|
Laboratoriya ishi mavzusi: Etanoldan butadien-1,3 olish
|
| bet | 24/27 | | Sana | 18.06.2024 | | Hajmi | 0,56 Mb. | | #264200 |
Bog'liq Uslubiy qo\'llanmaLaboratoriya ishi mavzusi: Etanoldan butadien-1,3 olish
Ishning maqsadi. Ko’p funktsional katalizatordan foydalanadigan murakkab ko’p bosqichli jarayonning asosiy qonunlari bilan tanishish; olingan texnologik mezonlarni va jarayonning parametrlarini hisoblash va sharhlash.
Nazariy qism. konsentrasiya, muvozanat va katalizatorni tanlash.
Etanoldan 1,3-butadien olish quyidagi umumiy tenglama bilan tavsiflanadi:
2C2H5 C4H6 + 2H2O + H2 - 80 kj/mol (1)
Termodinamik hisob-kitoblar 1,3-butadienning hosil bo’lishi nisbatan past haroratlarda mumkinligini ko’rsatadi. Reaksiya tenglamasi (1)dan ko’rinib turibdiki, harorat ko’tarilganda muvozanat divinilning chiqishi tomoniga ortadi va 330°C haroratida stexiometrik nisbatga yaqinlashadi. Asosiy reaktsiya bilan bir vaqtda, termodinamik tarzda parallel va davomli qo’shimcha reaktsiyalar yuzaga keladi. Qo’shimcha reaktsiyalar natijasida uglevodorodlar (alkanlar, alkenlar va arenalar), shuningdek kislorodli birikmalar: spirtlar, aldegidlar, efirlar va ketonlar olinadi. Alkenlar va arenlar o’z navbatida polimerlanadi va kondensirlanish oqibatida zichlashib qattiq uglerodli moddalari -hosil qilaadi.
Reaksiya tenglamasi (1) – umumlashtirilgan. Jarayon mexanizmi tabiatda turli elementar bosqichlarni o’z ichiga olishi kerak: vodorodning ajralishi-dehidrasyon, suvni ajratish-suvsizlanish, qo’shimcha C-C bog’larini shakllantirish uchun kondensatsiya reaktsiyasi talab qilinadi (mumkin bo’lgan variantlardan biri sifatida). Faol va selektiv tanlov uchun asosiy katalizator bu reaktsiyalarni (bosqichlarni) tezlashtiradigan tarkibiy qismlarni o’z ichiga olishi kerakligi haqidagi ilgari surildi. Eng yaxshi katalizator S.V.Lebedev tomonidan taklif etilgan tizim, tarkibiga kislotali degidratatsiya katalizatori Al2O3 asosidagi, degidragenlash katalizatori – ZnO va kondensatsiya katalizatori asos oksidi – MgO, hisoblanadi. Bunday holda mexanizm quyidagi tarzda taqdim etilishi mumkin.
Birinchi bosqichda etil spirtini 1,3-butadienga aylantirish uchun suvsizlanish sodir bo’ladi:
2CH3-CH2OH 2CH3-CHO + 2[H], 2[H]→H2 (2)
Bu yerda [H]-katalizator sathiga adsorbsiyalangan vodorod.
So’ngra aldol va kraton kondensatlanish natijasida kroton aldegid hosil bo’ladi:
2CH3-CHO CH3-CH(OH)-CH2-CHO CH3-CH=CH-CHO + H2O (3)
Kroton aldegidi rux oksidi yuzasida adsorbsiyalangan atomar vodorod bilan krotil spirtiga qaytariladi (molekulyar vodorod rux oksidi ishtrokida yomon faollashadi):
2CH3-CH=CHO + 2[H] CH3-CH=CH-CH2OH (4)
Krotil spirt 1,3-butadienga izomerilanish bilan degidratlanadi:
2CH3-CH=CH-CH2OH CH3-CH=C=CH2 CH2=CH-CH=CH2 (5)
12-rasm. 1,3-butadienning muvozanat chiqishining ( *) haroratga bog’liqligi.
Butadienning sintezi turli xil qo’shimcha mahsulotlarning (oltmishtagacha) hosil bo’lishi bilan boradi, shu sababli bu jarayon selektiv katalizator ishtirokida amalga oshirilishi kerak.
|
| |
