Olefinlar bilan fenol alkillanish reaksiyasi va uning qo‘llanilishi. Xom ashyo va olingan mahsulotning xususiyatlari. Asosiy apparatning qurilmasi va ishlash printsipi. Ishlab chiqarishning asosiy apparati va moddiy balansining texnologik hisobi.

Yaxshi ishingizni bilimlar bazasiga yuborish oddiy. Quyidagi shakldan foydalaning

Talabalar, aspirantlar, bilimlar bazasidan o‘z o‘qishlarida va ishlarida foydalanayotgan yosh olimlar sizdan juda minnatdor bo‘lishadi.

http://www.allbest.ru/ saytida joylashgan

Rossiya Federatsiyasi Ta'lim va fan vazirligi

Nijnekamsk neft-kimyo universiteti

Mutaxassislik 240503 guruh 1711-z

Yakuniy malakaviy ish

Mavzu: Fenolni propilen trimerlar bilan alkillash(Pquvvati yiliga 125000 tonna alkilfenol)

Bajarildi

tekshirildi

Kirish

1. Texnologik qism

1.6.2 Asboblarning spetsifikatsiyasi va A

1.8 Neonol ishlab chiqarishda oqava suvlarni tozalashning sanoat ekologiyasi

2. Hisoblash qismi

2.2 Asosiy apparatni hisoblash

Adabiyot

Kirish

Ushbu yakuniy malakaviy ish mavzusining "Propilen trimerlari bilan fenol alkilatsiyasi" mavzusining dolzarbligi, hozirgi vaqtda Rossiyaning tashqi savdo aylanmasi o'sish sur'atlari bo'yicha sanoat mahsulotining o'sishidan sezilarli darajada oldinda ekanligi bilan izohlanadi. Umuman olganda, bu ilg'or tendentsiya bo'lib, u dunyoning aksariyat rivojlangan mamlakatlarida jahon bozoridagi raqobat kurashida namoyon bo'ladi. Ushbu savdo jarayonida alohida mamlakatlarning fan va texnika yutuqlari bilan intensiv almashinuv ham amalga oshiriladi.

Kimyo, neft-kimyo sanoatining holati ko'p jihatdan butun Rossiya eksportiga bog'liq. OAO NKNKH Rossiya ishlab chiqaruvchilari va neft-kimyo mahsulotlarini eksport qiluvchilar orasida etakchi o'rinni egallaydi. NKNKH OAO tomonidan ishlab chiqarilgan deyarli barcha mahsulotlar tashqi bozorda katta talabga ega bo'lib, quvvati bo'yicha ichki bozordan bir necha baravar katta.

Ishdan maqsad: fenolni propilen trimerlar bilan alkillash.

Maqsadga ko'ra, ushbu ishning quyidagi vazifalari ajratiladi:

1. Fenol alkillanishni olish usulining nazariy asoslarini ko'rib chiqing.

2. Fenol ishlab chiqarishda hisob-kitoblarni amalga oshiring.

Ishning tuzilishi kirish, ikki bob, xulosa va foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxatidan iborat.

1. Texnologik qism

1.1 Qabul qilingan ishlab chiqarish usulining nazariy asoslari

Alkillanish - bu organik moddalar molekulalariga alkil guruhlarini kiritish jarayoni.

Fenolni olefinlar bilan alkillanish reaksiyasi alkilfenol olish manbai hisoblanadi.

Ushbu usul yuqori haroratli bo'lib, u quyidagi sharoitlarda davom etadi:

harorat? 85 - 125oS

bosim 0,4 MPa

katalizator Levatit-SRC-108/4 miloddan avvalgi.

Olefinlar alkillashtiruvchi moddalar sifatida katta ahamiyatga ega. Olefinlar bilan alkillanish ion mexanizmi bo'yicha karbokationlarning hosil bo'lishi orqali boradi va protik va aprotik kislotalar tomonidan katalizlanadi. Olefinlarning reaktivligi ularning karbokationlarni hosil qilish tendentsiyasi bilan belgilanadi:

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

Bu shuni anglatadiki, olefindagi uglerod atomi zanjirining cho'zilishi va shoxlanishi uning alkillanish qobiliyatini sezilarli darajada oshiradi:

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

Alkillanish mono-, di- va trialkilfenollarni hosil qilish uchun ketma-ket davom etadi, lekin bir vaqtning o'zida kislota-katalizli qayta tartibga solish orto-alkil guruhlarning para-izomerlarni hosil qilish uchun migratsiyasi bilan sodir bo'ladi, bu holda ular eng barqaror hisoblanadi. Shunday qilib, transformatsiya sxemasi quyidagicha:

Fenolning olefinlar bilan alkillanishi olefin polimerizatsiyasining yon reaktsiyalari va alkil guruhlarini yo'q qilish bilan birga keladi. Alkillanishning maqsadli yo'nalishi bilan bu yon jarayonlar istalmagan.

Alkillanish reaksiyasi adiabatik reaktorda amalga oshiriladi. Alkillanishdan keyin reaksiya mahsulotlari rektifikatsiyaga uchraydi. Propilen trimerlarini konvertatsiya qilish darajasi 98,5% ni tashkil qiladi.

Fenol va propilen trimerlari nisbati 4: 1 ni tashkil qiladi.

Fenolni propilen trimerlari bilan alkillash jarayonini o'tkazish xom ashyoning eksenel kirishiga ega bo'lgan reaktorda ta'minlanadi.

Ishlab chiqarishning texnologik jarayoni kompyuter va APACS+ yordamida avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimi tomonidan boshqariladi.

Texnologik quvurlarni isitish 150 ° S haroratli suvni isitish orqali ta'minlanadi. /2.245./

1.2 Xom ashyo va tayyor mahsulotning xarakteristikalari

Jadval 1. Xomashyo va olingan mahsulotning xarakteristikalari

Xom ashyo, materiallar, reagentlar, katalizatorlar, yarim tayyor mahsulotlar, ishlab chiqarilgan mahsulotlarning nomi	Davlat yoki sanoat standarti soni, texnik shartlar, korxona standarti	Sifat ko'rsatkichlari tekshirilishi kerak	GOST, OST yoki korxona standartiga muvofiq norma	Maqsad, qamrov
Fenol markasi "B"	GOST23 51979	1. Tashqi ko'rinish 2. Kristallanish harorati, °S past emas 3. Uchuvchi bo'lmagan qoldiqning massa ulushi,% ko'p emas 4. Fenolning suvli eritmasining optik zichligi (100 sm3 (suvda) 0,8 g B sinfi, 20 ° C da, ko'p emas) 5. Sulfonatlangan fenolning optik zichligi, ortiq emas 6. Platina-kobalt shkalasi bo'yicha fenol eritmasining rangi, ortiq emas	oq suyuqlik 40,6 0,008 0,03 standartlashtirilmagan
Propilen trimerlari	TU2211031	1. Tashqi ko'rinish	mexanik aralashmalar va erimaydigan namliksiz shaffof rangsiz suyuqlik	Alkilfenol sintezi uchun ishlatiladi
		2. Propilen trimerlarining massa ulushi, % dan kam emas 3. C8 va undan past olefinlarning massa ulushi, % ortiq emas 4. Olefinlarning massa ulushi S10 va undan yuqori, % ortiq emas 5. Namlikning massa ulushi, % ortiq emas 6. Brom soni, mg. 100 g mahsulotga brom, kam bo'lmagan 7. Maleik raqam mg. 1 g uchun malein angidrid. mahsulot, ortiq emas 8. Parafinlarning massa ulushi,%, ortiq emas 9. Peroksid birikmalarining massa ulushi,%, ortiq emas 10. Massa ulushi ionol, %. ichida	95,0 2,0 3,0 0,02 120 2,0 1,0 0,0005
		1. Tashqi ko'rinish	rangsiz shaffof suyuqlik
Texnik kaustik soda darajasi RR		1. Tashqi ko'rinish 2. Natriy gidroksidning massa ulushi, % dan kam emas 3. Natriy karbonatning massa ulushi,%, ortiq emas 4. Natriy xloridning massa ulushi,%, ortiq emas 5. Temirning Fe2O3 ga nisbatan massa ulushi,%, ortiq emas 6. Temir, alyuminiy oksidlarining massa ulushlari yig'indisi, %, ko'p emas natriy sulfat, %, ortiq emas	rangsiz shaffof suyuqlik 42,0 0,5 0,05 0,0015 0,02	Alkilatning kislotali muhitini zararsizlantirish uchun
Azot gazsimon va suyuq yuqori tozaligi, 2-nav		1. Azotning hajm ulushi, %, dan kam emas 2. Kislorodning hajm ulushi, %, ortiq emas Gazsimon azotdagi suv bug'ining hajm ulushi, %, maks	99,95 0,05	U uskunani ta'mirlashga tayyorlashda va tizimlarni bosim sinovidan o'tkazishda, sarflangan katalizatorni quritishda qo'llaniladi
Monoalkilfenollar	TU 38. 602 09 20 91	1. Tashqi ko'rinish 2. Rang, yod shkalasining birliklari, ortiq emas 3. Monoalkilfenollarning massa ulushi, %, dan kam emas 4. Dialkilfenollarning massa ulushi, %, ortiq emas 5. Fenolning massa ulushi, %, ortiq emas 6. Suvning massa ulushi, %, ortiq emas 7. Ochiq tigeldagi porlash nuqtasi, °C, past emas	Yog'li shaffof suyuqlik 10 98,0 1,0 0,1 0,05	Ular etoksillangan monoalkilfenollar (neonollar), moylash moylari uchun qo'shimchalar, "Oktofor" kabi qatronlar ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Fenol (gidroksibenzol, karbol kislotasi) C6H5OH o'ziga xos "qatron" hidli, erish harorati 40,9 °C, qaynash harorati 181,75 °C va zichligi 1057,6 kg/m3 bo'lgan oq kristall moddadir. Suvda eriydi, u bilan qaynash nuqtasi 99,6 ° C bo'lgan azeotrop aralashmani hosil qiladi. Etanol, dietil efir, benzol, aseton, xloroformda yaxshi eriydi. U ozgina kislotali xususiyatlarga ega va ishqorlarning suvli eritmalarida mos keladigan fenolatlar hosil bo'lishi bilan eriydi. U havo kislorodi bilan osongina oksidlanadi, oksidlanish mahsulotlarini hosil qiladi, ular pushti rangga aylanadi, keyin esa jigarrang. Bug'lar, changlar va eritmalar shaklida

zaharli. Teri bilan aloqa qilganda, fenol kuyishga olib keladi, juft bo'lib ko'z va nafas yo'llarining shilliq pardalarini bezovta qiladi.

Fenol asosiy organik sintezning yirik tonnali mahsulotlaridan biridir. Uning jahon ishlab chiqarishi 5 million tonnaga yaqin.Fenolning yarmiga yaqini fenol-formaldegid polimerlarini ishlab chiqarishga sarflanadi. Fenol difenilopropan, kaprolaktam, alkilfenollar, adipik kislota va turli plastifikatorlar ishlab chiqarishda ham iste'mol qilinadi.

C9H18 propilen trimerlari 21 ° C, qaynash nuqtasi 125 ° C va zichligi 749 kg / m3 bo'lgan shaffof rangsiz suyuqlikdir. Suvda kam eriydi.

Monoalkilfenol - qaynash nuqtasi 250 ° C bo'lgan yog'li shaffof suyuqlik

Yonish nuqtasi 112oS va zichligi 944 kg/m3. Suvda erimaydi. 5-8 uglerod atomidan iborat alkil guruhiga ega monoalkilfenollar kuchli bakteritsid moddalardir va 8-12 uglerod atomiga kengaytirilganda, ular oksoetillash orqali noionik sirt faol moddalar sintezi uchun qimmatli oraliq moddalar bo'lib chiqadi:

Alkilfenollarni va ularni keyingi o'zgartirish mahsulotlarini qo'llashning eng muhim sohasi bu materiallarning ishlashi paytida, ayniqsa yuqori haroratlarda rivojlanadigan termal-oksidlanish degradatsiyasiga qarshi polimerlar va moylar uchun stabilizatorlar ishlab chiqarishdir. /3.750./

1.3 Texnologik sxemaning tavsifi

Fenolni propilen trimerlari yoki olefinlar bilan alkillash jarayoni suyuq fazada reaktiv kation hosil bo'lishi bilan ketma-ket ulangan ikkita reaktorda amalga oshiriladi. Katalizator odatda trimerga biriktiriladi yoki uni protonlashtiradi. Alkillashtiruvchi vosita katalizator va trimer kompleksi ham bo'lishi mumkin.

Monoalkilfenol (MAP) hosil bo'lishining asosiy reaktsiyasi quyidagicha bo'lishi mumkin: qattiq katalizator qatlami. Alkillanish katalizatorining roli

S6N6O + S9N18 S15N24O

Dialkilfenol (DAF) hosil bo'lishining yon reaktsiyasi:

S15N24O + S9N18 S24N42O

O'rtacha 110 ° C haroratda alkillanish reaktsiyasi propilen trimerlarining 14,82 kkal / mol issiqlik chiqishi bilan davom etadi.

Jarayon uchun qabul qilingan sharoitda 1 mol monoalkilfenolda 0,083 mol dialkilfenol hosil bo'ladi.

Qo'shimcha mahsulot yuqori darajada alkillangan fenollarning hosil bo'lishi harorat, fenol va olefin nisbati, alkilatning reaktsiya zonasida qolish vaqti va boshqalar kabi bir qator omillarga bog'liq.

Alkillanish reaktorlaridan keyingi reaktsiya massasi (alkilat) o'rtacha o'z ichiga oladi:

- og'irligi 0,60%. - propilen, kerosin trimerlari;

- og'irligi 32,65%. - fenol;

- og'irligi 58,60%. - alkilfenollar

- og'irligi 7,65%. - dialkilfenollar va boshqalar.

Propilen trimerlari bilan fenol alkillanish reaktsiyasi adiabatik reaktorda 0,4 MPa (4 bar) bosim va 80 ° C dan 125 ° C gacha bo'lgan haroratda sodir bo'ladi.

Reaktordagi haroratning oshishi ekzotermik reaksiya paytida issiqlikning chiqishi tufayli sodir bo'ladi. Yakuniy harorat 170 ° S da faolligini yo'qotadigan katalizatorning ishlashi bilan aniqlanadi. Suyuqlikning reaktorning bo'sh qismiga nisbatan harakat tezligi 0,7 sm/sek, yashash vaqti 15 minut. Ish paytida katalizatorning faolligi pasayadi va 12-13 oylik ishlagandan so'ng katalizatorni almashtirish kerak. Reaktorlarda haroratning oshishi katalizatorning ishlashiga sezilarli ta'sir qiladi, shuning uchun yangi katalizatorda ishlash alkillanish uchun yumshoqroq harorat rejimini talab qiladi. Reaktor tubining harorati 70-800C darajasida saqlanadi.

Kam yuklarda reaksiya aralashmasi kurs bo'ylab 60-800C boshlang'ich harorati bilan ikkinchi reaktorga beriladi. Fenol: propilen trimerlarining molyar nisbati kamida 2: 1 saqlanadi. Bunga asosiy oqimlarning oqim tezligini nazorat qilish orqali erishiladi - fenol va propilen yoki olefinlarning trimerlari - mikser pos. C-1.

Mikser possida fenol iste'moli. C-1 ta'minot liniyasiga o'rnatilgan oqim regulyatori pos.6-6 tomonidan saqlanadi

fenol va propilen trimerlari oqim regulyatori pos.5-6. Mikserda aralashtirgandan so'ng pos. C-1 reaktsiya aralashmasi muzlatgichning halqali bo'shlig'iga kiradi. T-1, bu erda ikkilamchi sovutish suvi bilan 80 ° S haroratgacha sovutiladi. Sovutish suvini muzlatgichdan qaytaring. T-1 do'konga qaytib keladigan suv kollektoriga kiradi.

Muzlatgichdan pos. T-1 reaksiya aralashmasi birinchi reaktor pozitsiyasida alkillanishga beriladi. Jarayon davomida pastdan P-1a, alkilat oraliq muzlatgich pos orqali kiradi. T-2, u erda ikkilamchi sovutish suvi bilan sovutiladi, jarayon jarayonida ikkinchi reaktorning pastki qismiga, pos. R-1b.

Reaktor jarayoni davomida birinchisining yuqori qismidagi harorat 11-7-sonli harorat sozlagichi tomonidan avtomatik ravishda sovutgichdagi reaksiya aralashmasini sovutish orqali saqlanadi. T-1 ikkilamchi sovutish suvi, nazorat valfi pos. yordamida. 11-12, muzlatgich pos.dan ikkilamchi sovutish suvi chiqarish liniyasiga o'rnatiladi. T-1.

Jarayon davomida ikkinchi reaktorning yuqori qismidagi harorat harorat sozlagichi tomonidan avtomatik ravishda saqlanadi. 14-5 alkilatni muzlatgichda sovutish orqali pos. T-2 ikkilamchi sovutish suvi, boshqaruv valfi pos. 14-11 sovutgich posasidan ikkilamchi sovutish suvi chiqarish liniyasiga o'rnatiladi. T-2.

Reaktorlarda haddan tashqari bosim bo'lsa, ularning bosimini yo'qotmaslik uchun ulangan xavfsizlik klapanlari o'rnatiladi.

Alkilat kislotali muhitga ega bo'lganligi sababli, ustaxona jihozlarining korroziyasini oldini olish uchun jarayonda ikkinchi reaktordan alkilat, pos. R-1b kiradi

mikser pos. Neytrallash uchun C-2. Alkilatning asosiy neytrallanishi yangi reaktor pH = 6,5 - 7,0 gacha yangi katalizator bilan ishga tushirilgandan so'ng 20 - 42% natriy gidroksid eritmasi bilan amalga oshiriladi. pH=6,5-7,0 ni keyingi saqlanishi pH=7,0 propilen trimerlari tomonidan amalga oshiriladi. Mikser ichidagi hidoyat plitalari bilan jihozlangan, buning natijasida oqimlar aralashtiriladi.

Konteynerdan pos. E-2 mikser holatiga. C-2 gidroksidi kerak bo'lganda pistonli nasos bilan ta'minlanadi. H-2a, b. Alkilatdagi ishqorning dozasi alkilatning kislotaligiga qarab amalga oshiriladi.

Mikser pozitsiyasidan. C-2 neytrallangan alkilat tank posasiga kiradi. E-3, uning bir qismi doimo xromatograf uchun analizator xonasiga yo'naltiriladi.

Idishdagi alkilat pos. E-3 doimiy bosim ostida azotli "yostiq" ostida saqlanadi, bu bosim regulyatori pos tomonidan avtomatik ravishda saqlanadi. 18-5.

1.4 Asosiy apparatning dizayni va ishlash printsipi

fenol propilenning alkillanishi

Alkillanish jarayonini amalga oshirish uchun asosiy apparat reaktor pos. R-1 a, b, fenolni propilen trimerlari bilan alkillash uchun mo'ljallangan.

Qurilma vertikal silindrsimon idish pos. 1 yuqori pozitsiyadan. 3 va pastki pozitsiya. Zanglamaydigan po'latdan yasalgan 2 ta qopqoq. Silindrsimon qism qopqoq va pastki qismga tirgaklar bilan bog'langan. Flanjli ulanishlar "tikan - yiv" turiga ko'ra amalga oshiriladi. Silindrsimon qism va pastki o'rtasida panjara pos mavjud. 4 katalizator to'shagini ushlab turish uchun. Panjara uzunlamasına va ko'ndalang metall plastinka bo'lib, katalizatorning ishdan chiqishini bartaraf etadigan 0,25x0,25 mm nurda nozik mash bilan to'r bilan qoplangan. Asbob ichidagi katalizator bulk usuli bo'yicha joylashgan. Reaksiya aralashmasi katalizator qatlamidan o'tadi, bu erda alkillanish reaktsiyasi katalizatorning faol joylarida sodir bo'ladi. Alkilat reaktorni filtr posasi orqali tark etadi. 5, o'rnatish moslamasining o'rtasiga o'rnatilgan. 3. Filtr 0,25x0,25 mm yorug'likda nozik to'rli metall to'r bilan qoplangan, ko'plab teshiklari bo'lgan silindrdir.

Muvofiq pozitsiya. Va reaksiya aralashmasiga kirish uchun reaksiyaga kirgan aralashmaning chiqishi fitting pos orqali amalga oshiriladi. B, yuqori qopqoq ichiga o'rnatilgan. Katalizator o'rnatish moslamasi orqali yuklanadi. B, apparatning asosiy o'qiga burchak ostida reaktor qopqog'ida o'rnatilgan, tushirish moslama pos sodir bo'ladi. Zh, apparatning silindrsimon qismining pastki qismida joylashgan bo'lib, u ichki qurilmalarni o'rnatish va tekshirish uchun lyuk sifatida ham ishlatilishi mumkin. Asbobning pastki nuqtasida mos keladigan pos. D, katalizatorni tushirish va apparatni ta'mirlashdan oldin reaktorni mahsulotdan bo'shatish uchun mo'ljallangan.

Tashqarida silindrsimon qismga etak va o'nta panjadan iborat tayanch payvandlanadi. Texnik xususiyatlari:

1. Hajmi 10,3 m3

2. Qurilmadagi muhit zaharli, portlovchi

3. Ish bosimi 0,4MPa

4. Ishlash harorati 95 0S

5. Asosiy material Chelik X18N10T

6. Mashinaning og'irligi 5030 kg

7. O'lchamlari:

a) balandligi 9550 mm

b) diametri 1200 mm

/4.86/

1.5 Analitik ishlab chiqarish nazorati

GOST 14870-77 Fisher usuli bilan namlik kontsentratsiyasini o'lchash

Usul namunani tegishli erituvchida eritish yoki tarqatish va yod, oltingugurt dioksidi, piridin va metanol aralashmasi bo'lgan Karl Fisher reagenti bilan titrlashdan iborat. Suv ishtirokida yod oltingugurtli angidrid bilan reaksiyaga kirishib, rangsiz gidroiyod kislota va oltingugurt angidridini quyidagi reaksiya tenglamasiga muvofiq hosil qiladi:

S5N5 I2 + S5N5N SO2 + S5N5N + H2O + CH3OH

2S5N5N HI + S5N5N HSO4 CH3

Titrlashning oxirgi nuqtasi elektrometrik yoki vizual tarzda aniqlangan erkin yodning paydo bo'lish momenti sifatida qabul qilinadi.

Bu usul gidroskopik, kristallanish, sorblangan suvni aniqlaydi.

Xromatografik usul № 307-007-92

Usul aralashmaning tarkibiy qismlarini xromatografik ajratishga, keyinchalik ularni issiqlik o'tkazuvchanlik detektori tomonidan xromatografik ustunning chiqish joyida ro'yxatga olishga asoslangan.

Xromatografik usul TU 2211-031 05766801

Usul tahlil qilinadigan namunaning tarkibiy qismlarini xromatografik ustunda ajratish va ularni keyinchalik olov ionlash detektoriga ulangan tizim tomonidan ro'yxatdan o'tkazishga asoslangan.

Potensiometrik usul №8 pH o'lchash

Texnika suv kondensati, chiqindi va sanoat suvining pH darajasini o'lchash uchun mo'ljallangan. O'lchash usuli pH qiymati pH=-lg an eritmasidagi vodorod ionlari faolligining manfiy o'nlik logarifmiga to'g'ri keladi. pH eritmaning kislotaliligi yoki ishqoriyligining o'lchovidir.

2.18-jadval Suvli eritmalar muhitini aniqlash

GOST 4333 - 87

Usulning mohiyati shundaki, neft mahsuloti namunasini o'rnatilgan tezlikda yoqilg'i quyish moslamasidan neft mahsulotining bug'i (porlash nuqtasi) paydo bo'lgunga qadar va mahsulot alangalanmaguncha (yonib ketguncha) belgilangan tezlikda qizdiriladi. harorat) yonish davomiyligi kamida 5 soniya.

GOST 14871 - 76

Rang - engil rangga ega bo'lgan suyuq kimyoviy reagentlar va ularning eritmalari uchun shartli ravishda qabul qilingan miqdoriy tavsif.

Usul rang shkalasi bilan vizual taqqoslash orqali rangni aniqlashga asoslangan.

1.6 Ishlab chiqarishni avtomatlashtirish

1.6.1 Xom ashyo oqimini boshqarish sxemasining tavsifi

803-1 - diafragma DK 25-100

803-2 - ortiqcha bosim sensori Metran-100 DD-2430

803-3 - HID 2029 IS to'sig'i

803-4 - HID 2037 IS to'sig'i

803-5 - EPP-Ex elektropnevmatik joylashtiruvchi

803-6 - bitta o'rindiqli nazorat valfi - NZ RK201nzh turi

Kt-2 da qayta oqim oqimini boshqarish sxemasining tavsifi

Diafragmaning differensial bosimi (poz. 803-1) o'rnatilgan Metran-100 DD-2430 mikroprotsessoriga ega (poz. 803-2) ortiqcha bosim sensoriga beriladi. HID 2029 ichki xavfsizlik to'sig'i (poz. 803-3) orqali sensordan 4 - 20 mA normallashtirilgan elektr signali tekshirgichga beriladi, u erda qayd qilinadi va avval o'rnatilgan qiymat bilan taqqoslanadi. Agar o'lchangan parametrning belgilangan qiymatdan og'ishi bo'lsa, APACS tizimi boshqaruv harakatini yaratadi

bir o'rindiqli boshqaruv valfi - NZ RK201nzh turi (poz. 803-6) HID 2037 ichki xavfsizlik to'sig'i (poz. 803-4) va elektro-pnevmatik joylashtiruvchi EPP-Ex (poz. 803-5) orqali mos kelgunga qadar. nolga aylanadi.

Shakl 1. Propilen trimerlarining C-3 mikseriga oqim konturi

1.6.2 Asboblar va nazorat uskunalarining spetsifikatsiyasi

Jadval - Asboblar va nazorat uskunalarining spetsifikatsiyasi

Lavozim raqami	Ism parametr	asbob sozlamalari	Boshqariladigan muhit	Qurilmaning nomi va xususiyatlari	Asbob modeli	Miqdori (dona)
	Propilen trimerlarining quvur liniyasidagi bosimni nazorat qilish	Quvur liniyasida	propilen trimerlari		Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
	Propilen trimerlarining oqimini nazorat qilishB E-1	Quvur liniyasida	propilen trimerlari		DK 25200 turi GOST 8.563.1
		Quvur liniyasida			Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		IS To'siqlar kabineti		4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
		IS To'siqlar kabineti		4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
		Vana ustida
		Quvur liniyasida
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. 4-20mA kirish, 4-20mA chiqish
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali ichki xavfsizlik to'sig'i chiqishi, ikki kanalli. dan kirish signali 4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
	E-1 da harorat	Quvur liniyasida	propilen trimerlari		TSP Metran-256
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. dan kirish signali 4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
	E-1 da bosimni tartibga solish	Quvur liniyasida			Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. 4-20mA kirish, 4-20mA chiqish
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali ichki xavfsizlik to'sig'i chiqishi, ikki kanalli. 4-20mA kirish, 4-20mA chiqish
		Vana ustida		Harakat qilish uchun mo'ljallangan
		Quvur liniyasida		Pnevmatik boshqaruv valfi aktuatori
	C-1 da propilen trimerlarining oqimini nazorat qilish	Quvur liniyasida	propilen trimerlari	Diafragma kamera bo'lib, GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3 ga muvofiq DSK quvur liniyasining gardishlariga o'rnatiladi.	DK 25200 turi GOST 8.563.1
		Quvur liniyasida		Metran-100 seriyali aqlli bosim sensori birlashgan analog oqim signalini o'lchash va doimiy ravishda aylantirish uchun mo'ljallangan. 4-20 mA va/yoki HART protokolidagi raqamli signal yoki differentsial bosim kiritish uchun RS485 interfeysiga asoslangan raqamli signal.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. 4-20mA kirish, 4-20mA chiqish
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali ichki xavfsizlik to'sig'i chiqishi, ikki kanalli. dan kirish signali 4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
		Vana ustida		10…100 mm. Portlashdan himoya: ExdsllB+H2T6
		Quvur liniyasida		Pnevmatik boshqaruv valfi aktuatori
	Fenol C-1 iste'molini tartibga solish	Quvur liniyasida		Diafragma kamera bo'lib, GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3 ga muvofiq DSK quvur liniyasining gardishlariga o'rnatiladi.	DK 25200 turi GOST 8.563.1
		Quvur liniyasida		Metran-100 seriyali aqlli bosim sensori birlashgan analog oqim signalini o'lchash va doimiy ravishda aylantirish uchun mo'ljallangan. 4-20 mA va/yoki HART protokolidagi raqamli signal yoki differentsial bosim kiritish uchun RS485 interfeysiga asoslangan raqamli signal.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. 4-20mA kirish, 4-20mA chiqish
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali ichki xavfsizlik to'sig'i chiqishi, ikki kanalli. dan kirish signali 4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
		Vana ustida		Elektropnevmatik joylashtiruvchi. Ta'minot havo bosimi 0,14 MPa. Kirish signali 0,02-0,1 MPa. 10 ... 100 mm zarba uchun mo'ljallangan. Portlashdan himoya: ExdsllB+H2T6
		Quvur liniyasida		Pnevmatik boshqaruv valfi aktuatori
	Alkilatning harorati T-4 gacha	Quvur liniyasida		Birlashtirilgan signalga ega termal konvertor portlovchi hududlarda ishlatiladigan neytral va agressiv muhitning haroratini o'lchash uchun mo'ljallangan. 4-20mA DC birlashtirilgan chiqish diapazoni	TSP Metran-256
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. dan kirish signali 4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
	T-4 dan keyin alkilatning harorati	Quvur liniyasida		Birlashtirilgan signalga ega termal konvertor portlovchi hududlarda ishlatiladigan neytral va agressiv muhitning haroratini o'lchash uchun mo'ljallangan. 4-20mA DC birlashtirilgan chiqish diapazoni	TSP Metran-256
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. dan kirish signali 4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
	R-5 ga kirishda alkilat bosimini nazorat qilish	Quvur liniyasida		Metran-100-Di-Ex aqlli bosim sensori o'lchash va doimiy ravishda 4-20 mA birlashgan analog oqim signalini va / yoki RS485 interfeysi asosidagi raqamli signalni, ortiqcha bosimning chiqish signalini o'lchash uchun mo'ljallangan.	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. 4-20mA kirish, 4-20mA chiqish
	T-4 chiqishida sanoat suvi oqimini tartibga solish	Quvur liniyasida	sanoat suvi	Diafragma kamera bo'lib, GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3 ga muvofiq DSK quvur liniyasining gardishlariga o'rnatiladi.	DK 25200 turi GOST 8.563.1
		Quvur liniyasida		Metran-100 seriyali aqlli bosim sensori birlashgan analog oqim signalini o'lchash va doimiy ravishda aylantirish uchun mo'ljallangan. 4-20 mA va/yoki HART protokolidagi raqamli signal yoki differentsial bosim kiritish uchun RS485 interfeysiga asoslangan raqamli signal.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. 4-20mA kirish, 4-20mA chiqish
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali ichki xavfsizlik to'sig'i chiqishi, ikki kanalli. dan kirish signali 4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
		Vana ustida		Elektropnevmatik joylashtiruvchi. Ta'minot havo bosimi 0,14 MPa. Kirish signali 0,02-0,1 MPa. Harakat qilish uchun mo'ljallangan 10…100 mm. Portlashdan himoya: ExdsllB+H2T6
		Quvur liniyasida		Pnevmatik boshqaruv valfi aktuatori
	Yuqori harorat R-5	Quvur liniyasida		Birlashtirilgan signalga ega termal konvertor portlovchi hududlarda ishlatiladigan neytral va agressiv muhitning haroratini o'lchash uchun mo'ljallangan. 4-20mA DC birlashtirilgan chiqish diapazoni	TSP Metran-256
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. dan kirish signali 4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
		IS To'siqlar kabineti		Galvanik izolyatsiyali IS to'sig'i, chiqishi. Xavfli zona signali (kirish) - 4-20 mA. Xavfsiz hudud signali (chiqish) - 4-20 mA. 24 V doimiy quvvat manbai. Yagona kanal.
				O'chirish valfi, 0% yopiq, 100% ochiq
	O'rtacha harorat R-5	Quvur liniyasida		Birlashtirilgan signalga ega termal konvertor portlovchi hududlarda ishlatiladigan neytral va agressiv muhitning haroratini o'lchash uchun mo'ljallangan. 4-20mA DC birlashtirilgan chiqish diapazoni	TSP Metran-256
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. dan kirish signali 4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
	Pastki harorat R-5	Quvur liniyasida		Birlashtirilgan signalga ega termal konvertor portlovchi hududlarda ishlatiladigan neytral va agressiv muhitning haroratini o'lchash uchun mo'ljallangan. 4-20mA DC birlashtirilgan chiqish diapazoni	TSP Metran-256
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. dan kirish signali 4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
	P-5 bosim nazorati	Quvur liniyasida		Metran-100-Di-Ex aqlli bosim sensori o'lchash va doimiy ravishda 4-20 mA birlashgan analog oqim signalini va / yoki RS485 interfeysi asosidagi raqamli signalni, ortiqcha bosimning chiqish signalini o'lchash uchun mo'ljallangan.	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. 4-20mA kirish, 4-20mA chiqish
	T-6 chiqishida sanoat suvi oqimini tartibga solish	Quvur liniyasida	sanoat suvi	Diafragma kamera bo'lib, GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3 ga muvofiq DSK quvur liniyasining gardishlariga o'rnatiladi.	DK 25200 turi GOST 8.563.1
		Quvur liniyasida		Metran-100 seriyali aqlli bosim sensori birlashgan analog oqim signalini o'lchash va doimiy ravishda aylantirish uchun mo'ljallangan. 4-20 mA va/yoki HART protokolidagi raqamli signal yoki differentsial bosim kiritish uchun RS485 interfeysiga asoslangan raqamli signal.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. 4-20mA kirish, 4-20mA chiqish
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali ichki xavfsizlik to'sig'i chiqishi, ikki kanalli. dan kirish signali 4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
		Vana ustida		Elektropnevmatik joylashtiruvchi. Ta'minot havo bosimi 0,14 MPa. Kirish signali 0,02-0,1 MPa. Harakat qilish uchun mo'ljallangan 10…100 mm. Portlashdan himoya: ExdsllB+H2T6
		Quvur liniyasida		Pnevmatik boshqaruv valfi aktuatori
	Yuqori harorat R-7	Quvur liniyasida		Birlashtirilgan signalga ega termal konvertor portlovchi hududlarda ishlatiladigan neytral va agressiv muhitning haroratini o'lchash uchun mo'ljallangan. 4-20mA DC birlashtirilgan chiqish diapazoni	TSP Metran-256
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. dan kirish signali 4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
	O'rtacha harorat R-7	Quvur liniyasida		Birlashtirilgan signalga ega termal konvertor portlovchi hududlarda ishlatiladigan neytral va agressiv muhitning haroratini o'lchash uchun mo'ljallangan. 4-20mA DC birlashtirilgan chiqish diapazoni	TSP Metran-256
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. dan kirish signali 4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
	Pastki harorat R-7	Quvur liniyasida		Birlashtirilgan signalga ega termal konvertor portlovchi hududlarda ishlatiladigan neytral va agressiv muhitning haroratini o'lchash uchun mo'ljallangan. 4-20mA DC birlashtirilgan chiqish diapazoni	TSP Metran-256
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. dan kirish signali 4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
	Bosim nazorati P-7	Quvur liniyasida		Metran-100-Di-Ex aqlli bosim sensori o'lchash va doimiy ravishda 4-20 mA birlashgan analog oqim signalini va / yoki RS485 interfeysi asosidagi raqamli signalni, ortiqcha bosimning chiqish signalini o'lchash uchun mo'ljallangan.	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. 4-20mA kirish, 4-20mA chiqish
	E-8 da daraja nazorati	Quvur liniyasida		Metran-100 seriyali aqlli bosim sensori 4-20 mA birlashtirilgan analog oqim signalini va / yoki HART protokoli standartidagi raqamli signalni yoki gidrostatik bosimning RS485 interfeysiga asoslangan raqamli signalni o'lchash va doimiy ravishda aylantirish uchun mo'ljallangan.	Metran-100-DG-Ex
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. 4-20mA kirish, 4-20mA chiqish
	alkillanish reaktorlaridan keyin alkilat pH	quvur liniyasida		O'rnatilgan harorat sensori Pt -100, uzunligi 120 mm, diametri 12 mm bo'lgan elektrod. O'lchangan muhitning harorati 0-120oS. O'lchagan muhitning diapazoni 0-14.
		Quvur liniyasida		Kristal displeyli pH o'lchagichni o'lchash transduser. Chiqish signali 4h20 mA, o'lchov xatosi 0,1%. Atrof-muhit harorati -20 h +55 °S
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali ichki xavfsizlik to'sig'i chiqishi, ikki kanalli. dan kirish signali 4-20 mA, chiqish 4-20 mA dan
	Reaktorlarning chiqishida alkilat sarfini nazorat qilish	Quvur liniyasida		Diafragma kamera bo'lib, GOST 8.563.1, 8.563.2, 8.563.3 ga muvofiq DSK quvur liniyasining gardishlariga o'rnatiladi.	DK 25200 turi GOST 8.563.1
		Quvur liniyasida		Metran-100 seriyali aqlli bosim sensori birlashgan analog oqim signalini o'lchash va doimiy ravishda aylantirish uchun mo'ljallangan. 4-20 mA va/yoki HART protokolidagi raqamli signal yoki differentsial bosim kiritish uchun RS485 interfeysiga asoslangan raqamli signal.	Metran-100-Ex-DD-2430-MP
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. 4-20mA kirish, 4-20mA chiqish
	E-11 da bosimni tartibga solish	Quvur liniyasida		Metran-100-Di-Ex aqlli bosim sensori seriyali birlashgan analog oqim signalini o'lchash va doimiy ravishda aylantirish uchun mo'ljallangan. RS485 interfeysi haddan tashqari bosim chiqishiga asoslangan 4-20 mA va/yoki raqamli signal	Metran - 100-Ex-DI-3141-MP
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali kirishning ichki xavfsizlik to'sig'i, ikki kanalli. 4-20mA kirish, 4-20mA chiqish
		IS To'siqlar kabineti		HID seriyali ichki xavfsizlik to'sig'i chiqishi, ikki kanalli. 4-20 mA dan kirish signali, chiqish dan
		Vana ustida		Elektropnevmatik joylashtiruvchi. Ta'minot havo bosimi 0,14 MPa. Kirish signali 0,02-0,1 MPa. 10 ... 100 mm zarba uchun mo'ljallangan. Portlashdan himoya: ExdsllB+H2T6
		Quvur liniyasida		Pnevmatik boshqaruv valfi aktuatori

1.7 Mehnatni muhofaza qilish va xavfsizlik

Fenol alkillanish jarayonining portlash xavfini ta'minlashga qo'yiladigan talablar.

Alkilfenollarni ishlab chiqarish bo'yicha rejalashtirilgan zavod yirik korxonalarga yaqin joylashgan: NShZ, Elastik zavod, CHPP-1, Nijnekamsk shahri yaqinidagi OAO NKNKh, "shamol guli" ni hisobga olgan holda. Bu yerda hukmron shamollar zararli chiqindilarning katta qismini turar-joylardan qarama-qarshi yo'nalishda olib boradi. Texnologik jihozlar 24x24 metr va balandligi 17 metr bo'lgan tashqi blokda joylashgan. Jarayonni boshqarish avtomatlashtirilgan va masofadan turib, boshqaruv xonasi binosidan APACS tizimi yordamida amalga oshiriladi. Boshqaruv xonasining o'lchamlari 15 dan 20 metrga, balandligi esa 4 metrga teng.

NPB 105-03 yong'in xavfsizligi standartlariga muvofiq moddalarning xususiyatlariga asoslanib, biz portlovchi zonaning toifasi va sinfini o'rnatamiz: operator toifasi uchun "D" va ishlab chiqarish toifasi uchun "An". PB 09.107-03 ga binoan, portlashning energiya salohiyati va portlovchi moddalar miqdori bo'yicha jarayon I toifaga kiradi, chunki Q > 54 va m > 9600 kg.

PUE ma'lumotlariga ko'ra, tashqi o'rnatish portlovchi zona sinfiga tegishli - V-1g.

GOST 12.2.007.0-75 ga binoan tashqi qurilmalarda va boshqaruv xonasida elektr mahsulotlari uchun uch fazali to'rt simli o'lik tuproqli U = 380/220V elektr tarmog'i qo'llaniladi. PUEga ko'ra, elektr toki urishi xavfi darajasi bo'yicha tashqi o'rnatish o'ta xavfli binolarga tenglashtiriladi, boshqaruv xonasi xavfli bo'lmagan binolarga tegishli.

Odamlar uchun elektr toki urishi xavfi darajasiga ko'ra, boshqaruv xonasi yuqori xavf sinfiga kiradi. Boshqaruv xonasi uchun, PUE-ga ko'ra, elektr jihozlarini himoya qilishning minimal ruxsat etilgan darajasi IP44 ga to'g'ri keladi (diametri 1 mm dan ortiq bo'lgan qattiq moddalarning kirib kelishiga va har qanday yo'nalishda suvning chayqalishiga qarshi).

GOST 12.1.019-79 va GOST 12.1.009-76 ga muvofiq, xodimlarning elektr xavfsizligi elektr inshootlarining dizayn echimlari bilan ta'minlanadi; barcha jihozlarning himoya topraklamasidan foydalanish, DCS elektr jihozlarini yopiq shkaflarga joylashtirish.

Elektr jihozlarining barcha dizaynlari ish sharoitlariga mos keladi va xodimlarni oqim qismlari bilan aloqa qilishdan himoya qiladi.

Namlik ta'siridan izolyatsiyaga zarar etkazmaslik uchun butun kabel sanoati quvurlarga muhrlangan.

Yonish manbalari: uskunaning issiq yoki qizdirilgan devorlari, elektr jihozlarining uchqunlari, statik elektr, zarba va ishqalanish uchqunlari.

Loyihalashtirilgan ishlab chiqarishning binolari va inshootlari temir-betondan yasalgan va yong'inga chidamlilikning II darajasiga tegishli.

Ta'mirlashga tayyorgarlik jarayonida apparat azot bilan tozalanadi. Barcha jihozlar va ulanishlar muhrlangan. Ta'mirlash ishlari faqat uchqunga chidamli asbob bilan amalga oshiriladi. Yong'inni o'z vaqtida aniqlash uchun avtomatik ravishda ishlaydigan signalizatsiya tizimi mavjud. Yong'inning dastlabki bosqichini qo'lda va avtomatik faollashtirish bilan aniqlash uchun binolar elektr yong'in signalizatsiyasi bilan ta'minlangan. Qo'lda faollashtirish uchun PKIL-9 tipidagi tugmachali detektorlar qo'llaniladi. Avtomatik faollashtirish uchun DI-1 tipidagi tutun detektorlari qo'llaniladi. Portlovchi muhitda portlashdan himoyalangan DSP-1AG detektorlari (differensial) ishlatiladi.

Dastgohda yong'inni o'chirish uchun quyidagi asosiy yong'in o'chirish vositalari taqdim etiladi: yong'inga qarshi suv ta'minoti, o't o'chirish moslamalari, asbest choyshablari, qum, azot,

suv bug'i. Yong'in monitorlari va yong'inga qarshi gidrantlar ustaxonaning perimetri bo'ylab joylashgan.

Elektr jihozlarini o'chirish uchun OU-8, OU-25, OP-100 karbonat angidrid va kukunli o't o'chirish moslamalari qo'llaniladi.

Yong'in haqida o'z vaqtida xabar berish, shuningdek, o't o'chirish brigadalarini chaqirish uchun yong'in aloqasi tizimi mavjud.

Yong'in-texnik tasnifga ko'ra, binolar favqulodda chiqishlar orqali odamlarni xavfsiz evakuatsiya qilish uchun zarur talablarga javob beradi. Favqulodda chiqishlar soni ikkitadir.

Termik kuyishlarning oldini olish uchun devor harorati yuqori bo'lgan uskunalar va quvurlar mineral jun va galvanizli metall plitalar bilan izolyatsiyalanadi.

Qurilmalarni ruxsat etilganidan ortiq ortiqcha bosimdan himoya qilish uchun PPK4-150-40, PPK4-125-40 markali xavfsizlik klapanlari qo'llaniladi.

Ekstraksiya jarayonida apparatdagi harorat, bosim va darajani, shuningdek, kiruvchi mahsulotlarning oqim tezligini o'lchash kerak.

Bosimni o'lchash uchun Metran kompaniyasining portlashdan himoyalangan dizayndagi aqlli ortiqcha bosim sensori ishlatiladi. Darajani o'lchash Masoneilan kompaniyasining raqamli buy darajasi sensori bilan amalga oshiriladi

portlashdan himoyalangan ijroda. Haroratni o'lchash uchun biz platinali qarshilik termojuftidan foydalanamiz. Oqim tezligi Metran tomonidan ishlab chiqarilgan quvur liniyalari uchun kamerali diafragma bilan o'lchanadi. Jarayon operatsiya xonasidan masofadan turib boshqariladi.

Tekshirish moslamasi belgilangan jarayon parametrlarini va tartibga solish tezligini saqlanishini ta'minlaydi, belgilangan dasturga muvofiq parametrlar ruxsat etilgan qiymatlardan chetga chiqqanda signalizatsiya va blokirovka qilishni ta'minlaydi.

1.8 Sanoat ekologiyasi

Suv havzasini sanoat oqava suvlaridan himoya qilish.

Propilen trimerlari bilan fenol alkillash moslamasi 4-jadvalda OAO NKNKh chiqindi suvlariga quyidagi emissiyalarga ega.

Chiqindi suvlari hosil bo'ladi: sig'imli va issiqlik almashinuvi uskunalarini ta'mirlashga tayyorlash paytida (yiliga 1 marta). Ular quduqlar orqali HZKga tashlanadi. Sanitariya va maishiy suv havzalari uchun MPC fenol 0,1 mg/l uchun belgilangan. Baliq uchun MPC - fenol uchun iqtisodiy suvlar 0,025 mg / l.

4-jadval. Oqava suvlar

CPC dan chiqindi suvlar BOSga kiradi. Suvni to'kish me'yorlari CZK, COD 500 mg / l dan yuqori emas, pH - 6,5 soat 12,5, nomuvofiqlik bo'lsa, oqava suvlar organik tozalash uchun siqib chiqariladi. Suvning holati 25-sonli bixromat usuli bo'yicha COD uchun tahlil qilinadi.

Suv omborlarini zararli chiqindilardan himoya qilish va tuproq ifloslanishining oldini olish uchun ustaxona atmosfera yog'inlarini yig'ish uchun tovoqlar va er osti tanklari bilan jihozlangan, ular to'planganda, oqava suvlar kimyoviy ifloslangan kanalizatsiyaga quyiladi.

Sanoat oqava suvlarini tozalash usullari odatda mexanik, kimyoviy, biologik va fizik-kimyoviylarga bo'linadi. Ushbu usullar bilan chiqindi suv keyingi tozalash uchun konditsionerlanadi yoki aralashmalardan to'liq tozalanadi.

Bunday holda, tozalash gazsimon, qattiq yoki suyuq fazaga aralashmalarni chiqarish bilan ham, ularni yo'q qilish bilan ham amalga oshirilishi mumkin.

2. Hisoblash qismi

2.1 Ishlab chiqarishning moddiy balansi

Dastlabki ma'lumotlar:

(94) (126) (220)

S6N6O + 2 S9N18 = S24N42O - hosil bo'lishning yon reaksiyasi

(94) (126) (346)

dialkilfenol. (2)

Alkilfenol uchun zavod quvvati 125000 dona

yiliga tonna.

Vaqtning kalendar fondi 365 kun.

Kapital ta'mirlashga sarflangan vaqt - 10 kun.

Propilen trimerlari uchun konvertatsiya 98,5% ni tashkil qiladi.

Reaksiya aralashmasining tarkibi (% massa)

Propilen trimerlar - 40

Alkilat tarkibi (% og'irlik)

Alkilfenol - 58,60

Shu jumladan:

Fenol - 32,65

Propilen trimerlari - 0,60

dialkilfenol -7,65

Jarayon uzluksiz deb hisoblanadi.

Biz material oqimlarining diagrammasini tuzamiz

Shakl 2.1 Alkilfenol ishlab chiqarish uchun materiallar oqimi diagrammasi

R - propilen trimerlari bilan fenol alkillash reaktori; G1 - mos ravishda fenol va propilen trimerlarining moddiy oqimi; G2 - ozuqa ustuni Kt-1, alkilat

Uskunani samarali ishlatish fondi (soat)

Tef \u003d Tk -?Tr

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

Alkilfenol bo'yicha mahsuldorlik (kg/soat)

Alkilfenol

X=8597,42 kg/soat

X=4790,20kg/soat

Propilen trimerlari

og'ir qoldiq

Dialkilfenol

X=1122,36 kg/soat

Besleme ustuni Kt-1 - alkilat reaktori R-1 (oqim G2). Propilen trimerlari tomonidan konvertatsiya qilish asosida biz oziqlangan xom ashyo miqdorini aniqlaymiz. Biz reaktsiya ishtirokchilari sonini hisoblaymiz (1) (kg / soat)

Propilen trimerlari

Biz reaktsiya ishtirokchilari sonini hisoblaymiz (2) (kg / soat)

Propilen trimerlari

Biz (1) va (2) reaktsiyalarda qatnashgan moddalarning umumiy sonini aniqlaymiz.

Propilen trimerlari

Biz etkazib beriladigan xom ashyo miqdorini hisoblaymiz (kg / soat)

Propilen trimerlari

Materiallar balansi jadvalini tuzish

Jadval 5. Materiallar balansining yig'ma jadvali

2.2 Asosiy apparatni hisoblash

2.2.1 Asosiy apparatning texnologik hisobi

Maqsad: Fenolni propilen trimerlar bilan alkillash suyuq fazada katalizator ishtirokida amalga oshiriladi.

Reaktorga kiradigan xom ashyo miqdori

Gr=26784,11 kmol (moddiy balansga qarang)

Ish tartibi:

P = 0,4 MPa (4 kmol/sm2)

Reaksiya aralashmasining hajmli oziqlanish tezligi 7,2 h-1

Katalizator

Katalizatorning xizmat qilish muddati - 12-13 oy

Qurilmaning ko'ndalang kesimi maydoni:

qayerda: Vf? reaksiya aralashmasining hajmli oqim tezligi, m3/s;

W - apparatdagi chiziqli oqim tezligi, m / s.

Mashina diametri:

D = 1,13 v1 = 1,13 m

Biz diametri 1200 mm bo'lgan reaktorni qabul qilamiz.

Kerakli katalizator miqdori:

Vob - xom ashyoning hajmli ozuqa tezligi, soat-1;

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

Jarayon uchun zarur bo'lgan katalizator hajmi 5 m3 ni tashkil qiladi, shuning uchun bu hajmga mos keladigan katalizator qatlamining balandligi quyidagi formula bilan aniqlanadi:

Reaktor balandligini hisoblash. Reaktorning balandligi quyidagi xususiyatlar bilan belgilanadi:

Hreak.zone = 7 m - reaksiya zonasining balandligi;

Nkat. dek. = 0,035 m - katalizator panjarasining balandligi;

Nshtuts. = 0,55 m - o'rnatiladigan armatura balandligi;

Ndn. = 1 m - pastki balandligi;

Hkr = 1 m - qopqoq balandligi.

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

Biz balandligi 9550 mm bo'lgan reaktorni qabul qilamiz.

Shu sababli, quyidagi asosiy xususiyatlarga ega maksimal konversiyani ta'minlash uchun o'rnatish uchun ikkita reaktor qabul qilinadi:

diametri - 1200 mm;

balandligi - 9550 mm;

katalizator tagining balandligi - 5,35 m;

katalizator hajmi 5 m3.

R-1v reaktorini hisoblash shunga o'xshash tarzda amalga oshiriladi, hisoblash ma'lumotlari umumlashtiriladi.

6-jadvalga

Jadval 6. Reaktor uskunasining xarakteristikalari

2.2.2 Qurilmaning issiqlik hisobi

Dastlabki ma'lumotlar:

Reaksiya aralashmasi reaktorga 70 0C haroratda kiradi.

Atrof-muhitga issiqlik yo'qotilishi issiqlik daromadining 1,1% ni tashkil qiladi.

Moddiy balansdan boshqa ma'lumotlar.

Issiqlik oqimlarining sxemasiga asoslanib, biz issiqlik balansi tenglamasini tuzamiz.

Q1 + Q2 = Q3 + Q4 - birinchi reaktor uchun tenglama,

Q5 + Q6 = Q7 + Q8 - ikkinchi reaktor uchun tenglama.

Reaksiya aralashmasi bilan ta'minlangan issiqlik miqdorini aniqlang

Q1 = G1 Sr1 t1

G1 - kiruvchi xom ashyo miqdori, kmol;

Sr1 - reaksiya aralashmasining solishtirma issiqligi, kJ/kg·K;

t - reaksiya aralashmasining harorati, 0S.

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

Reaksiya aralashmasining solishtirma issiqligini aniqlaymiz

Cp (fenol) = 2344,98

Reaksiya aralashmasining tarkibi:

fenol - 60%,

Propilen trimerlari - 40%.

Sr = U spi wi

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

Cp = 2217,9 = 2,218

Reaksiya aralashmasi bilan ta'minlangan issiqlik miqdori

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

Ekzotermik reaksiyalar natijasida ajralib chiqadigan issiqlik miqdorini aniqlaymiz

C6H6O + C9H18 \u003d C15H24O - alkilfenol hosil bo'lishining maqsadli reaktsiyasi; (bir)

C6H6O + 2 C9H18 \u003d C24H42O - dialkilfenol hosil bo'lishining yon reaktsiyasi. (2)

Q2 = Q1int + Q2sp,

Q1tsel - ekzotermik reaksiya natijasida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori (1),

Q2b - ekzotermik reaksiya natijasida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori (2).

Q1tsal \u003d G1? Nr

Q2pob \u003d G2? Nr,

Nr1, ?Nr2 - (1) va (2) reaksiyalar natijasida entalpiya o'zgaradi, kJ/kg;

G1, G2 - birinchi reaktordan keyin hosil bo'lgan alkilfenol va dialkilfenol miqdori (hosil bo'lgan alkilatdan 30% alkilfenol va 1% dialkilfenol 26784,11 kg/soat), kmol.

Nr1 = 281,56 kJ/kg

Nr2 = 106,52 kJ/kg

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

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

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

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

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

Birinchi reaktor uchun issiqlik balansi tenglamasidan alkilat bilan qolgan issiqlik miqdorini aniqlaymiz

Q1 + Q2 = Q3 + Q4

Q3 = Q1 + Q2 - Q4,

ammo buning uchun Q4 - atrof-muhitga yo'qotishlarni topish kerak.

Q4 = (Q1 + Q2) 1,1%

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

Bu yerdan biz Q3 ni topamiz

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

Birinchi reaktorning chiqish joyidagi reaksiya aralashmasining haroratini aniqlang

G3 - hosil bo'lgan alkilat miqdori, kmol

Sr3 - alkilatning solishtirma issiqlik sig'imi, kJ/kg K.

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

Alkilatning solishtirma issiqlik sig'imini aniqlang

Cp (fenol) = 2344,98

Cp (propilen trimer) = 2027.3

Cp (alkilfenol) = 2450,63

Cp (dialkilfenol) = 2373,48

Alkilatning tarkibi:

fenol - 49%,

propilen trimerlar - 20%,

alkilfenol - 30%,

dialkilfenol - 1%.

Sr = U spi wi

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

2313,42 = 2,313

Birinchi reaktor uchun issiqlik balansi jadvalini tuzish

Jadval 7. Birinchi reaktor uchun issiqlik balansi

Issiqlik almashtirgichdan sovutgich bilan chiqadigan issiqlik miqdorini aniqlang

Qwater \u003d Gwater Srwater (t2k - t2n)

Gwater - sovutish suvi sarfi, kmol;

Srvody - suvning solishtirma issiqlik sig'imi, ;

t2k, t2n - oxirgi va dastlabki suv harorati, 0C.

Shunga o'xshash hujjatlar

Fenolning olefinlar bilan alkillanish jarayoni. Termodinamik tahlil. Komponentlarning mol ulushining haroratga bog'liqligi. Reaktordagi adiabatik harorat farqi. Olefinning karbokation hosil qilish uchun protonlanishi. Propilenning oksidlovchi ammonolizi.

muddatli ish, 01/04/2009 qo'shilgan


Fenol kimyoviy modda sifatida, ishlatilishi va ahamiyati. Fenol olish bosqichlarining xususiyatlari. Benzolsulfon kislotasi, xlorbenzol, izopropilbenzol, benzolni oksidlovchi xlorlash orqali uni olish jarayonining qisqacha tavsifi. Xom ashyo turlari.

referat, 2011-02-18 qo'shilgan


Fenol olish usullari. Benzolni azot oksidi bilan oksidlash uchun seolit ​​katalizatorlarining kashf etilishi. Tseolitlarning katalitik faolligining tabiati. Fenol sintezining yangi usullari. Tseolit ​​matritsasidagi temirning faol holati. Kislorodning biomimetik xususiyatlari.

referat, 24.04.2010 qo'shilgan


Fenollar tushunchasi va nomenklaturasi, ularning asosiy fizik-kimyoviy xossalari, xarakterli reaksiyalari. Fenollarni olish usullari va ularni amaliy qo'llash doirasi. Fenolning toksik xususiyatlari va uning inson organizmiga salbiy ta'sirining tabiati.

muddatli ish, 2011-03-16 qo'shilgan


Fenollarning tasnifi, fizik va kimyoviy xossalari. Molekulaning tuzilishini o'rganish. Benzol halqasining gidroksil guruhiga ta'siri. Fenolning dissotsiatsiyasi va nitrlanishi. Uning natriy, gidroksidi bilan o'zaro ta'siri. Oksidlanish, almashtirish va gidrogenlanish reaksiyalari.

taqdimot, 02/17/2016 qo'shilgan


Benzolning KMnO4 eritmasiga va bromli suvga nisbati, benzolni nitrlash. Toluolning oksidlanishi, xavfsizlik choralari, toluol bilan operatsiyalar. Eritilgan fenolning natriy, ishqor eritmasi bilan o'zaro ta'siri, natriy fenolatdan fenolning karbonat kislota bilan siljishi.

laboratoriya ishi, 02.11.2009 yil qo'shilgan


Fenol va formaldegidning tirik organizmlarga toksik ta'siri, ularni sifat jihatidan aniqlash usullari. Tabiiy suvlar namunalarida fenol miqdorini aniqlash. Suvdagi organik zaharli moddalarning minimal aniqlash kontsentratsiyasini aniqlash usuli.

muddatli ish, 2013-05-20 qo'shilgan


Benzolni propilen bilan alkillashning sanoat usullarini tavsiflash. Kimyoviy texnologiyada benzolni olefinlar bilan alkillash tamoyillari. Benzolni alkillash uchun texnologik qurilmalarni loyihalash muammolari. Ishlab chiqarish jarayoni texnologiyasining tavsifi.

dissertatsiya, 11/15/2010 qo'shilgan


Titrimetrik tahlil usuli. Bromatometrik tahlil usuli nazariyasi. Titrlash texnikasi. Bromatometrik usulning afzalliklari va kamchiliklari. Fenollar. Fenolni aniqlash. Titrimetriya usullarida qo'llaniladigan kimyoviy reaksiyalar.

muddatli ish, 26.03.2007 yil qo'shilgan


Jarayonning texnologik sxemasi va yordamchi materiallar tavsifi. To'yingan gazlarni qayta ishlashda moddiy muvozanat. Asosiy apparatni hisoblash - stabilizatsiya ustuni. Xom ashyoning kirish haroratini hisoblash. Ichki material oqimlarining ta'rifi.

Fenollar alyuminiy galogenidlari va boshqa Lyuis kislotalari bilan o'zaro ta'sirlashib, ArOAlCl 2 tipidagi tuzlarni hosil qilganligi sababli, Fridel-Krafts reaktsiyasi sharoitida ularning bevosita alkillanishini amalga oshirib bo'lmaydi. Fenollar kislotali katalizda alkenlar va spirtlar bilan alkillanadi. Katalizator sifatida sulfat, gidroflorik, fosforik kislotalar yoki KU-2 kation almashinuvchilari, duks va boshqa kation almashinadigan qatronlar afzallik beriladi. Shunday qilib, polimerlarni barqarorlashtirish uchun keng qo'llaniladigan krezol va izobutilendan sterik to'siqli fenol, 2,6-di-tert-butil-4-metilfenol (ionol) sanoatda olinadi.

Xuddi shunday, fenol va izopropil spirtidan 2,4,6-triizopropilfenol olinadi.

Fridel-Krafts reaksiyasining klassik sharoitlarida fenollarning asil galogenid va alyuminiy xlorid kompleksi bilan asillanishi ham qoniqarsiz natijalarga olib keladi, chunki fenol gidroksil guruhi asillanishga uchraydi. Ushbu usulning bu modifikatsiyasi karboksilik kislota va bor triflorid kompleksi asillashtiruvchi vosita sifatida ishlatilganda samaraliroq bo'ladi. Bunday holda, atsil guruhi deyarli faqat benzol halqasining para-pozitsiyasida kiritiladi. Masalan, fenol sirka kislotasi va BF 3 kompleksi bilan o'zaro ta'sirlashganda, 95% hosilda para-gidroksiasetofenonni beradi.

Aromatik gidroksiketonlarni tayyorlashning eng keng tarqalgan usuli Friesni qayta tartibga solishga asoslangan. 1908 yilda K. Fris karboksilik kislotalarning aril efirlari AlCl 3 yoki AlBr 3 bilan qizdirilganda izomerik orto- yoki para-gidroksiketonlarga qayta joylashishini aniqladi. Qoidaga ko'ra, qayta tartibga solish natijasida meta-izomer aralashmasisiz orto- va para-izomerlar aralashmasi hosil bo'ladi.

Orto- va para-izomerlarning nisbati asosan harorat va erituvchiga bog'liq. Qattiqroq sharoitlarda orto-gidroksi keton ustunlik qiladi va 20-25 C atrofida - para-gidroksi keton.

Friesni qayta tashkil etish mexanizmi gidroksiketon va fenolning asil hosilasini hosil qilish uchun esterning ikkinchi molekulasi va AlCl 3 kompleksi tomonidan aril esterining benzol halqasining orto- yoki para-pozitsiyasining molekulalararo asillanishiga o'xshaydi.

Qayta tartibga solish asil guruhining fenolga molekulalararo o'tishi bilan tugaydi.

Fenollarning o'zidan farqli o'laroq, ularning efirlari para-alkoksiaril ketonlarni hosil qilish uchun yumshoq sharoitlarda Friedel-Crafts regioselektiv atsilatsiyasiga juda osonlik bilan o'tadi. Eng yaxshi natijalarga ikki mol AlCl 3 yoki AlBr 3 ishtirokida 0°C da metilenxloriddagi atsilgalogenidlar bilan fenol efirlarini asillash orqali erishiladi.

Sulfat kislota yoki rux xlorid ishtirokida fenollarning ftalik angidrid bilan kondensatsiyasi (A. Bayer, 1874) Fridel-Krafts atsillanish reaksiyasining navlaridan biri sifatida qaralishi kerak. Bunda ikkita fenol molekulasi bir ftalik angidrid molekulasi bilan kondensatsiyalanadi va ftalinlar deb ataladigan trifenilmetan hosilalarini hosil qiladi.

Fenollar AlCl3 bilan faol bo'lmagan ArOAlCl2 tuzlarini hosil qiladi, shuning uchun katalizator sifatida fenollarni alkillash uchun protik kislotalar yoki kislotali metall oksidi katalizatorlari ishlatiladi. Bu alkillovchi moddalar sifatida faqat spirtli ichimliklar va olefinlarni ishlatishga imkon beradi. Yadrodagi o'rnini bosuvchi mahsulotlar bilan bir qatorda, alkilfenollarga osonlik bilan qayta tashkil etilgan ba'zi fenol efirlari olinadi:

Biroq, alkilfenollar asosan yadroga to'g'ridan-to'g'ri alkillanish natijasida hosil bo'lishi aniqlandi. Ushbu reaktsiyaning mexanizmi aromatik uglevodorodlar uchun ilgari ko'rib chiqilganga o'xshaydi va fenollarning OH guruhi, ayniqsa mahsulotlarda meta-izomerlarning deyarli to'liq yo'qligi bilan 4- va 2-pozitsiyalarni kuchli faollashtiradi.

Alkillanish mono-, di- va trialkilfenollarning hosil bo'lishi bilan ketma-ket davom etadi, lekin bir vaqtning o'zida kislota-katalizlangan qayta joylashish orto-alkil guruhlarning para-izomerlarni hosil qilish uchun migratsiyasi bilan sodir bo'ladi, bu holda ular termodinamik jihatdan eng barqarordir.

Protik kislotalar bilan katalizlangan monoalkilfenollardan har doim paraizomer ustunlik qiladi; katalizator faolligi, reaksiya harorati va davomiyligi oshishi bilan, orto-izomerning izomerizatsiyasi tufayli bu izomerning monosubstitsiyalanganlar orasidagi ulushi 60-80 dan 95% gacha yoki undan ko'proq oshishi mumkin.

Ikki o'rinbosarlardan 2,4-dialkilfenol har doim sezilarli darajada ustunlik qiladi, uning nisbati yuqorida ko'rsatilgan sharoitlarda yanada ortadi.

Alkil guruhlarini ketma-ket kiritish bilan, aromatik uglevodorodlarning alkillanishidan farqli o'laroq, birinchi bosqich ikkinchidan tezroq, ikkinchisi, o'z navbatida, uchinchidan tezroq ketadi. Ketma-ket almashtirish mahsulotlarining tarkibiga qaytariladigan transalkillanish reaktsiyasi ham ta'sir qiladi

R2C6H3OH + C6H5OH? 2RC6H4OH

uning muvozanati o'ngga siljiydi. Shuning uchun katalizator faolligi, reaksiya harorati va davomiyligi oshishi bilan hosil bo'lgan aralashmadagi monoalkilfenol miqdori sezilarli darajada oshishi mumkin.

Fenol efirlari va polialkil bilan almashtirilgan fenollardan tashqari, alkillanishning qo'shimcha mahsulotlari poliolefinlar va natijada uzoqroq zanjirli alkilfenollardir. Aksincha, yuqoriroq, ayniqsa shoxlangan olefinlar bilan reaksiyaga kirishganda, qisqaroq alkil guruhiga ega bo'lgan alkilfenollarni olish uchun ularning depolimerizatsiyasi kuzatiladi. Ushbu nojo'ya reaktsiyalarni bostirishning umumiy usuli haroratni pasaytirishdir, chunki alkillanish eng kam faollanish energiyasiga ega (? 20 kJ/mol). Olefinning polimerlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun, shuningdek, suyuqlikdagi konsentratsiyasini kamaytirish kerak, bu olefinni reaktsiya massasiga bosqichma-bosqich kiritish orqali erishiladi.

Fenollarning izolefinlar bilan reaksiyalari ko'p jihatdan teskari bo'lib, tegishli alkilfenollarni kislota katalizatori bilan qizdirish olefinning ajralib chiqishiga olib keladi:

Izomerlanish va transalkillanish qisman shu reaksiya orqali boradi.

Sulfat kislota ko'pincha katalizatorlar - protik kislotalar sifatida sanoatda qo'llaniladi. U boshqa mavjud va arzon kislotalar orasida eng faol hisoblanadi, lekin shu bilan birga u yon reaktsiyalarni kuchliroq katalizlaydi, qo'shimcha ravishda fenol sulfonlanishi va olefin sulfatlanishiga olib keladi va fenol sulfonik kislotalar HOC6H4SO2OH va ROSO2OH monoalkisulfatlarni hosil qiladi, ular ham katalizda ishtirok etadilar. jarayonning. Sulfat kislota bilan n-olefinlar (etilendan tashqari) bilan alkillanish 100-120 ° C da, ko'proq reaktiv izolefinlar va stirol bilan esa 50 ° C da sodir bo'ladi, ammo jarayonni tezlashtirish uchun ikkinchi holatda alkillanish amalga oshiriladi. da amalga oshiriladi? 100 °S, H2SO4 yordamida 3…10% miqdorida.

Sulfonlanishning nojo'ya reaktsiyalarini keltirib chiqarmaydigan va uning ta'sirida yumshoqroq bo'lgan yana bir katalizator p-toluensulfonik kislotadir. Biroq, u sulfat kislotaga qaraganda kamroq faol va qimmatroq. Ushbu katalizatorlar bilan fenol alkillanish bir hil reaktsiya sifatida davom etadi.

Ularning umumiy kamchiliklari kislota katalizatorini yuvish zarurati bo'lib, natijada sezilarli miqdorda zaharli oqava suv hosil bo'ladi. Shuning uchun geterogen katalizatorlar, xususan, oddiy filtrlash yo'li bilan reaksiya massasidan ajratiladigan kation almashinadigan smolalar keng qo'llaniladi.

Fenollarning orto-alkillanishi alyuminiy fenolatlar (ArO)3A1 bilan kataliz orqali amalga oshiriladi. Bunda, para-pozitsiya band bo'lmaganda ham, alkil guruhi asosan mono- va dialkilfenollarning ketma-ket hosil bo'lishi bilan orto-pozitsiyaga yo'naltiriladi.

Gaz fazali alkillanish jarayoni faqat fenolni metanol bilan metillash uchun qo'llaniladi. Heterojen kislota tipidagi katalizator (alyuminiy oksidi, aluminosilikatlar va boshqalar) bilan amalga oshiriladi.

Jarayon texnologiyasi

Fenollarni alkillash uchun ko'pincha partiyaviy jarayon qo'llaniladi. Yuqori qaynaydigan suyuq olefinlar bilan alkillashda reaksiya bug 'bilan isitish yoki suv bilan sovutish uchun aralashtirgich va ko'ylagi bo'lgan apparatda amalga oshiriladi. Unga fenol va katalizator yuklanadi, 90 ° C ga qadar isitiladi, shundan so'ng suyuq olefin (diizobuten, propilen trimer yoki tetramer, stirol) aralashtiriladi va sovutiladi. Reaksiyaning ikkinchi yarmida, aksincha, reaksiya massasini qizdirish kerak. Operatsiyaning umumiy davomiyligi 2-4 soat. Shundan so'ng, reaktsiya massasi aralashtirgichda neytrallanadi (kislota-katalizatorga ekvivalent miqdorda olinadigan 5% ishqor), aralashmani jonli bug 'bilan qizdiradi. Bu reaksiyaga kirishmagan olefinni distillaydi, u bug 'kondensatsiyasidan so'ng ajratuvchi teshiklarda ajratiladi va alkillanish uchun qayta ishlatilishi mumkin. Xom alkil fenollarning neytrallangan organik qatlami tuzlarning suvli eritmasidan ajratiladi va vakuumli distillashga yuboriladi, bunda suv, olefin qoldiqlari va konvertatsiya qilinmagan fenol distillanadi.

Gazsimon olefinlardan alkilfenollar olish jarayonlarida aralashtirgichli reaktor emas, balki olefinni pufaklash orqali reaksiya massasi aralashtiriladigan bo'sh kolonkadan foydalanish maqsadga muvofiqdir. Reaksiya issiqligi ichki yoki tashqi sovutgichlar yordamida olib tashlanishi mumkin. Uni faollashtirish va reaksiya massasining tarkibini yaxshilash maqsadida uzluksiz jarayonga o'tish uchun boshqa qaytmas ketma-ket parallel reaksiyalarda bo'lgani kabi, bunday reaktorlar kaskadidan foydalanish foydaliroqdir.

Fenolni ion almashinadigan smolalar ishtirokida alkillash jarayonida katalizator reaksiya kolonnasidagi suyuqlikda to`xtatiladi. Fenol va olefin doimiy ravishda ustunning pastki qismiga oziqlanadi. Reaksiya massasi katalizator zarralaridan filtrlanadi va distillash uchun beriladi. Katalizator iste'moli olingan alkilfenollarning og'irligi bo'yicha 0,4% ni tashkil qiladi.

Qabul qilingan mahsulotlar

Eng oddiy fenol gomologlari: o-, m- va p-krezollar va izomerik ksilenollar:

Ularni sintez qilish yo'llaridan biri fenolning metanol bilan heterojen katalizator orqali gaz fazali metilatsiyasidir:

Monoalkilfenollardan fenol va izobutendan olingan p-tert-butilfenol amaliy ahamiyatga ega:

alkillanish fenol karbongidrat aromatik

5-8 uglerod atomidan iborat alkil guruhiga ega bo'lgan monoalkilfenollar kuchli bakteritsid moddalardir va ular 8-12 uglerod atomiga kengaytirilsa, ular noionik sirt faol moddalar sintezi uchun qimmatli oraliq mahsulotlarga aylanadi.

Alkillanish va asillanish reaktsiyasi natijasida aromatik birikmalarga alkil va asil guruhlarini kiritish mumkin.

Yuqorida aytib o'tilganidek, fenollar turli xil alkillashtiruvchi moddalar ta'sirida halqaga alkillanadi:

• alkenlar;
• spirtli ichimliklar;
• kislotali kataliz sharoitida alkil galogenidlar.

Fenollarning asillanishi ham turli usullar bilan amalga oshiriladi.

Fridel-Crafts fenollarning alkillanishi

Fenol alkillashtiruvchi vosita, $FeBr_3$ yoki $A1C1_3$ kabi Lyuis kislotasi va katalizator bilan ishlov berilganda Friedel-Crafts alkilatsiyasiga uchraydi. Bunda $ArOAlCl_2$ tipidagi tuzlar hosil bo'ladi. Masalan, krezolning izobutilen bilan o'zaro ta'siri, sterik to'siqli fenol - 2,6-di- hosil qiladi. tert-butil-4-metilfenol (ionol):

1-rasm.

Xuddi shunday, fenolning izopropil spirti bilan reaksiyasi natijasida 2,4,6-triizopropilfenol olinadi:

2-rasm.

Ushbu Friedel-Crafts alkilatsiyasida hujum qiluvchi elektrofil alkilning Lyuis kislotasi bilan reaktsiyasi natijasida hosil bo'lgan alkil kationidir. Boshqa nukleofillar bo'lmasa, bu elektrofil turlari aromatik halqa bilan reaksiyaga kirishadi.

Friedel-Crafts alkilatsiyasining ikkita muhim cheklovi bor, ular uning qiymatini sezilarli darajada pasaytiradi va reaksiyani odatda asilatsiyaga qaraganda kamroq foydali qiladi. Alkilfenollar odatda fenolning o'ziga qaraganda elektrofil almashtirish reaktsiyalarida ko'proq reaktivdir. Buni hisobga olsak, Friedel-Crafts alkilatsiyasi yuqorida muhokama qilingan ikkala holatda ham ko'rsatilganidek, dialkil yoki ko'proq alkillangan mahsulotlar hosil bo'lishiga olib keladigan ko'proq alkillanishga intiladi.

Ushbu almashtirish reaktsiyalarini nazorat qilishning yagona amaliy usuli fenolning ko'p miqdorda bo'lishini ta'minlashdir. Bu usul benzolning o'zi uchun maqbuldir, chunki u nisbatan arzon va uchuvchan, ammo qimmatroq yoki kamroq mavjud bo'lgan uning o'rnini bosuvchi hosilalarining ko'pchiligi uchun qabul qilinishi mumkin emas.

Friedel-Crafts alkilatsiyasining yana bir muhim cheklovi ko'plab karbokatsiyalarning muqobil reaktsiyasi bilan bog'liq, xususan, reaktiv nukleofillar yo'qligida, ya'ni izomerik karbokatsiyalarga qayta joylashish.

Friedel-Crafts bo'yicha monoalkillanishni o'tkazish juda past regioselektivlik bilan tavsiflanadi va aralashmalarga olib keladi. orto- va juftlik-izomerik mahsulotlar. Fenollarning alkillanishi teskari reaktsiya bo'lib, kuchli Lyuis kislotalari ishtirokida, reaktsiyaning termodinamik nazorati ostida, qayta tartibga solish sodir bo'ladi:

3-rasm

Klassik Friedel-Crafts fenollarning asillanishi

Klassik sharoitda fenollarning Fridel-Krafts tomonidan atsilgalogenidning alyuminiy xlorid bilan komplekslaridan foydalangan holda asillanishi mahsulotning qoniqarsiz chiqishiga olib keladi, chunki fenolning gidroksil guruhi ham asillanishga kiradi. Eng samarali usul - atsillatuvchi vosita sifatida bor triflorid bilan karboksilik kislota kompleksi yordamida asillash:

4-rasm

Fenollarning ftalik angidrid bilan kondensatsiyasi

Mineral kislotalar yoki Lyuis kislotalari (A. Bayer, 1874) ishtirokida fenollarning ftalik angidrid bilan kondensatsiyasi ham Fridel-Krafts atsillanish reaksiyasining navlaridan biri sifatida qaralishi kerak. Bunda ikkita fenol molekulasi bir ftalik angidrid molekulasi bilan kondensatsiyalanadi va ftalinlar deb ataladigan trifenilmetan hosilalarini hosil qiladi.

5-rasm

$pH$ 9 dan yuqori bo'lganda fenolftaleinning suvli eritmalari dianion hosil bo'lishi bilan lakton halqasining parchalanish jarayoni natijasida qip-qizil rangga aylanadi.

6-rasm

Aminometilatsiya

7-rasm

Mannix reaktsiyasi yoki aminometillanish faol metilen guruhiga ega bo'lgan birikmalarga xosdir. Bu formaldegid va ikkilamchi amin (gidroxlorid shaklida) ishtirokida ko'p komponentli reaktsiya sifatida yuzaga keladi va birikmalarga $-CH_2NR_2$ aminometil guruhini kiritish imkonini beradi. Faollashgan aromatik substratlar, masalan, fenollar, ikkilamchi yoki uchinchi darajali aromatik aminlar, indol, pirrol va furan kabi geterotsiklik birikmalar ham reaksiyaga kiradi. Shunday qilib, siz $-CH_2NR_2$ aminometil guruhi bilan aromatik birikmalarni olishingiz mumkin.

Ominlar orasida ko'pincha dimetilamin ishlatiladi va formaldegid o'rniga boshqa aldegid kiritilishi mumkin.

Reaktsiya mexanizmi oraliq aminal orqali formaldegid va ikkilamchi amin bilan imin tuzining hosil bo'lishi va uning $H^+$ katalitik ta'sirida suvsizlanishidan iborat. Iminiy ioni aromatik halqaga hujum qiluvchi elektrofildir. Formaldegid va dimetilamin tomonidan hosil qilingan iminium ionini yodid sifatida ajratib olish mumkin (Eshenmozer tuzi - $ICH_2NMe_2$).

Kurs ishi

Fenollarning alkillanishi

Kirish 3

1. Alkillanish jarayonlarining xarakteristikasi 4

2. Fenollarni alkillashning kimyosi va nazariy asoslari 10

3. Fenollarning alkillanish jarayoni texnologiyasi 14

4. Mahsulotlarni qabul qilish 15

Adabiyotlar 18

Kirish

Alkillanish - bu organik va ba'zi noorganik moddalar molekulalariga alkil guruhlarini kiritish jarayoni. Bu reaksiyalar yadroga alkillangan aromatik birikmalar, izoparafinlar, ko`plab merkaptanlar va sulfidlar, aminlar, efir bog`li moddalar, elementar va metallorganik birikmalar, a-oksidlar va atsetilenning qayta ishlangan mahsulotlari sintezi uchun katta amaliy ahamiyatga ega. Alkillanish jarayonlari ko'pincha monomerlar, yuvish vositalari va boshqalarni ishlab chiqarishda oraliq bosqichlardir.

Ko'pgina alkilatsiya mahsulotlari juda keng miqyosda ishlab chiqariladi. Shunday qilib, qariyb 4 million tonna etilbenzol, 1,6 million tonna izopropilbenzol, 0,4 million tonna yuqori alkilbenzollar, 4 million tonnadan ortiq glikollar va alkilen oksidlarini qayta ishlashning boshqa mahsulotlari, 30 million tonnaga yaqin izoparafin alkilat, 1 million tonnaga yaqin. tert-butilmetil efir va boshqalar.

1. Alkillanish jarayonlarining xarakteristikasi

1. Alkillanish reaksiyalarining tasnifi

Alkillanish jarayonlarining eng oqilona tasnifi yangi hosil bo'lgan bog'lanish turiga asoslanadi.

Uglerod atomida alkillanish (C-alkillanish) uglerod atomida joylashgan vodorod atomini alkil guruhi bilan almashtirishdan iborat. Parafinlar bunday almashtirishga qodir, ammo alkillanish aromatik birikmalar uchun eng xarakterlidir (Friedel-Crafts reaktsiyasi):

Kislorod va oltingugurt atomlarida alkillanish (O - va S-alkillanish) - bu alkil guruhining kislorod yoki oltingugurt atomiga bog'langan reaktsiyasi:

ArOH + RCI ArOH + NaCl + H2O

NaSH + RCI → RSH + NaCI

Bunday holda, xlor hosilalarining gidrolizi yoki olefinlarning hidratsiyasi kabi jarayonlar ham alkillanishning haddan tashqari umumiy ta'rifiga kiradi va bu shuni ko'rsatadiki, faqat boshqa, muhimroq va aniqlovchi tasnifga ega bo'lmagan alkil guruhini kiritish reaktsiyalari. xususiyatlarni alkillanish deb atash kerak.

Azot atomida alkillanish (N-alkillanish) ammiak yoki aminlardagi vodorod atomlarini alkil guruhlari bilan almashtirishdan iborat. Bu aminlarni sintez qilish usullarining eng muhimi:

ROH + NH3 → RNH2 + H2O

Gidroliz va hidratsiya reaktsiyalarida bo'lgani kabi, N-alkillanish ko'pincha organik birikmalarning ammonolizi (yoki aminolizi) sifatida tasniflanadi).

Boshqa elementlarning atomlarida alkillanish (Si-, Pb-, AI-alkillanish) alkil guruhi geteroatom bilan to'g'ridan-to'g'ri bog'langan bo'lsa, element va organometalik birikmalarni olishning eng muhim usuli hisoblanadi:

2RCI + Si R2SiCI2

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

3C3H6 + AI + 1,5H2 → Al(C3H7)3

Alkillanish reaksiyalarining yana bir tasnifi organik yoki noorganik birikmaga kiritilgan alkil guruhining tuzilishidagi farqlarga asoslanadi. U to'yingan alifatik (etil va izopropil) yoki tsiklik bo'lishi mumkin. Ikkinchi holda, reaktsiya ba'zan sikloalkillanish deb ataladi:

Umuman olganda, fenil yoki aril guruhining kiritilishi bilan aromatik yadroning uglerod atomi bilan to'g'ridan-to'g'ri bog'lanish hosil bo'ladi (arilasyon):

C6H5CI + NH3 → C6H5NH2 + HCI

Alkil guruhi aromatik yadro yoki qo'sh bog'lanishni o'z ichiga olishi mumkin va agar ikkinchisi reaksiya markazidan etarlicha olib tashlangan bo'lsa, reaktsiya odatdagi alkillanish jarayonlaridan ozgina farq qiladi:

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

Biroq, vinil guruhini kiritish (vinillash) alohida o'rin tutadi va asosan asetilen yordamida amalga oshiriladi:

ROH + CH≡CH ROCH=CH2

CH3-COOH + CH≡CH CH3-COO-CH=CH2

Va nihoyat, alkil guruhlari turli xil o'rinbosarlarni o'z ichiga olishi mumkin, masalan, xlor atomlari, gidroksi, karboksi, sulfonik kislota guruhlari:

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

ROH + HOCH2-CH2SO2ONa → ROCH2–CH2SO2ONa + H2O

O'zaro almashtirilgan alkil guruhlarini kiritish reaktsiyalarining eng muhimi olefin oksidlarining keng ko'lamli reaktsiyalarini qamrab olgan -oksialkillanish (muayyan holatda, oksietillash) jarayonidir:

2. Alkillashtiruvchi moddalar va katalizatorlar

Barcha alkillashtiruvchi moddalarni alkillanish jarayonida uziladigan bog'lanish turiga ko'ra quyidagi guruhlarga bo'lish tavsiya etiladi:

1. Uglerod atomlari orasidagi -elektron bog'ni buzadigan to'yinmagan birikmalar (olefin va asetilen);

2. Turli agentlar ta'sirida almashtirilishi mumkin bo'lgan etarlicha harakatlanuvchi xlor atomiga ega bo'lgan xlor hosilalari;

3. Alkillanish jarayonida uglerod-kislorod aloqasi buziladigan spirtlar, efirlar va efirlar, xususan, olefin oksidlari.

Olefinlar (etilen, propilen, butenlar va undan yuqori) alkillashtiruvchi moddalar sifatida katta ahamiyatga ega. Ularning arzonligi tufayli ular imkon qadar barcha holatlarda ulardan foydalanishga harakat qilishadi. Ular parafinlar va aromatik birikmalarning C-alkillanishi uchun o'zlarining asosiy qo'llanilishini topdilar. Ular N-alkillanish uchun qo'llanilmaydi va S- va O-alkillanishda va organometalik birikmalar sintezida har doim ham samarali emas.

Olefinlar bilan alkillanish ko'p hollarda karbokatsiyalarning oraliq hosil bo'lishi orqali ion mexanizmiga muvofiq davom etadi va protik va aprotik kislotalar tomonidan katalizlanadi. Ushbu turdagi reaktsiyalarda olefinlarning reaktivligi ularning karbokationlarni hosil qilish tendentsiyasi bilan belgilanadi:

Bu shuni anglatadiki, olefindagi uglerod atomi zanjirining cho'zilishi va shoxlanishi uning alkillanish qobiliyatini sezilarli darajada oshiradi:

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

Ba'zi hollarda olefinlar bilan alkillanish radikal zanjirli reaktsiyalar, yorug'lik yoki yuqori haroratning tashabbuskorlari ta'sirida davom etadi. Bu erda oraliq faol zarralar erkin radikallardir. Bunday reaksiyalarda turli olefinlarning reaktivligi sezilarli darajada yaqinlashadi.

Xlor hosilalari eng keng ta'sir doirasiga ega alkillovchi moddalardir. Ular C-, O-, S- va N-alkillanish va ko'pchilik elemento- va organometalik birikmalarni sintez qilish uchun javob beradi. Xlor hosilalaridan foydalanish ularni olefinlar bilan almashtirib bo'lmaydigan yoki xlor hosilalari olefinlarga qaraganda arzonroq va qulayroq bo'lgan jarayonlar uchun oqilona hisoblanadi.

Xlor hosilalarining alkillashtiruvchi ta'siri uch xil turdagi o'zaro ta'sirlarda namoyon bo'ladi: elektrofil reaktsiyalarda, nukleofil almashtirishda va erkin radikal jarayonlarda. Elektrofil almashtirish mexanizmi uglerod atomida alkillanishga xosdir, ammo olefinlardan farqli o'laroq, reaktsiyalar faqat aprotik kislotalar (alyuminiy xlorid, temir xlorid) tomonidan katalizlanadi. Cheklovchi holatda jarayon karbokatsiyaning oraliq hosil bo'lishi bilan davom etadi:

shu munosabat bilan alkilxloridlarning reaktivligi C-CI bog'lanishining qutblanishiga yoki karbokationlarning barqarorligiga bog'liq va alkil guruhining cho'zilishi va shoxlanishi bilan ortadi:

Kislorod, oltingugurt va azot atomlarida alkillanishga xos bo'lgan reaksiyaning boshqa turida jarayon xlor atomini nukleofil almashtirishdan iborat. Mexanizm xlor hosilalarining gidroliziga o'xshaydi va reaksiya katalizatorlarsiz davom etadi:

Xlor hosilalarining reaktivligi bu jarayonlarda gidroliz paytida bo'lgani kabi o'zgaradi, xususan:

ArCH2CI > CH2=CH-CH2CI > AIkCI > ArCI

prim-AIkCI > sec-AIkCI > tert-AIkCI

Xlor hosilalari bilan bir qator alkillanish jarayonlari erkin radikal mexanizmga muvofiq davom etadi. Bu, ayniqsa, metallar bilan o'zaro ta'sir qilish natijasida erkin radikallar hosil bo'lganda, elementar va organometalik birikmalarning sintezi uchun xosdir:

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

Spirtli ichimliklar va efirlar C-, O-, N- va S-alkillanish reaktsiyalariga qodir. Glikollarning ichki efirlari bo'lgan olefin oksidlarini ham efirlar deb tasniflash mumkin va barcha efirlardan faqat olefin oksidlari amalda alkillashtiruvchi moddalar sifatida ishlatiladi. Spirtli ichimliklar O - va N-alkillanish uchun xlor hosilalariga qaraganda arzonroq va qulayroq bo'lgan hollarda qo'llaniladi. Ularning alkil-kislorod aloqasini buzish uchun kislota tipidagi katalizatorlar kerak:

R-OH + H+ ↔ R-OH2 ↔ R+ + H2O

3. Asosiy alkillanish reaksiyalarining energiya xarakteristikalari

Alkillashtiruvchi moddaga va alkillangan moddada bog'lanishning uzilish turiga qarab, alkillanish jarayonlari juda farqli energiya xususiyatlariga ega. C-, O- va ​​N-bog'larda alkillanishning ba'zi muhim jarayonlarida barcha moddalarning gazsimon holati uchun issiqlik effektlarining qiymatlari 1-jadvalda keltirilgan. termal effektlardagi o'zgarishlarning eng keng tarqalgan diapazonlari.

1-jadval

Eng muhim alkillanish reaksiyalarining issiqlik effekti

Alkillashtiruvchi vosita

Buzilgan rishta

Berilgan ma’lumotlarni taqqoslashdan ko‘rinib turibdiki, bir xil alkillashtiruvchi moddadan foydalanganda turli atomlarda alkillanish jarayonida reaksiya issiqligi quyidagi tartibda kamayadi Car > Salif > N > O, turli alkillashtiruvchi moddalar uchun esa quyidagicha o‘zgaradi. :

Etilen oksidi va asetilen ishtirokida alkillanishning ayniqsa katta termal ta'siri uch a'zoli oksidli siklning sezilarli keskinligi va uch tomonlama bog'langan birikmalarning yuqori endotermikligi bilan bog'liq.

2. Fenollarni alkillashning kimyosi va nazariy asoslari

Fenollar AICI3 bilan faol bo'lmagan ArOAICI2 tuzlarini hosil qiladi; shuning uchun protik kislotalar yoki kislota tipidagi metall oksidi katalizatorlari fenollarni alkillash uchun katalizator sifatida ishlatiladi. Bu alkillovchi moddalar sifatida faqat spirtli ichimliklar va olefinlarni ishlatishga imkon beradi. Yadrodagi o'rnini bosuvchi mahsulotlar bilan bir qatorda, alkilfenollarga osonlik bilan qayta tashkil etilgan ba'zi fenol efirlari olinadi:

Alkilfenollar asosan yadroga to'g'ridan-to'g'ri alkillanish natijasida hosil bo'lishi aniqlandi. Ushbu reaksiyaning mexanizmi aromatik uglevodorodlar mexanizmiga o'xshaydi va fenollarning gidrokso guruhi kuchli faollashadi, ayniqsa 4- va 2-pozitsiyalar, mahsulotlarda meta-izomerlarning deyarli to'liq yo'qligi bilan.

Alkillanish mono-, di va trialkilfenollarning hosil bo'lishi bilan ketma-ket davom etadi, lekin bir vaqtning o'zida kislota-katalizlangan qayta tartibga solish orto-alkil guruhlarning para-izomerlarni hosil qilish uchun migratsiyasi bilan sodir bo'ladi, bu holda ular termodinamik jihatdan eng barqarordir. Shunday qilib, transformatsiya sxemasi quyidagicha:

Protik kislotalar bilan katalizlangan monoalkilfenollardan para-izomer har doim ustunlik qiladi, lekin katalizator faolligi, harorat va reaksiya davomiyligi oshishi bilan monoalkilfenollar orasida bu izomerning ulushi 60-80 dan oshishi mumkin. orto-izomerning izomerizatsiyasi tufayli 95% yoki undan ko'p.

Ikki o'rinbosarlardan 2,4-dialkilfenol har doim sezilarli darajada ustunlik qiladi, uning nisbati yuqoridagi sharoitlarda yanada ortadi.

Alkil guruhlarini ketma-ket kiritish bilan, aromatik uglevodorodlarning alkillanishidan farqli o'laroq, birinchi bosqich ikkinchidan tezroq, oxirgisi esa uchinchidan tezroq ketadi. Ketma-ket almashtirish mahsulotlarining tarkibiga qaytariladigan transalkillanish reaktsiyasi ta'sir qiladi:

R2C6H4OH + C6H5OH ↔ 2RC6H4OH

Uning muvozanati sezilarli darajada o'ngga siljiydi. Shuning uchun katalizator faolligi, reaksiya harorati va davomiyligi oshishi bilan hosil bo'lgan aralashmadagi monoalkilfenol miqdori sezilarli darajada oshishi mumkin. Demak, benzolning alkillanishi bilan solishtirganda (1-rasm) jarayonning kinetik holatida monoalkilfenolning maksimal miqdori 50% (mol), muvozanat holatiga yaqinlashganda esa 75-80% (mol) ga etadi. Monoalkilfenollarning maqsadli sintezi bilan bu olefinga nisbatan nisbatan kichik ortiqcha fenol (=0,8-0,95) va hatto ularning ekvimolyar miqdori bilan ishlashga imkon beradi. Dialkilfenollarning qo'shimcha mahsulotlari fenol bilan transalkillanishga duchor bo'lganda, selektivlik yanada ortadi.

Guruch. 1-rasm Benzolning qaytarilmas (a) va qaytar (b) alkillanishi jarayonida reaksiya massasi tarkibining boshlang’ich reaktivlar nisbatiga bog’liqligi: 1. Benzol, 2. Monoalkilbenzollar, 3. Dialilbenzol.

Dialkilfenollarni maqsadli sintez qilishda olefinning ortiqcha miqdori ishlatiladi, bu reaktsiyaning keyingi bosqichlarida stavkalar va termodinamik omillar nisbatiga bog'liq.

Fenol efirlari va polialkil bilan almashtirilgan fenollardan tashqari, alkillanishning qo'shimcha mahsulotlari poliolefinlar va natijada uzoqroq zanjirli alkilfenollardir. Aksincha, yuqoriroq, ayniqsa shoxlangan olefinlar bilan reaksiyaga kirishganda, qisqaroq alkil guruhiga ega bo'lgan alkilfenollarni olish uchun ularning depolimerizatsiyasi kuzatiladi. Ushbu nojo'ya reaktsiyalarni bostirishning umumiy usuli haroratni pasaytirishdir, chunki alkillanish eng kam faollanish energiyasiga ega (20 kJ / mol). Olefinning polimerlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun, shuningdek, suyuqlikdagi konsentratsiyasini kamaytirish kerak, bu olefinni reaktsiya massasiga bosqichma-bosqich kiritish orqali erishiladi. E'tibor bering, fenollarning izolefinlar bilan reaktsiyalari sezilarli darajada qaytariladi va tegishli alkilfenollarning kislota katalizatori bilan qizdirilishi olefinning ajralib chiqishiga olib keladi:

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

Izomerlanish va transalkillanish qisman shu reaksiya orqali boradi.

Sulfat kislota sanoatda ko'pincha katalizatorlar - protik kislotalar sifatida ishlatiladi. U boshqa mavjud va arzon kislotalar orasida eng faol hisoblanadi, lekin shu bilan birga u yon reaktsiyalarni kuchliroq katalizlaydi, qo'shimcha ravishda fenol sulfonlanishi va olefin sulfatlanishiga olib keladi va fenol sulfonik kislotalar HOC6H4SO2OH va monoalkil sulfatlar ROSO2OH hosil qiladi, ular ham ishtirok etadilar. jarayonning katalizi. Sulfat kislota bilan n-olefinlar (etilendan tashqari) bilan alkillanish C da, ko'proq reaktiv izolefinlar va stirol bilan esa 500C da sodir bo'ladi, lekin jarayonni tezlashtirish uchun, ikkinchi holatda esa alkillanish 1000C da amalga oshiriladi. 3 - 10% miqdorida H2SO4 yordamida. Sulfonlanishning nojo'ya reaktsiyalarini keltirib chiqarmaydigan va uning ta'sirida yumshoqroq bo'lgan yana bir katalizator p-toluensulfonik kislota CH3C6H4SO2OH hisoblanadi. Ammo u sulfat kislotaga qaraganda kamroq faollik va katta narxga ega.

Ushbu katalizatorlar bilan fenol alkillanish quyidagi kinetik tenglamaga muvofiq bir hil reaksiya sifatida boradi:

Ularning umumiy kamchiliklari kislota katalizatorini yuvish zarurati bo'lib, natijada sezilarli miqdorda zaharli oqava suv hosil bo'ladi. Shuning uchun ham reaksiya massasidan oddiy filtrlash yo’li bilan ajratiladigan geterogen katalizatorlar, ayniqsa kation almashinadigan smolalar e’tiborni tortdi va amaliy qo’llanildi. KU-2 kation almashinadigan qatron bilan fenollarning izoolefinlar bilan alkillanishi C da sodir bo'ladi, lekin sulfat kislota bilan katalizga qaraganda sekinroq.

So'nggi paytlarda alyuminiy fenolatlar (ArO)3AI bilan katalizlanadigan fenollarni orto-alkillash keng tarqaldi. Bunday holda, hatto band bo'lmagan para-pozitsiyada ham, alkil guruhi asosan mono- va dialkilbenzollarning ketma-ket hosil bo'lishi bilan orto-pozitsiyaga yo'naltiriladi:

Izoolefinlar bilan reaksiya 1000C haroratda davom etadi, bu haroratning oshishi tobora ko'proq sezilarli para-alkillanishni keltirib chiqaradi.

Alyuminiy fenolat bilan kataliz uning aprotik kislota sifatida tuzilishi bilan izohlanadi, u sezilarli kislotalikka ega bo'lgan fenol bilan kompleks hosil qilishga qodir:

Taxminlarga ko'ra, olefin proton bilan karbokatatsiya beradi, u massaga kirmaydi va kompleks ichidagi reaktsiya paytida fenolning eng yaqin orto-pozitsiyasiga hujum qiladi.

O'z qonunlariga o'xshash gaz fazali alkillanish jarayoni faqat fenolni metanol bilan metillash uchun qo'llaniladi. Heterojen kislota tipidagi katalizator (alyuminiy oksidi, aluminosilikatlar va boshqalar) bilan amalga oshiriladi. C da, asosan, o-krezol, ksilenollar va anizol olinadi, lekin yuqoriroq haroratda (C), avval muhokama qilinganga muvofiq, p- va m-krezollarning unumi ortadi va anizol va ksilenollarning unumi kamayadi.

3. Fenol alkillanish jarayoni texnologiyasi

Fenollarni alkillash uchun hali ham partiyaviy jarayon qo'llaniladi. Yuqori qaynaydigan suyuq olefinlar bilan alkillashda reaksiya bug 'bilan isitish yoki suv bilan sovutish uchun aralashtirgich va ko'ylagi bo'lgan apparatda amalga oshiriladi. Unga fenol va katalizator yuklanadi, 900S ga qadar qizdiriladi, shundan so‘ng aralashtirish va sovutish bilan suyuq olefin (diizobuten, propilen trimmer yoki tetramer, stirol) beriladi. Reaksiyaning ikkinchi yarmida, aksincha, reaksiya massasini qizdirish kerak. Operatsiyaning umumiy davomiyligi 2-4 soat. Shundan so'ng reaksiya massasi aralashtirgichda 5% li ishqor bilan neytrallanadi, kislota-katalizatorga ekvivalent miqdorda olinadi, aralashmani jonli bug' bilan qizdiradi. Bunday holda, reaksiyaga kirishmagan olefin distillanadi, bug 'kondensatsiyasidan so'ng, ajratgichdagi suvdan ajratiladi va alkillanish uchun qayta ishlatilishi mumkin. Xom alkilfenollarning neytrallangan organik qatlami suvli tuz eritmasidan ajratiladi va vakuumli distillashga yuboriladi, unda suv, olefin qoldiqlari va konvertatsiya qilinmagan fenol distillanadi.

Gazsimon olefinlardan alkilfenollarni olish jarayonlarida aralashtirgichli reaktorni emas, balki olefinni pufaklash orqali reaksiya massasi aralashtirilgan ichi bo'sh ustunni qo'llash maqsadga muvofiqdir. Reaksiya issiqligi ichki yoki tashqi sovutgichlar yordamida olib tashlanishi mumkin. Uni faollashtirish va reaksiya massasining tarkibini yaxshilash maqsadida uzluksiz jarayonga o'tish uchun boshqa qaytmas ketma-ket parallel reaksiyalarda bo'lgani kabi, bunday reaktorlar kaskadidan foydalanish foydaliroqdir.

Ion almashinadigan qatronlar ishtirokida yangi fenol alkillanish jarayonida katalizator reaksiya ustunidagi suyuqlikda to'xtatiladi. Fenol va olefin doimiy ravishda ustunning pastki qismiga oziqlanadi. KU-2 qatronida C yoki aluminosilikatda C da hajmli oziqlanish tezligi 0,15 soat-1 ni tashkil qiladi. Reaksiya massasi katalizator zarralaridan filtrlanadi va distillash uchun beriladi. Katalizator iste'moli olingan alkilfenollarning og'irligi bo'yicha atigi 0,4% ni tashkil qiladi.

4. Mahsulotlarni qabul qilish

Eng oddiy fenol gomologlari: o-, m- va p-krezollar va izomerik ksilenollar:

ko'mirni kokslash mahsulotlarida uchraydi, lekin juda oz miqdorda, polimer materiallar, pestitsidlar, antioksidantlar va boshqalarni ishlab chiqarish uchun ularga bo'lgan talabni qondira olmaydi heterojen katalizator:

Monoalkilfenollardan fenol va izobutendan olingan p-tert-butilfenol amaliy ahamiyatga ega:

Formaldegid bilan polikondensatsiya paytida fenolga qo'shilsa, kam eriydigan polimerlar olinadi, bu ular bo'yoq qoplamasi sifatida ishlatilganda muhimdir.

5-8 uglerod atomidan iborat alkil guruhiga ega monoalkilfenollar kuchli bakteritsid moddalardir va ular 8-12 uglerod atomiga kengaytirilganda, ular oksietillash orqali nonion sirt faol moddalar sintezi uchun qimmatli oraliq moddalar bo'lib chiqadi:

Alkillashtiruvchi moddalar sifatida olefinlarning quyi polimerlari va sopolimerlari (diizobuten, propilen trimmer va tetramer, butenning pentenli sopolimerlari va boshqalar) ishlatiladi, ulardan tert-alkilfenollar hosil bo'ladi. Yaxshiroq biokimyoviy parchalanadigan mahsulotlarni olish uchun n-olefinlardan foydalanish maqsadga muvofiqdir.

Alkilfenollarni va ularni keyingi o'zgartirish mahsulotlarini qo'llashning eng muhim sohasi bu materiallarning ishlashi paytida, ayniqsa yuqori haroratlarda rivojlanadigan termal-oksidlanish degradatsiyasiga qarshi polimerlar va moylar uchun stabilizatorlar ishlab chiqarishdir. Yo'q qilish radikal zanjir mexanizmi orqali sodir bo'ladi va u erkin radikallarni bog'lash yoki ularni reaktiv bo'lmagan holatga aylantirishga qodir bo'lgan turli moddalar tomonidan inhibe qilinishi mumkin. Bunday holda, alkilfenollar aromatik yadro bilan konjugatsiya natijasida stabillashgan faol bo'lmagan radikallarni beradi va orto holatida ikkita tarmoqlangan guruhga ega fenollar, ayniqsa, konjugatsiya ta'siri katta hajmli o'rinbosarlarning fazoviy ta'siri bilan to'ldirilganda kuchli ta'sir ko'rsatadi:

Yozma formula eng keng tarqalgan stabilizatorlardan biriga tegishli - p-kresol va izobutendan olingan ionol. Xuddi shu maqsadda o-tert-butil-p-krezolni formaldegid bilan kondensatsiya qilish natijasida olingan antioksidant-2246 qo'llanilishini topdi:

biroq ularning umumiy kamchiligi kresollarning kamligi tufayli xomashyo bazasining cheklanganligidir. Aynan shuning uchun ham orto-alkillanish katta ahamiyatga ega bo'lib, xomashyo sifatida qulayroq fenoldan foydalanishga imkon beradi. Ushbu turdagi stabilizatorlarning aksariyati 2,6-dialkilfenol (izobuten, stirol va boshqalardan olingan) va ba'zi aromatik uglevodorodlar (mezitilen, durol) yoki boshqa alkilfenol o'rtasida metilen yoki sulfid ko'prigi bo'lgan ikki yadroli birikmalarga tegishli:

Adabiyotlar ro'yxati

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

3. Lebedev va asosiy organik va neft-kimyo sintezi texnologiyasi. M., Kimyo. 1988. - 592 b.;

4., Vishnyakova neft-kimyo sintezi. M., 1973. - 448 b.;

5. Yukelsonning asosiy organik sintezi. M., "Kimyo", 1968 yil.