjal dixhital bazuar në sinjalin dalës të mbipresionit të ndërfaqes RS485	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Hyrja HID e serisë së barrierës së sigurisë së brendshme, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga 4-20 mA
		Kabineti pengues në thelb i sigurt		Dalje në thelb e sigurt e barrierave HID, me dy kanale. Sinjali hyrës nga 4-20 mA, dalje nga
		Në valvul		Pozicionizues elektro-pneumatik. Presioni i ajrit të furnizimit 0,14 MPa. Sinjali i hyrjes 0,02-0,1 mPa. Projektuar për një goditje prej 10…100 mm. Mbrojtja nga shpërthimi: ExdsllB+H2T6
		Në tubacion		Valvula e kontrollit të aktivizuesit me ngasje pneumatike

1.7 Shëndeti dhe siguria në punë

Kërkesat për sigurimin e rrezikut të shpërthimit të procesit të alkilimit të fenolit.

Instalimi i projektuar për prodhimin e alkilfenoleve ndodhet në afërsi të ndërmarrjeve të mëdha: NShZ, uzina Elastic, CHPP-1, OJSC NKNK afër Nizhnekamsk, duke marrë parasysh "trëndafilin e erës". Erërat mbizotëruese këtu bartin një pjesë të konsiderueshme të emetimeve të dëmshme në drejtim të kundërt nga zonat e banuara. Pajisjet teknologjike janë të vendosura në një instalim të jashtëm me përmasa 24 me 24 metra dhe lartësi 17 metra. Kontrolli i procesit teknologjik është i automatizuar dhe kryhet nga distanca duke përdorur sistemin APACS nga ndërtesa e dhomës së kontrollit. Dimensionet e dhomës së kontrollit janë 15 me 20 metra, lartësia 4 metra.

Bazuar në vetitë e substancave në përputhje me standardet e sigurisë nga zjarri NPB 105-03, ne përcaktojmë kategorinë dhe klasën e zonës shpërthyese: për kategorinë e operatorit "D", dhe për prodhimin kategorinë "An". Sipas PB 09.107-03, për sa i përket potencialit energjetik të shpërthimit dhe sasisë së lëndëve shpërthyese, procesi i përket kategorisë I, pasi Q > 54 dhe m > 9600 kg.

Sipas PUE, instalimi i jashtëm i përket klasës së zonës shpërthyese - V-1g.

Sipas GOST 12.2.007.0-75, një rrjet elektrik trefazor me katër tela me tokëzim të fortë U = 380/220V përdoret për produktet elektrike në instalimet e jashtme dhe në dhomën e kontrollit. Në përputhje me PUE, për sa i përket shkallës së rrezikut të goditjes elektrike, instalimi i jashtëm barazohet me dhoma veçanërisht të rrezikshme, dhoma e kontrollit klasifikohet si një dhomë pa rrezik të shtuar.

Sipas shkallës së rrezikut të goditjes elektrike për njerëzit, dhoma e kontrollit i përket klasës së rrezikut të lartë. Për dhomën e kontrollit, sipas PUE, shkalla minimale e lejueshme e mbrojtjes së pajisjeve elektrike korrespondon me IP44 (kundër hyrjes së substancave të ngurta me një diametër prej më shumë se 1 mm dhe spërkatjeve të ujit në çdo drejtim).

Në përputhje me GOST 12.1.019-79 dhe GOST 12.1.009-76, siguria elektrike e personelit sigurohet nga zgjidhjet e projektimit të instalimeve elektrike; përdorimi i tokëzimit mbrojtës të të gjitha pajisjeve, vendosja e pajisjeve elektrike të DCS në kabinete të mbyllura.

Të gjitha modelet e pajisjeve elektrike përputhen me kushtet e funksionimit dhe sigurojnë mbrojtje të personelit nga kontakti me pjesët e ndezura.

Për të parandaluar dëmtimin e izolimit nga lagështia, të gjitha sistemet kabllore mbyllen në linjat e tubacioneve.

Burimet e ndezjes janë: muret e ndezura ose të nxehta të pajisjeve, shkëndijat e pajisjeve elektrike, elektriciteti statik, goditjet dhe shkëndijat e fërkimit.

Ndërtesat dhe strukturat e prodhimit të projektuar janë prej betoni të armuar dhe i përkasin shkallës II të rezistencës ndaj zjarrit.

Kur përgatiteni për riparime, pajisjet pastrohen me azot. Të gjitha pajisjet dhe lidhjet janë të mbyllura. Puna e riparimit kryhet vetëm me mjete kundër shkëndijave. Për të zbuluar një zjarr në kohën e duhur, sigurohet një sistem automatik alarmi. Ambienti është i pajisur me një sistem elektrik alarmi zjarri për zbulimin e fazës fillestare të zjarrit me aktivizim manual dhe automatik. Për aktivizimin manual, përdoren detektorë me butona të tipit PKIL-9. Për aktivizimin automatik, përdoren detektorë tymi të tipit DI-1. Në mjedise shpërthyese, përdoren detektorë rezistent ndaj shpërthimit DSP-1AG (diferencial).

Për shuarjen e zjarrit në punishte, sigurohen mjetet e mëposhtme parësore të shuarjes së zjarrit: furnizimi me ujë nga zjarri, aparate zjarri, batanije asbesti, rërë, azot,

avujt e ujit Monitorët dhe hidrantët e zjarrit janë të vendosur përgjatë perimetrit të punishtes.

Për shuarjen e pajisjeve elektrike, përdoren fikëset e zjarrit me dioksid karboni dhe pluhur OU-8, OU-25, OP-100.

Me qëllim njoftimin në kohë të zjarrit, si dhe thirrjen e zjarrfikësve, ekziston një sistem komunikimi me zjarrin.

Sipas klasifikimit teknik zjarrfikës, ndërtesat kanë plotësuar kërkesat e nevojshme për evakuimin e sigurt të njerëzve nëpërmjet daljeve emergjente. Numri i daljeve emergjente është dy.

Për të shmangur djegiet termike, pajisjet dhe tubacionet me temperatura të larta të murit izolohen me lesh mineral dhe fletë metalike të galvanizuar.

Për të mbrojtur pajisjet nga presioni i tepërt mbi kufirin e lejuar, përdoren valvulat e sigurisë të markave PPK4-150-40, PPK4-125-40.

Gjatë kryerjes së procesit të nxjerrjes, është e nevojshme të matet temperatura, presioni dhe niveli në aparat, si dhe shpejtësia e rrjedhës së produkteve hyrëse.

Për të matur presionin, përdoret një sensor inteligjent i presionit të tepërt nga Metran në një dizajn rezistent ndaj shpërthimit. Niveli matet duke përdorur një sensor të nivelit të zhvendosjes dixhitale nga Masoneilan.

në dizajn rezistent ndaj shpërthimit. Për të matur temperaturën ne përdorim një konvertues termik me rezistencë platini. Prurjen e masim me diafragmë kamerore për tubacionet e firmës “Metran”. Procesi kontrollohet nga distanca nga dhoma e kontrollit.

Kontrolluesi siguron ruajtjen e parametrave të specifikuar të procesit dhe shpejtësinë e rregullimit, siguron sinjalizimin dhe bllokimin kur parametrat devijojnë nga vlerat e lejuara sipas një programi të caktuar.

1.8 Ekologjia industriale

Mbrojtja e basenit ujor nga ujërat e zeza industriale.

Në impiantin e alkilimit të fenolit me trimerë propileni, ka emetimet e mëposhtme në ujërat e zeza të OAO NKNK në Tabelën 4.

Ujërat e zeza krijohen: gjatë përgatitjes së pajisjeve kondensative dhe të shkëmbimit të nxehtësisë për riparime (një herë në vit). Ato derdhen në KZK përmes puseve. Përqendrimi maksimal i lejuar për trupat ujorë sanitarë është vendosur për fenolin në 0.1 mg/l. MPC për ujërat e peshkimit për fenol është 0.025 mg/l.

Tabela 4. Ujërat e zeza

Efluenca nga CCP shkon në impiantin e trajtimit të mbetjeve. Standardet për kullimin e ujit janë COD, COD jo më i lartë se 500 mg/l, pH - 6.5 orë 12.5, nëse ka mospërputhje, efluenti shtrydhet për zhveshje organike. Gjendja e ujit analizohet për COD duke përdorur metodën e bikromatit nr. 25.

Për të mbrojtur trupat ujorë nga emetimet e dëmshme dhe për të parandaluar ndotjen e tokës, punishtja është e pajisur me tabaka dhe rezervuarë nëntokësorë për mbledhjen e reshjeve atmosferike, nga të cilat, ndërsa mbetjet grumbullohen, ato derdhen në kanalizime të ndotura kimikisht.

Metodat për trajtimin e ujërave të zeza industriale zakonisht ndahen në mekanike, kimike, biologjike dhe fiziko-kimike. Duke përdorur këto metoda, ujërat e zeza kushtëzohen për pastrim të mëvonshëm, ose pastrohen plotësisht nga papastërtitë.

Në këtë rast, pastrimi mund të kryhet si me lëshimin e papastërtive në fazën e gaztë, të ngurtë ose të lëngët, ashtu edhe me shkatërrimin e tyre.

2. Pjesa llogaritëse

2.1 Bilanci material i prodhimit

Të dhënat fillestare:

(94) (126) (220)

С6Н6О + 2 С9Н18 = С24Н42О - reaksion anësor i formimit

(94) (126) (346)

dialkilfenol. (2)

Kapaciteti i uzinës për alkilfenol është 125,000

ton në vit.

Fondi me kohë kalendarike 365 ditë.

Koha e shpenzuar për riparime të mëdha është 10 ditë.

Shndërrimi i trimerëve të propilenit është 98.5%.

Përbërja e përzierjes së reaksionit (% masë)

Trimerë propileni - 40

Përbërja e alkilatit (wt%)

Alkilfenol - 58,60

Përfshirë:

Fenoli - 32,65

Trimerët e propilenit - 0,60

Dialkilfenol -7,65

Procesi konsiderohet i vazhdueshëm.

Ne hartojmë një diagram të rrjedhave të materialit

Figura 2.1 Diagrami i rrjedhës së materialit për prodhimin e alkilfenolit

R - reaktor për alkilimin e fenolit me trimerë propileni; G1 është rrjedha materiale e trimerëve të fenolit dhe propilenit, përkatësisht; G2 - ushqimi i kolonës Kt-1, alkilat

Fondi efektiv i funksionimit të pajisjeve (orë)

Tef=Tk - ?Tr

Teff=365 · 24 - 10 · 24=8520 orë

Prodhimi i alkilfenolit (kg/orë)

Alkilfenol

X=8597.42 kg/h

X=4790.20kg/h

Trimerët e propilenit

Mbetje të rënda

Dialkilfenol

X=1122.36kg/h

Kolona Kt-1 ushqehet me alkilat nga reaktori R-1 (rryma G2). Bazuar në shndërrimin e trimerëve të propilenit, ne përcaktojmë sasinë e lëndës së parë të furnizuar. Ne llogarisim numrin e pjesëmarrësve në reagim (1) (kg/orë)

Trimerët e propilenit

Ne llogarisim numrin e pjesëmarrësve në reagim (2) (kg/orë)

Trimerët e propilenit

Përcaktoni sasinë totale të substancave që morën pjesë në reaksionet (1) dhe (2)

Trimerët e propilenit

Ne llogarisim sasinë e lëndëve të para të furnizuara (kg/orë)

Trimerët e propilenit

Hartimi i tabelës së bilancit të materialit

Tabela 5. Tabela përmbledhëse e bilancit material

2.2 Llogaritja e aparatit kryesor

2.2.1 Llogaritja teknologjike e aparatit kryesor

Qëllimi: Alkilimi i fenolit me trimerë propileni kryhet në fazën e lëngshme në prani të një katalizatori.

Sasia e ushqimit që hyn në reaktor

Gr=26784.11 kmol (shih bilancin material)

Mënyra e funksionimit:

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

Shpejtësia vëllimore e ushqimit të përzierjes së reaksionit 7.2 orë-1

Katalizator

Jeta e shërbimit të katalizatorit - 12-13 muaj

Zona e seksionit të aparatit:

ku: Vf? shpejtësia vëllimore e rrjedhës së përzierjes së reaksionit, m3/s;

W - shpejtësia lineare e rrjedhës në aparat, m/s.

Diametri i pajisjes:

D = 1,13 v1 = 1,13 m

Ne pranojmë një reaktor me një diametër prej 1200 mm.

Vëllimi i kërkuar i katalizatorit:

Vob - norma vëllimore e ushqimit të lëndëve të para, orë-1;

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

Vëllimi i katalizatorit të kërkuar për procesin është 5 m3, prandaj, lartësia e shtresës së katalizatorit që korrespondon me këtë vëllim përcaktohet nga formula:

Llogaritja e lartësisë së reaktorit. Lartësia e reaktorit përcaktohet nga karakteristikat e mëposhtme:

Zona e reaksionit = 7 m - lartësia e zonës së reagimit;

Nkat. vendosin = 0,035 m - lartësia e rrjetës së katalizatorit;

Nshtuts. = 0,55 m - lartësia e pajisjeve të instaluara;

Ndn. = 1 m - lartësia e poshtme;

Nkr = 1 m - lartësia e mbulesës.

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

Ne pranojmë një reaktor me një lartësi prej 9550 mm.

Rrjedhimisht, dy reaktorë janë miratuar për instalim për të siguruar konvertimin maksimal me karakteristikat kryesore të mëposhtme:

diametri - 1200 mm;

lartësia - 9550 mm;

lartësia e shtresës së katalizatorit - 5,35 m;

vëllimi i katalizatorit 5 m3.

Llogaritja e reaktorit R-1v kryhet në mënyrë të ngjashme; ne përmbledhim të dhënat e llogaritjes

në tabelën 6

Tabela 6. Karakteristikat e pajisjeve të reaktorit

2.2.2 Llogaritja termike e pajisjes

Të dhënat fillestare:

Përzierja e reaksionit hyn në reaktor në një temperaturë prej 70 0C.

Humbja e nxehtësisë në mjedis është 1.1% e fitimit të nxehtësisë.

Të dhënat e mbetura janë nga bilanci material.

Bazuar në diagramin e rrjedhës së nxehtësisë, ne krijojmë një ekuacion të bilancit të nxehtësisë.

Q1 + Q2 = Q3 + Q4 - ekuacioni për reaktorin e parë,

Q5 + Q6 = Q7 + Q8 - ekuacioni për reaktorin e dytë.

Le të përcaktojmë sasinë e nxehtësisë së furnizuar me përzierjen e reaksionit

Q1 = G1 Ср1 t1

G1 - sasia e lëndës së parë hyrëse, kmol;

Ср1 - kapaciteti specifik i nxehtësisë së përzierjes së reaksionit, kJ/kg K;

t është temperatura e përzierjes së reaksionit, 0C.

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

Le të përcaktojmë kapacitetin specifik të nxehtësisë së përzierjes së reaksionit

Av (fenol) = 2344,98

Përbërja e përzierjes së reaksionit:

fenol - 60%,

Trimerët e propilenit - 40%.

Ср = У spi·wi

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

Cr = 2217,9 = 2,218

Sasia e nxehtësisë që furnizohet me përzierjen e reaksionit

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

Le të përcaktojmë sasinë e nxehtësisë së çliruar si rezultat i reaksioneve ekzotermike

C6H6O + C9H18 = C15H24O - reaksioni i synuar për formimin e alkilfenolit; (1)

C6H6O + 2 C9H18 = C24H42O - një reagim anësor i formimit të dialkilfenolit. (2)

Q2 = Q1int + Q2inc,

Q1int - sasia e nxehtësisë së lëshuar si rezultat i reaksionit ekzotermik (1),

Q2ob është sasia e nxehtësisë së çliruar si rezultat i reaksionit ekzotermik (2).

Q1int = G1?Nр

Q2ob = G2 ?Нр,

Нр1, ΔНр2 - ndryshimet e entalpisë si rezultat i reaksioneve (1) dhe (2), kJ/kg;

G1, G2 - sasia e alkilfenolit dhe dialkilfenolit të formuar pas reaktorit të parë (30% alkilfenol dhe 1% dialkilfenol nga alkilati i formuar 26784,11 kg/h), kmol.

Нр1 = 281,56 kJ/kg

Нр2 = 106,52 kJ/kg

G1 = 8035,23 kg/orë = 2,23 kmol

G2 = 267,84 kg/orë = 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

Përcaktojmë sasinë e nxehtësisë së humbur me alkilatin nga ekuacioni i bilancit të nxehtësisë për reaktorin e parë

Q1 + Q2 = Q3 + Q4

Q3 = Q1 + Q2 - Q4,

por për këtë është e nevojshme të gjenden Q4 - humbjet në mjedis.

T4 = (T1 + T2) 1.1%

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

Nga këtu gjejmë Q3

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

Përcaktoni temperaturën e përzierjes së reaksionit në daljen e reaktorit të parë

G3 - sasia e alkilatit të formuar, kmol

Ср3 - nxehtësia specifike e alkilatit, kJ/kg·K.

G3 = 26784,11 kg/orë = 7,44 kmol

Le të përcaktojmë kapacitetin specifik të nxehtësisë së alkilatit

Av (fenol) = 2344,98

E mërkurë (trimer propileni) = 2027.3

Av (alkilfenol) = 2450.63

Av (dialkylfenol) = 2373.48

Përbërja e alkilateve:

fenol - 49%,

trimerë propileni - 20%,

alkilfenol - 30%,

dialkilfenol - 1%.

Ср = У spi·wi

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

2313,42 = 2,313

Përpilimi i një tabele të bilancit të nxehtësisë për reaktorin e parë

Tabela 7. Bilanci i nxehtësisë për reaktorin e parë

Le të përcaktojmë sasinë e nxehtësisë që largohet nga shkëmbyesi i nxehtësisë me ftohësin

Qwater = Gwater Srvody (t2k - t2n)

Gwater - konsumi i ujit ftohës, kmol;

Srvody - kapaciteti specifik i nxehtësisë së ujit, ;

t2к, t2н - temperatura përfundimtare dhe fillestare e ujit, 0C.

Dokumente të ngjashme

Procesi i alkilimit të fenolit me olefina. Analiza termodinamike. Varësia e fraksionit mol të përbërësve nga temperatura. Ndryshimi i temperaturës adiabatike në reaktor. Protonimi i një olefine për të formuar një karbokacion. Amonoliza oksiduese e propilenit.

puna e kursit, shtuar 01/04/2009


Fenoli si lëndë kimike, përdorimi dhe rëndësia e tij. Karakteristikat e fazave të prodhimit të fenolit. Një përshkrim i shkurtër i procesit të prodhimit të tij përmes acidit benzensulfonik, klorobenzenit, izopropilbenzenit dhe klorinimit oksidativ të benzenit. Llojet e lëndëve të para.

abstrakt, shtuar më 18.02.2011


Metodat për prodhimin e fenolit. Zbulimi i katalizatorëve të zeolitit për oksidimin e benzenit me oksid azoti. Natyra e aktivitetit katalitik të zeolitit. Rrugë të reja për sintezën e fenolit. Gjendja aktive e hekurit në matricën e zeolitit. Vetitë biomimetike të oksigjenit.

abstrakt, shtuar më 24.04.2010


Koncepti dhe nomenklatura e fenoleve, vetitë themelore fizike dhe kimike të tyre, reaksionet karakteristike. Metodat për marrjen e fenoleve dhe fushat e zbatimit të tyre praktik. Karakteristikat toksike të fenolit dhe natyra e efekteve të tij negative në trupin e njeriut.

puna e kursit, shtuar 16.03.2011


Klasifikimi, vetitë fizike dhe kimike të fenoleve. Studimi i strukturës së një molekule. Efekti i unazës së benzenit në grupin hidroksil. Shpërbërja dhe nitrimi i fenolit. Ndërveprimi i tij me natriumin dhe alkalet. Reaksionet e oksidimit, zëvendësimit dhe hidrogjenizimit.

prezantim, shtuar 17.02.2016


Raporti i benzenit me një tretësirë ​​të KMnO4 dhe ujit me brom, nitrimi i benzenit. Oksidimi i toluenit, masat paraprake të sigurisë, operacionet me toluen. Ndërveprimi i fenolit të shkrirë me sodiumin, tretësirën alkali, zhvendosja e fenolit nga fenolati i natriumit nga acidi karbonik.

punë laboratorike, shtuar 11/02/2009


Efekti toksik i fenolit dhe formaldehidit në organizmat e gjallë, metoda për përcaktimin cilësor të tyre. Përcaktimi sasior i fenolit në mostrat e ujit natyror. Metoda për përcaktimin e përqendrimeve minimale të zbulimit të toksikanëve organikë në ujë.

puna e kursit, shtuar 20.05.2013


Karakteristikat e metodave industriale për alkilimin e benzenit me propilen. Parimet e alkilimit të benzenit me olefina në teknologjinë kimike. Problemet e projektimit të impianteve të procesit të alkilimit të benzenit. Përshkrimi i teknologjisë së procesit të prodhimit.

tezë, shtuar 15.11.2010


Metoda titrimetrike e analizës. Teoria e metodës bromatometrike të analizës. Teknika e titrimit. Avantazhet dhe disavantazhet e metodës bromatometrike. Fenolet. Përcaktimi i fenolit. Reaksionet kimike të përdorura në metodat titrimetrike.

punë kursi, shtuar 26/03/2007


Përshkrimi i diagramit të rrjedhës së procesit dhe materialeve ndihmëse. Bilanci material gjatë përpunimit të gazeve kufizuese. Llogaritja e aparatit kryesor - kolona e stabilizimit. Llogaritja e temperaturës së hyrjes së lëndës së parë. Përcaktimi i rrjedhave të brendshme të materialit.

Meqenëse fenolet reagojnë me halogjenët e aluminit dhe acidet e tjera Lewis për të formuar kripëra të tilla si ArOAlCl 2, alkilimi i tyre i drejtpërdrejtë në kushtet e reaksionit Friedel-Crafts nuk mund të kryhet. Fenolet alkilohen me alkene dhe alkoole nën katalizën acidike. Si katalizatorë, ata preferojnë të përdorin acidet sulfurik, hidrofluorik, fosforik ose shkëmbyesit e kationeve KU-2, daux dhe rrëshirat e tjera të shkëmbimit të kationeve. Kështu, nga kresoli dhe izobutileni, prodhohet në mënyrë industriale një fenol i penguar, 2,6-di-tert-butil-4-metilfenol (jonol), i cili përdoret gjerësisht për të stabilizuar polimerët.

Në mënyrë të ngjashme, 2,4,6-triizopropilfenoli përftohet nga fenoli dhe alkooli izopropil.

Acilimi i fenoleve në kushte klasike të reaksionit Friedel-Crafts me një kompleks të acil halidit dhe klorurit të aluminit gjithashtu çon në rezultate të pakënaqshme, pasi grupi hidroksil i fenolit i nënshtrohet acilimit. Një modifikim më efektiv i kësaj metode është kur një kompleks acidi karboksilik dhe trifluoridi bor përdoret si agjent acilues. Në këtë rast, grupi acil futet pothuajse ekskluzivisht në pozicionin para të unazës së benzenit. Për shembull, fenoli, kur reagon me një kompleks acidi acetik dhe BF 3, jep para-hidroksiacetofenon me një rendiment 95%.

Metoda më e zakonshme për përgatitjen e hidroksiketoneve aromatike bazohet në rirregullimin e Fries. K. Fries në 1908 zbuloi se esteret aril të acideve karboksilike, kur nxehen me AlCl 3 ose AlBr 3, riorganizohen në orto- ose para-hidroksiketone izomere. Si rregull, si rezultat i rirregullimit, formohet një përzierje e orto dhe para izomereve pa një përzierje të meta izomerit.

Raporti i orto- dhe para-izomerëve varet kryesisht nga temperatura dhe tretësi. Në kushte më të rënda, mbizotëron orto-hidroksiketoni, dhe në 20-25 o C - para-hidroksiketoni.

Mekanizmi i rirregullimit të Fries duket të jetë acilimi ndërmolekular i pozicionit orto- ose para të unazës së benzenit të esterit aril nga kompleksi i molekulës së dytë të esterit dhe AlCl 3 për të formuar derivatin acil të hidroksiketonit dhe fenolit.

Rirregullimi përfundon me transferimin ndërmolekular të grupit acil në fenol.

Ndryshe nga vetë fenolet, eteret e tyre shumë lehtë i nënshtrohen acilimit regioselektive Friedel-Crafts në kushte të buta për të formuar ketone para-alkoksiaril. Rezultatet më të mira arrihen nga acilimi i etereve të fenolit me acil halide në klorur metilen në 0 o C në prani të dy moleve AlCl 3 ose AlBr 3 .

Kondensimi i fenoleve me anhidrid ftalik në prani të acidit sulfurik ose klorurit të zinkut (A. Bayer, 1874) duhet të konsiderohet si një nga varietetet e reaksionit të acilimit Friedel-Crafts. Në këtë rast, dy molekula fenoli kondensohen me një molekulë anhidride ftalike për të formuar derivate të trifenilmetanit të quajtur ftalinë.

Fenolet formojnë kripëra joaktive ArOAlCl2 me AlCl3, prandaj, acidet protike ose katalizatorët e oksidit të metalit të tipit acid përdoren si katalizatorë për alkilimin e fenoleve. Kjo lejon që vetëm alkoolet dhe olefinat të përdoren si agjentë alkilues. Së bashku me produktet e zëvendësimit në bërthamë, fitohen disa eterë fenol, të cilët riorganizohen lehtësisht në alkilfenole:

Sidoqoftë, është vërtetuar se alkilfenolet formohen kryesisht nga alkilimi i drejtpërdrejtë në bërthamë. Mekanizmi i këtij reaksioni është i ngjashëm me atë të diskutuar më parë për hidrokarburet aromatike, dhe grupi OH i fenoleve aktivizon fuqishëm veçanërisht pozicionet 4 dhe 2 me një mungesë pothuajse të plotë të meta-izomerave në produkte.

Alkilimi ndodh në mënyrë sekuenciale me formimin e mono-, di- dhe trialkilfenoleve, por në të njëjtën kohë ndodh një rirregullim i katalizuar nga acidi me migrimin e grupeve orto-alkil me formimin e para-izomerëve, të cilët në këtë rast janë më termodinamikisht. të qëndrueshme.

Midis monoalkilfenoleve, para-izomeri gjithmonë mbizotëron kur katalizohet nga acidet protike; me rritjen e aktivitetit të katalizatorit, temperaturës dhe kohëzgjatjes së reaksionit, përqindja e këtij izomeri midis atyre të monozëvendësuar mund të rritet nga 60...80 në 95% ose më shumë për shkak të izomerizimit të izomerit orto.

Nga ato të dyzëvendësuara, gjithmonë mbizotëron ndjeshëm 2,4-dialkylfenol, proporcioni i të cilit rritet edhe më shumë në kushtet e mësipërme.

Me futjen e njëpasnjëshme të grupeve alkile, ndryshe nga alkilimi i hidrokarbureve aromatike, faza e parë vazhdon më shpejt se e dyta, dhe e dyta, nga ana tjetër, më shpejt se e treta. Përbërja e produkteve të zëvendësimit sekuencial ndikohet gjithashtu nga reaksioni i kthyeshëm i transalkilimit

R2C6H3OH + C6H5OH ? 2RC6H4OH

ekuilibri i të cilit zhvendoset ndjeshëm djathtas. Prandaj, me një rritje të aktivitetit të katalizatorit, temperaturës dhe kohëzgjatjes së reagimit, përmbajtja e monoalkilfenolit në përzierjen që rezulton mund të rritet ndjeshëm.

Përveç etereve të fenolit dhe fenoleve të zëvendësuara me polialkil, nënproduktet e alkilimit janë poliolefinat dhe alkilfenolet me zinxhir më të gjatë të formuar prej tyre. Përkundrazi, kur reagon me olefina më të larta, veçanërisht të degëzuara, vërehet depolimerizimi i tyre për të prodhuar alkilfenole që kanë një grup alkil më të shkurtër. Një metodë e zakonshme për të shtypur këto reaksione anësore është ulja e temperaturës, pasi alkilimi ka energjinë më të ulët të aktivizimit (? 20 kJ/mol). Për të shmangur polimerizimin e olefinës, është gjithashtu e nevojshme të zvogëlohet përqendrimi i saj në lëng, gjë që arrihet duke futur gradualisht olefinën në masën e reaksionit.

Reaksionet e fenoleve me izoolefinat janë në një masë të konsiderueshme të kthyeshme, dhe ngrohja e alkilfenoleve përkatëse me një katalizator acid çon në lirimin e olefinës:

Izomerizimi dhe transalkilimi ndodhin pjesërisht përmes këtij reaksioni.

Acidi sulfurik përdoret më shpesh si katalizator - acide protike - në industri. Është më aktivi ndër acidet e tjera të disponueshme dhe të lira, por në të njëjtën kohë katalizon më fuqishëm reaksionet anësore, duke çuar gjithashtu në sulfatimin e fenolit dhe sulfatimin e olefinës dhe duke formuar acidet fenolsulfonike HOC6H4SO2OH dhe monoalkilsulfatet ROSO2OH, të cilat gjithashtu marrin pjesë në katalizën e procesit. . Me acidin sulfurik, alkilimi me n-olefina (përveç etilenit) ndodh në 100...120 °C, dhe me izolefina dhe stiren më reaktive - tashmë në 50 °C, megjithatë, për të përshpejtuar procesin, në rastin e fundit, alkilimi kryhet ne? 100 °C, duke përdorur H2SO4 në një sasi prej 3...10%.

Një katalizator tjetër që nuk shkakton reaksione sulfonimi anësor dhe është më i butë në veprim është acidi n-toluensulfonik. Megjithatë, ai ka më pak aktivitet dhe kosto më të lartë se acidi sulfurik. Me këta katalizatorë, alkilimi i fenolit ndodh si një reaksion homogjen.

Disavantazhi i tyre i zakonshëm është nevoja për të larë katalizatorin acid, i cili rezulton në formimin e një sasie të konsiderueshme të ujërave të zeza toksike. Prandaj, katalizatorët heterogjenë, veçanërisht rrëshirat e shkëmbimit të kationeve, të cilat ndahen nga masa e reaksionit me filtrim të thjeshtë, janë përhapur gjerësisht.

Orto-alkilimi i fenoleve kryhet nën katalizim me fenolate alumini (ArO)3A1. Në këtë rast, edhe në pozicionin para të papushtuar, grupi alkil preferohet të drejtohet në pozicionin orto me formimin sekuencial të mono- dhe dialkilfenoleve.

Procesi i alkilimit në fazë gazi është i zbatueshëm vetëm për metilimin e fenolit me metanol. Ajo kryhet me një katalizator heterogjen të tipit acid (oksid alumini, aluminosilikat, etj.).

Teknologjia e procesit

Një proces grumbull përdoret shpesh për alkilimin e fenoleve. Kur alkilimi me olefina të lëngshme me valë të lartë, reaksioni kryhet në një aparat me një përzierës dhe një xhaketë për ngrohje me avull ose ftohje me ujë. Fenoli dhe një katalizator ngarkohen në të, nxehen në 90 ° C, pas së cilës një olefin e lëngët (diizobuten, trimer ose tetramer i propilenit, stirenit) ushqehet me nxitje dhe ftohje. Në gjysmën e dytë të reaksionit, përkundrazi, është e nevojshme të ngrohni masën e reagimit. Kohëzgjatja totale e operimit është 2...4 orë.Pas kësaj, masa e reaksionit neutralizohet në një mikser (5% alkali, i marrë në një sasi të barabartë me acidin katalizator), duke e ngrohur përzierjen me avull të gjallë. Në këtë rast, distilohet olefina e pa reaguar, e cila, pas kondensimit të avujve, ndahet në ndarësin e mbetjeve dhe mund të ripërdoret për alkilim. Shtresa organike e neutralizuar e alkilfenoleve të papërpunuara ndahet nga tretësira ujore e kripërave dhe dërgohet në distilim me vakum, gjatë së cilës distilohen uji, mbetjet e olefinës dhe fenoli i pakonvertuar.

Në proceset për prodhimin e alkilfenoleve nga olefinat e gazta, këshillohet që të mos përdoret një reaktor me trazues, por një kolonë e zbrazët në të cilën masa e reaksionit përzihet duke flluskuar olefinën. Nxehtësia e reaksionit mund të hiqet duke përdorur frigoriferë të brendshëm ose të jashtëm. Për të kaluar në një proces të vazhdueshëm për ta intensifikuar atë dhe për të përmirësuar përbërjen e masës së reagimit, si me reaksionet e tjera të pakthyeshme serike-paralele, është më fitimprurëse të përdoret një kaskadë e reaktorëve të tillë.

Gjatë alkilimit të fenolit në prani të rrëshirave të shkëmbimit të joneve, katalizatori pezullohet në një lëng të vendosur në kolonën e reaksionit. Fenoli dhe olefina ushqehen vazhdimisht në fund të kolonës. Masa e reaksionit filtrohet nga grimcat e katalizatorit dhe dërgohet për distilim. Konsumi i katalizatorit është 0.4% ndaj peshës së alkilfenoleve të marra.

Produktet e marra

Homologët më të thjeshtë të fenolit: o-, m- dhe p-kresolet dhe ksilenolet izomere:

Një nga mënyrat e sintezës së tyre është metilimi në fazë gazi i fenolit me metanol mbi një katalizator heterogjen:

Nga monoalkilfenolet, p-tert-butilfenoli, i marrë nga fenoli dhe izobuteni, është me interes praktik:

alkilimi fenol karbohidrate aromatike

Monoalkilfenolet me një grup alkil prej 5 - 8 atomesh karboni janë agjentë të fortë baktericid dhe kur zgjerohen në 8 - 12 atome C, ato rezultojnë të jenë ndërmjetës të vlefshëm për sintezën e surfaktantëve jojonikë.

Me anë të reaksioneve të alkilimit dhe acilimit, grupet alkil dhe acil mund të futen në komponime aromatike.

Siç u diskutua më herët, fenolet alkilohen në një unazë nën ndikimin e një shumëllojshmërie të gjerë të agjentëve alkilues:

• alkenet;
• alkoolet;
• alkil halidet në kushte të katalizimit acid.

Acilimi i fenoleve kryhet gjithashtu me metoda të ndryshme.

Friedel-Crafts alkilimin e fenoleve

Fenoli i nënshtrohet alkilimit të Friedel-Crafts kur trajtohet me një agjent alkilues, një acid Lewis si FeBr_3$ ose $A1C1_3$ dhe një katalizator. Në këtë rast formohen kripëra të llojit $ArOAlCl_2$. Një shembull është ndërveprimi i kresolit me izobutilenin për të formuar fenol të penguar - 2,6-di- fërkime-butil-4-metilfenol (jonol):

Foto 1.

Në mënyrë të ngjashme, duke reaguar fenolin me alkoolin izopropil, fitohet 2,4,6-triizopropilfenol:

Figura 2.

Në këtë alkilim Friedel-Crafts, elektrofili sulmues është një kation alkil i formuar nga reaksioni i alkilit me një acid Lewis. Në mungesë të nukleofileve të tjera, këto specie elektrofile reagojnë me unazën aromatike.

Alkilimi i Friedel-Crafts ka dy kufizime të rëndësishme që ulin shumë vlerën e tij dhe e bëjnë reaksionin në përgjithësi më pak të favorshëm se acilimi. Alkilfenolet janë përgjithësisht më reaktivë në reaksionet e zëvendësimit elektrofilik sesa vetë fenoli. Nisur nga kjo, alkilimi i Friedel-Crafts tenton t'i nënshtrohet alkilimit të mëtejshëm, duke rezultuar në formimin e produkteve dialkil ose më shumë të alkiluara, siç tregohet në të dyja rastet e diskutuara më sipër.

Mënyra e vetme praktike për të kontrolluar reaksione të tilla zëvendësimi është ruajtja e një tepricë të madhe të fenolit. Kjo metodë është e pranueshme për vetë benzenin, pasi është relativisht i lirë dhe i paqëndrueshëm, por është i papranueshëm për shumicën e derivateve të tij të zëvendësuar, të cilët janë më të shtrenjtë ose më pak të disponueshëm.

Një kufizim tjetër i rëndësishëm i alkilimit të Friedel-Crafts lidhet me reaksionin alternativ të shumë karbokacioneve, veçanërisht në mungesë të nukleofileve reaktive, përkatësisht rirregullimin në karbokacione izomere.

Monoalkilimi sipas Friedel-Crafts karakterizohet nga regjioselektivitet jashtëzakonisht i ulët dhe çon në prodhimin e përzierjeve orto- Dhe çift-produkte izomere. Alkilimi i fenoleve është një reaksion i kthyeshëm, dhe në prani të acideve të forta Lewis, në kushtet e kontrollit termodinamik të reaksionit, ndodhin rirregullime:

Figura 3.

Acilimi klasik i fenoleve sipas Friedel-Crafts

Në kushte klasike, acilimi Friedel-Crafts i fenoleve duke përdorur komplekse acil halide me klorur alumini çon në rendimente të pakënaqshme të produktit, pasi grupi hidroksil i fenolit gjithashtu hyn në acilim. Një metodë më efektive është acilimi duke përdorur një kompleks acidi karboksilik me trifluorid bor si agjent acilues:

Figura 4.

Kondensimi i fenoleve me anhidrit ftalik

Si një nga varietetet e reaksionit të acilimit Friedel-Crafts duhet të konsiderohet edhe kondensimi i fenoleve me anhidrid ftalik në prani të acideve minerale ose acideve Lewis (A. Bayer, 1874). Në këtë rast, dy molekula fenoli kondensohen me një molekulë anhidride ftalike për të formuar derivate të trifenilmetanit të quajtur ftalinë.

Figura 5.

Në pH $ mbi 9, tretësirat ujore të fenolftaleinës kthehen në ngjyrë të kuqe si rezultat i procesit të ndarjes së unazës së laktonit me formimin e një dianioni.

Figura 6.

Aminometilimi

Figura 7.

Reaksioni Mannich, ose aminometilimi, është karakteristik për komponimet me një grup aktiv metilen. Ndodh si një reaksion shumëkomponentësh që përfshin formaldehid dhe një aminë dytësore (në formën e një hidrokloruri) dhe lejon futjen e një grupi aminometil $-CH_2NR_2$ në përbërje. Nënshtresat aromatike të aktivizuara, të tilla si fenolet, aminat aromatike sekondare ose terciare, dhe komponimet heterociklike si indol, pirol dhe furan, gjithashtu reagojnë. Në këtë mënyrë mund të fitohen komponime aromatike me grupin aminometil $-CH_2NR_2$.

Ndër aminet, shpesh përdoret dimetilamina dhe në vend të formaldehidit mund të futet një aldehid tjetër.

Mekanizmi i reagimit është formimi i një kripe imine me formaldehid dhe një amine dytësore përmes një aminali të ndërmjetëm dhe dehidratimi i tij nën veprimin katalitik të $H^+$. Joni i iminiumit është një elektrofil që sulmon unazën aromatike. Joni i iminiumit, i formuar nga formaldehidi dhe dimetilamina, mund të izolohet në formë jodidi (kripërat Jeschenmoser - $ICH_2NMe_2$).

Puna e kursit

Alkilimi i fenoleve

Hyrje 3

1. Karakteristikat e proceseve të alkilimit 4

2. Kimia dhe bazat teorike të alkilimit të fenoleve 10

3. Teknologjia e procesit të alkilimit të fenolit 14

4. Produkte që marrin 15

Referencat 18

Prezantimi

Alkilimi është procesi i futjes së grupeve alkile në molekulat e substancave organike dhe disa inorganike. Këto reaksione kanë një rëndësi shumë të madhe praktike për sintezën e përbërjeve aromatike të alkiluara në bërthamë, izoparafinave, shumë merkaptaneve dhe sulfideve, amineve, substancave me lidhje eterike, përbërjeve elementare dhe organometalike, produkteve të përpunimit të -oksideve dhe acetilenit. Proceset e alkilimit janë shpesh hapa të ndërmjetëm në prodhimin e monomereve, detergjenteve, etj.

Shumë nga produktet e alkilimit prodhohen në një shkallë shumë të madhe. Kështu, në SHBA, rreth 4 milion ton etilbenzen, 1,6 milion ton izopropilbenzen, 0,4 milion ton alkilbenzene më të larta, mbi 4 milion ton glikole dhe produkte të tjera nga përpunimi i oksideve alkilene, rreth 30 milion ton alkilat izoparafine sintetizohet çdo vit.rreth 1 milion ton tert-butil metil eter etj.

1. Karakteristikat e proceseve të alkilimit

1. Klasifikimi i reaksioneve të alkilimit

Klasifikimi më racional i proceseve të alkilimit bazohet në llojin e lidhjes së sapoformuar.

Alkilimi në një atom karboni (C-alkilimi) konsiston në zëvendësimin e atomit të hidrogjenit të vendosur në atomin e karbonit me një grup alkil. Parafinat janë të afta për këtë zëvendësim, por alkilimi është më tipik për komponimet aromatike (reaksioni Friedel-Crafts):

Alkilimi në atomet e oksigjenit dhe squfurit (O- dhe S-alkilimi) është një reagim në të cilin një grup alkil lidhet me një atom oksigjeni ose squfuri:

ArOH + RCI ArOH + NaCI + H2O

NaSH + RCI → RSH + NaCI

Në këtë rast, procese të tilla si hidroliza e derivateve të klorur ose hidratimi i olefinave gjithashtu bien nën përkufizimin tepër të përgjithshëm të alkilimit, dhe kjo tregon se vetëm ato reaksione të futjes së një grupi alkil që nuk kanë një klasifikim tjetër, më domethënës dhe përcaktues. veçoritë duhet të quhen alkilim.

Alkilimi në atomin e azotit (N-alkilimi) konsiston në zëvendësimin e atomeve të hidrogjenit në amoniak ose amina me grupe alkili. Kjo është metoda më e rëndësishme për sintezën e amineve:

ROH + NH3 → RNH2 + H2O

Ashtu si me reaksionet e hidrolizës dhe hidratimit, N-alkilimi shpesh klasifikohet si amonolizë (ose aminolizë) e përbërjeve organike.

Alkilimi në atomet e elementeve të tjerë (Si-, Pb-, AI-alkilimi) është mënyra më e rëndësishme për të marrë komponimet elementare dhe organometalike kur grupi alkil lidhet drejtpërdrejt me heteroatomin:

2RCI + Si R2SiCI2

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

3C3H6 + AI + 1.5H2 → Al(C3H7)3

Një klasifikim tjetër i reaksioneve të alkilimit bazohet në ndryshimet në strukturën e grupit alkil të futur në një përbërje organike ose inorganike. Mund të jetë alifatik i ngopur (etil dhe izopropil) ose ciklik. Në rastin e fundit, reagimi nganjëherë quhet cikloalkilim:

Kur futet një grup fenil ose përgjithësisht aril, formohet një lidhje e drejtpërdrejtë me atomin e karbonit të unazës aromatike (arilimi):

C6H5CI + NH3 → C6H5NH2 + HCI

Grupi alkil mund të përfshijë një unazë aromatike ose një lidhje të dyfishtë, dhe nëse kjo e fundit është mjaft e largët nga qendra e reaksionit, reagimi ndryshon pak nga proceset konvencionale të alkilimit:

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

Sidoqoftë, futja e një grupi vinil (vinilimi) zë një vend të veçantë dhe kryhet kryesisht duke përdorur acetilen:

ROH + CH≡CH ROCH=CH2

CH3-COOH + CH≡CH CH3-COO-CH=CH2

Së fundi, grupet alkil mund të përmbajnë zëvendësues të ndryshëm, për shembull atome klori, hidroksi, karboksi, grupe të acidit sulfonik:

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

ROH + HOCH2-CH2SO2ONa → ROCH2–CH2SO2ONa + H2O

Reagimi më i rëndësishëm për futjen e grupeve alkile të zëvendësuara është procesi i -oksialkilimit (në rastin konkret, oksietilimi), i cili mbulon një gamë të gjerë reaksionesh të oksideve të olefinës:

2. Agjentët alkilues dhe katalizatorët

Këshillohet që të gjithë agjentët alkilues të ndahen në grupet e mëposhtme sipas llojit të lidhjes që prishet në to gjatë alkilimit:

1. Përbërjet e pangopura (olefina dhe acetilen), në të cilat prishet lidhja -elektronike ndërmjet atomeve të karbonit;

2. Derivatet e klorit me një atom klori mjaftueshëm të lëvizshëm, të aftë për t'u zëvendësuar nën ndikimin e agjentëve të ndryshëm;

3. Alkoolet, eteret dhe esteret, në veçanti oksidet olefine, në të cilat lidhja karbon-oksigjen prishet gjatë alkilimit.

Olefinat (etilen, propileni, butenet dhe më të lartë) kanë rëndësi parësore si agjentë alkilues. Për shkak të kostos së tyre të ulët, ata përpiqen t'i përdorin ato në të gjitha rastet kur është e mundur. Ata gjetën aplikimin e tyre kryesor në C-alkilimin e parafinave dhe përbërjeve aromatike. Ato nuk janë të zbatueshme për N-alkilimin dhe nuk janë gjithmonë efektive për S- dhe O-alkilimin dhe sintezën e përbërjeve organometalike.

Alkilimi me olefina në shumicën e rasteve ndodh nëpërmjet një mekanizmi jonik përmes formimit të ndërmjetëm të karbokacioneve dhe katalizohet nga acidet protike dhe aprotike. Reaktiviteti i olefinave në reaksionet e këtij lloji përcaktohet nga tendenca e tyre për të formuar karbokate:

Kjo do të thotë se zgjatja dhe degëzimi i zinxhirit të atomeve të karbonit në olefin rrit ndjeshëm aftësinë e tij për të alkiluar:

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

Në disa raste, alkilimi me olefina ndodh nën ndikimin e iniciatorëve të reaksionit zinxhir radikal, dritës ose temperaturës së lartë. Këtu speciet aktive të ndërmjetme janë radikalet e lira. Reaktiviteti i olefinave të ndryshme në reagime të tilla është dukshëm më i afërt.

Derivatet e klorit janë agjentë alkilues me gamën më të gjerë të veprimit. Ato janë të përshtatshme për C-, O-, S- dhe N-alkilimin dhe për sintezën e shumicës së përbërjeve elementare dhe organometalike. Përdorimi i derivateve të klorinuar është racional për ato procese në të cilat ato nuk mund të zëvendësohen me olefina ose kur derivatet e klorinuar janë më të lirë dhe më të aksesueshëm se olefinat.

Efekti alkilues i derivateve të klorit manifestohet në tre lloje të ndryshme ndërveprimesh: në reaksionet elektrofile, gjatë zëvendësimit nukleofilik dhe në proceset e radikaleve të lira. Mekanizmi i zëvendësimit elektrofilik është karakteristik për alkilimin në atomin e karbonit, por, ndryshe nga olefinat, reaksionet katalizohen vetëm nga acidet aprotike (kloruret e aluminit dhe hekurit). Në rastin kufizues, procesi vazhdon me formimin e ndërmjetëm të një karbokacioni:

në lidhje me të cilën reaktiviteti i klorureve alkil varet nga polarizimi i lidhjes C-CI ose nga qëndrueshmëria e karbokacioneve dhe rritet me zgjatjen dhe degëzimin e grupit alkil:

Në një lloj tjetër reagimi, karakteristik për alkilimin në atomet e oksigjenit, squfurit dhe azotit, procesi konsiston në zëvendësimin nukleofilik të atomit të klorit. Mekanizmi është i ngjashëm me hidrolizën e derivateve të klorur, dhe reaksioni ndodh në mungesë të katalizatorëve:

Reaktiviteti i derivateve të klorur ndryshon në këto procese në të njëjtën mënyrë si gjatë hidrolizës, përkatësisht:

ArCH2CI > CH2=CH-CH2CI > AIkCI > ArCI

i pari-AIkCI > i dyti-AIkCI > tert-AIkCI

Një sërë procesesh alkilimi me derivate të klorur ndodhin nëpërmjet mekanizmit të radikalit të lirë. Kjo është veçanërisht tipike për sintezat e përbërjeve elementare dhe organometalike, kur radikalet e lira formohen për shkak të ndërveprimit me metalet:

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

Alkoolet dhe eteret janë të afta për reaksione C-, O-, N- dhe S-alkilimi. Eteret përfshijnë gjithashtu okside olefine, të cilat janë etere të brendshme të glikoleve, dhe nga të gjithë eteret, vetëm oksidet e olefinës përdoren praktikisht si agjentë alkilues. Alkoolet përdoren për alkilimin O- dhe N në rastet kur ato janë më të lira dhe më të aksesueshme se derivatet e klorur. Për të thyer lidhjen e tyre alkil-oksigjen, nevojiten katalizatorë të tipit acid:

R-OH + H+ ↔ R-OH2 ↔ R+ + H2O

3. Karakteristikat energjetike të reaksioneve kryesore të alkilimit

Në varësi të agjentit alkilues dhe llojit të lidhjes që prishet në substancën e alkiluar, proceset e alkilimit kanë karakteristika energjetike shumë të ndryshme. Vlerat e efekteve termike për gjendjen e gaztë të të gjitha substancave në disa procese të rëndësishme alkilimi në lidhjet C-, O- dhe N janë dhënë në tabelën 1. Meqenëse ato varen në mënyrë të konsiderueshme nga struktura e substancave alkiluese, në tabelë tregohet kufijtë më të zakonshëm për ndryshimet në efektet termike.

Tabela 1

Efekti termik i reaksioneve më të rëndësishme të alkilimit

Agjent alkilues

Një lidhje e prishur

Nga një krahasim i të dhënave të paraqitura, është e qartë se kur përdoret i njëjti agjent alkilues, nxehtësia e reaksionit gjatë alkilimit në atome të ndryshme zvogëlohet në rendin e mëposhtëm Car > Salif > N > O, dhe për agjentë të ndryshëm alkilues ndryshon si më poshtë :

Efekti veçanërisht i madh termik i alkilimit që përfshin oksidin e etilenit dhe acetilenin është për shkak të tensionit të konsiderueshëm të unazës së oksidit me tre anëtarë dhe endotermisë së lartë të përbërjeve me një lidhje të trefishtë.

2. Kimia dhe baza teorike e alkilimit të fenoleve

Fenolet formojnë kripëra joaktive ArOAICI2 me AICI3; prandaj, acidet protike ose katalizatorët e oksidit të metalit të tipit acid përdoren si katalizatorë për alkilimin e fenoleve. Kjo lejon që vetëm alkoolet dhe olefinat të përdoren si agjentë alkilues. Së bashku me produktet e zëvendësimit në bërthamë, fitohen disa eterë fenol, të cilët lehtësisht riorganizohen në alkilfenole:

Është vërtetuar se alkilfenolet formohen kryesisht nga alkilimi i drejtpërdrejtë në bërthamë. Mekanizmi i këtij reaksioni është i ngjashëm me mekanizmin e hidrokarbureve aromatike, dhe grupi hidrokso i fenoleve aktivizon fuqishëm veçanërisht pozicionet 4 dhe 2 me një mungesë pothuajse të plotë të meta-izomereve në produkte.

Alkilimi ndodh në mënyrë sekuenciale me formimin e mono-, di- dhe trialkilfenoleve, por në të njëjtën kohë ndodh një rirregullim i katalizuar nga acidi me migrimin e grupeve orto-alkil me formimin e para-izomerëve, të cilët në këtë rast termodinamikisht janë më të qëndrueshme. Pra, skema e transformimit është si më poshtë:

Nga monoalkilfenolet në katalizim me acidet protike, gjithmonë mbizotëron para-izomeri, por me rritjen e aktivitetit të katalizatorit, temperaturës dhe kohëzgjatjes së reagimit, përqindja e këtij izomeri midis atyre të monozëvendësuarve mund të rritet nga 60 - 80 në 95% ose më shumë për shkak të izomerizimit të izomeri orto.

Nga ato të dyzëvendësuara, gjithmonë mbizotëron ndjeshëm 2,4-dialkylfenol, proporcioni i të cilit rritet edhe më shumë në kushtet e mësipërme.

Me futjen e njëpasnjëshme të grupeve alkile, në ndryshim nga alkilimi i hidrokarbureve aromatike, faza e parë vazhdon më shpejt se e dyta dhe e fundit më shpejt se e treta. Përbërja e produkteve të zëvendësimit sekuencial ndikohet nga reaksioni i kthyeshëm i transalkilimit:

R2C6H4OH + C6H5OH ↔ 2RC6H4OH

Ekuilibri i të cilit zhvendoset ndjeshëm djathtas. Prandaj, me një rritje të aktivitetit të katalizatorit, temperaturës dhe kohëzgjatjes së reagimit, përmbajtja e monoalkilfenolit në përzierjen që rezulton mund të rritet ndjeshëm. Kështu, në krahasim me alkilimin e benzenit (Fig. 1), maksimumi i monoalkilfenolit në regjimin kinetik të procesit është 50% (mol), dhe në një gjendje që i afrohet ekuilibrit arrin 75-80% (mol). Për sintezën e synuar të monoalkilfenoleve, kjo bën të mundur që të punohet me një tepricë relativisht të vogël të fenolit në raport me olefinën (=0,8-0,95) dhe madje edhe me sasinë ekuimolar të tyre. Selektiviteti rritet edhe më shumë kur nënproduktet dialkilfenolet transalkilohen me fenol.

Oriz. 1 Varësia e përbërjes së masës së reaksionit gjatë alkilimit të pakthyeshëm (a) dhe të kthyeshëm (b) të benzenit nga raporti i reagentëve fillestarë: 1. Benzen, 2. Monoalkilbenzen, 3. Dialilbenzen.

Për sintezën e synuar të dialkilfenoleve, përdoret një tepricë e olefinës, në varësi të raportit të shpejtësisë dhe faktorëve termodinamikë në fazat pasuese të reaksionit.

Përveç etereve të fenolit dhe fenoleve të zëvendësuara me polialkil, nënproduktet e alkilimit janë poliolefinat dhe alkilfenolet me zinxhir më të gjatë të formuar prej tyre. Përkundrazi, kur reagon me olefina më të larta, veçanërisht të degëzuara, vërehet depolimerizimi i tyre për të prodhuar alkilfenole që kanë një grup alkil më të shkurtër. Një metodë e zakonshme për të shtypur këto reaksione anësore është ulja e temperaturës, pasi alkilimi ka energjinë më të ulët të aktivizimit (20 kJ/mol). Për të shmangur polimerizimin e olefinës, është gjithashtu e nevojshme të zvogëlohet përqendrimi i saj në lëng, gjë që arrihet duke futur gradualisht olefinën në masën e reaksionit. Vini re se reaksionet e fenoleve me izoolefinat janë në një masë të konsiderueshme të kthyeshme, dhe ngrohja e alkilfenoleve përkatëse me një katalizator acid çon në lirimin e olefinës:

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

Izomerizimi dhe transalkilimi ndodhin pjesërisht përmes këtij reaksioni.

Acidi sulfurik përdoret më shpesh si katalizator - acide protike - në industri. Është më aktivi ndër acidet e tjera të disponueshme dhe të lira, por në të njëjtën kohë katalizon më fuqishëm reaksionet anësore, duke çuar gjithashtu në sulfatimin e fenolit dhe sulfatimin e olefinës dhe duke formuar acidet fenolsulfonike HOC6H4SO2OH dhe sulfatet monoalkil ROSO2OH, të cilat gjithashtu marrin pjesë në katalizën e procesi. Me acidin sulfurik, alkilimi me n-olefina (përveç etilenit) ndodh në C, dhe me izolefinat dhe stirenin më reaktive - tashmë në 500C, por për të shpejtuar procesin në rastin e fundit, alkilimi kryhet në 1000C, duke përdorur H2SO4 në një sasi prej 3 - 10%. Një katalizator tjetër që nuk shkakton reaksione sulfonimi anësor dhe është më i butë në veprim është acidi p-toluensulfonik CH3C6H4SO2OH. Por ka më pak aktivitet dhe kosto më të lartë se acidi sulfurik.

Me këta katalizatorë, alkilimi i fenolit vazhdon si një reaksion homogjen sipas ekuacionit kinetik të mëposhtëm:

Disavantazhi i tyre i zakonshëm është nevoja për të larë katalizatorin acid, i cili rezulton në formimin e një sasie të konsiderueshme të ujërave të zeza toksike. Prandaj, katalizatorët heterogjenë, veçanërisht rrëshirat e shkëmbimit të kationeve, të cilat ndahen nga masa e reaksionit me filtrim të thjeshtë, kanë tërhequr vëmendjen dhe kanë marrë zbatim praktik. Me rrëshirën e shkëmbimit të kationeve KU-2, alkilimi i fenoleve me izolefina ndodh në C, por më ngadalë sesa me katalizën me acid sulfurik.

Kohët e fundit, orto-alkilimi i fenoleve, i katalizuar nga fenolatet e aluminit (ArO)3AI, është bërë i përhapur. Në këtë rast, edhe me një pozicion para jo të zënë, grupi alkil drejtohet kryesisht në pozicionin orto me formimin sekuencial të mono- dhe dialkilbenzeneve:

Me izoolefinat, reaksioni ndodh në një temperaturë prej 1000 C, një rritje në të cilën shkakton para-alkilim gjithnjë e më të dukshëm.

Katalizimi nga fenolati i aluminit shpjegohet me strukturën e tij si një acid aprotik, i aftë për të formuar një kompleks me fenol që ka aciditet të konsiderueshëm:

Besohet se olefina prodhon një karbokacion me një proton, i cili nuk hyn në pjesën më të madhe dhe, gjatë një reaksioni intrakompleks, sulmon pozicionin orto të fenolit më afër tij.

Procesi i alkilimit në fazë gazi, i cili është i ngjashëm në ligjet e tij, është i zbatueshëm vetëm për metilimin e fenolit me metanol. Ajo kryhet me një katalizator heterogjen të tipit acid (oksid alumini, aluminosilikat, etj.). Në C, kryesisht përftohen o-kresol, ksilenole dhe anisolë, por në një temperaturë më të lartë (C), në përputhje me atë që u diskutua më parë, rendimenti i p- dhe m-kresoleve rritet dhe rendimenti i anisolës dhe ksilenoleve zvogëlohet.

3. Teknologjia e procesit të alkilimit të fenolit

Një proces grumbull përdoret ende shpesh për alkilimin e fenoleve. Kur alkilimi me olefina të lëngshme me valë të lartë, reaksioni kryhet në një aparat me një përzierës dhe një xhaketë për ngrohje me avull ose ftohje me ujë. Fenoli dhe një katalizator ngarkohen në të, nxehen në 900C, pas së cilës një olefin e lëngët (diizobuten, prerës propileni ose tetramer, stiren) ushqehet me nxitje dhe ftohje. Në gjysmën e dytë të reaksionit, përkundrazi, është e nevojshme të ngrohni masën e reagimit. Kohëzgjatja totale e operimit është 2-4 orë.Pas kësaj, masa e reaksionit neutralizohet në një mikser me 5% alkali, merret në një sasi të barabartë me acidin katalizator, duke e ngrohur përzierjen me avull të gjallë. Në këtë rast, distilohet olefina e pa reaguar, e cila, pas kondensimit të avujve, ndahet nga uji në një ndarës dhe mund të ripërdoret për alkilim. Shtresa organike e neutralizuar e alkilfenoleve të papërpunuara ndahet nga tretësira ujore e kripës dhe dërgohet në distilim me vakum, gjatë së cilës distilohet uji, mbetjet e olefinës dhe fenoli i pakonvertuar.

Në proceset për prodhimin e alkilfenoleve nga olefinat e gazta, këshillohet që të mos përdoret një reaktor me trazues, por një kolonë e zbrazët në të cilën masa e reaksionit përzihet duke flluskuar olefinën. Nxehtësia e reaksionit mund të hiqet duke përdorur frigoriferë të brendshëm ose të jashtëm. Për të kaluar në një proces të vazhdueshëm për ta intensifikuar atë dhe për të përmirësuar përbërjen e masës së reagimit, si me reaksionet e tjera të pakthyeshme serike-paralele, është më fitimprurëse të përdoret një kaskadë e reaktorëve të tillë.

Në procesin e ri për alkilimin e fenolit në prani të rrëshirave të shkëmbimit të joneve, katalizatori pezullohet në një lëng të vendosur në kolonën e reaksionit. Fenoli dhe olefina ushqehen vazhdimisht në fund të kolonës. Në C në rrëshirën KU-2 ose në C në aluminosilikat, shkalla e ushqimit vëllimor është 0,15 h-1. Masa e reaksionit filtrohet nga grimcat e katalizatorit dhe dërgohet për distilim. Konsumi i katalizatorit është vetëm 0.4% ndaj peshës së alkilfenoleve të marra.

4. Produktet e marra

Homologët më të thjeshtë të fenolit: o-, m- dhe p-kresolet dhe ksilenolet izomere:

gjenden në produktet e koksit të qymyrit, por në sasi shumë të vogla, në pamundësi për të plotësuar nevojat e tyre për prodhimin e materialeve polimerike, pesticideve, antioksidantëve etj. Një nga mënyrat e sintezës së tyre, zbatohet në industrinë e një sërë vendesh. , përbëhet nga metilimi në fazë gazi i fenolit me metanol mbi katalizatorin heterogjen:

Nga monoalkilfenolet, p-tert-butilfenoli, i marrë nga fenoli dhe izobuteni, është me interes praktik:

Kur i shtohet fenolit gjatë polikondensimit me formaldehid, fitohen polimerë të dobët të tretshëm, gjë që është e rëndësishme kur përdoret si veshje me bojë dhe llak.

Monoalkilfenolet me një grup alkil prej 5-8 atomesh karboni janë agjentë të fortë baktericid, dhe kur zgjerohen në 8-12 atome C, ato rezultojnë të jenë ndërmjetës të vlefshëm për sintezën e surfaktantëve jojonikë nga oksietilimi i tyre:

Si agjentë alkilues përdoren polimerët e poshtëm dhe kopolimerët e olefinave (diizobuteni, trimeri dhe tetrameri i propilenit, kopolimerët e butenit me pentenet etj.), nga të cilët formohen tert-alkilfenolet. Për të marrë produkte me degradueshmëri më të mirë biokimike, është më e këshillueshme të përdoren n-olefinat.

Fusha më e rëndësishme e aplikimit të alkilfenoleve dhe produkteve të transformimit të tyre të mëtejshëm është prodhimi i stabilizuesve për polimeret dhe vajrat kundër shkatërrimit termo-oksidues që zhvillohet gjatë funksionimit të këtyre materialeve, veçanërisht në temperatura të larta. Shkatërrimi ndodh nga një mekanizëm zinxhir radikal dhe mund të frenohet nga substanca të ndryshme që mund të lidhin radikalet e lira ose t'i kthejnë ato në një gjendje jo reaktive. Alkilfenolet prodhojnë radikale joaktive të stabilizuara nga konjugimi me unazën aromatike, dhe fenolet me dy grupe të degëzuara në pozicionin orto kanë një efekt veçanërisht të fortë, kur efekti i konjugimit plotësohet nga ndikimi hapësinor i zëvendësuesve të rëndë:

Formula e shkruar i përket një prej stabilizuesve më të zakonshëm - jonolit, i cili përftohet nga p-cresol dhe izobuten. Për të njëjtin qëllim, është përdorur antioksidanti-2246, i marrë nga kondensimi i o-tert-butil-p-kresolit me formaldehid:

megjithatë, disavantazhi i tyre i përbashkët është baza e kufizuar e lëndës së parë për shkak të mungesës së kresoleve. Është për këtë arsye që orto-alkilimi ka marrë një rëndësi të madhe, duke lejuar përdorimin e fenolit më të aksesueshëm si lëndë e parë. Shumica e stabilizuesve të këtij lloji i përkasin përbërjeve dybërthamore me ura metilen ose sulfide midis 2,6-dialkylfenol (që rrjedh nga izobuteni, stiren, etj.) dhe disa hidrokarbure aromatike (mesitylen, durene) ose alkilfenol tjetër:

Bibliografi

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

3. Lebedev dhe teknologjia e sintezës bazë organike dhe petrokimike. M., Kimi. 1988. – 592 fq.;

4. , sinteza petrokimike e Vishnyakov. M., 1973. – 448 f.;

5. Sinteza organike bazë e Yukelson. M., "Kimi", 1968.