|
Organik kimyo
|
| bet | 3/6 | | Sana | 12.12.2022 | | Hajmi | 2.23 Mb. | | #34270 |
Bog'liq IZOPREN Komilova kurs ishi DIDAKTIKA TA\'LIM NAZARIYASI SIFATIDAIzopren dasturlari
Izopren tabiiy kauchukda polimerlanadi, shuning uchun uning barcha qo'llanilishini bilvosita usulda ushbu birikma bilan bog'lash mumkin. Bu gutta-perchaning bir qismi, sis va trans 1,4-poliizopren polimerlar aralashmasi bilan tayyorlangan elastik materialdir, u ilgari golf to'plarini tayyorlash uchun ishlatilgan.
Kauchuk koptoklar, shlanglar, qo'lqoplar, prezervativlar, etiklar, elektr asboblari uchun aksessuarlar, elimlar, sho'ng'in kostyumlari, butilkalaruchun nipellar, tebranishlarni neytrallashtiruvchi qoplamalar tayyorlash uchun ishlatiladi; va avvalambor, uning sintetik versiyasi, izoprenli kauchuk, shinalarni ommaviy ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Izopren, polisuprenalar singari, boshqa polimerlar bilan aralashtirilishi mumkin, masalan, faqat stirol-butadien yoki faqat butadiyenli kauchuklar, undan ham mustahkam va bardoshli materiallar ishlab chiqaradi.Ya'ni, u turli xil elastik kopolimerlarni sintez qilish uchun ishlatiladi.
Kauchuk sanoatidan tashqari izopren vitaminlar, xushbo'ylashtiruvchi moddalar, steroidlar, atirlar va boshqa izoprenoid moddalarni sintez qilish uchun boshlang'ich material sifatida ishlatiladi, bu tabiiy manbalardan olishdan ko'ra sintez qilish mumkin.
Dien uglevodorodi izopren (2-metilbutadien-1,3) yuqori reaktivdir: havoda osongina oksidlanadi va oson portlovchi peroksidlar hosil qiladi. Izopren zaharli hisoblanadi, yuqori konsentratsiyalarda u dori kabi harakat qiladi (MAC 40 mg/m3). Izoprenning asosiy xususiyati shundaki, polimerlanish jarayonida u trans- va sis-poliizopren (tabiiyga oʻxshash) izopren kauchuklarini hosil qiladi. Tabiiy kauchukning izopren polimeri ekanligi 1860 yildayoq ma'lum bo'lgan. Ziegler-Natta katalizatori kashf etilgandan keyingina elastik xossalari boʻyicha tabiiylarga amalda teng boʻlgan sunʼiy kauchuklar olindi [10, 378-bet]. Tabiiy kauchuk ba'zi tropik daraxtlarning sutli sharbatidan olinadi. Sutli sharbatdan ajratilgan kauchuk vulkanizatsiya qilinadi, ya'ni oltingugurt yoki oltingugurt xlorid bilan ishlov beriladi, kauchuk esa ma'lum miqdorda oltingugurtni o'zlashtiradi, bu uning sifatini sezilarli darajada yaxshilaydi: u yanada elastik bo'ladi, bu xususiyatlarni sezilarli darajada harorat o'zgarishi bilan saqlaydi; kimyoviy moddalarga ham chidamli bo'ladi. Vulkanizatsiya jarayonida 25-40% miqdorida oltingugurt ishlatilsa, qattiq mahsulot - ebonit olinadi, bu juda qimmatli izolyatsion materialdir. Poliizoprenli kauchuklar umumiy maqsadli kauchuklar bo'lib, bunday mahsulotlarda qo'llaniladi: avtomobil, samolyot, velosiped trubkasi va shinalar.
Ushbu ishning vazifalari: izoprenni sanoat va laboratoriyada ishlab chiqarishning asosiy usullarini aniqlash; Har bir usul bo'yicha mahsulotni olish uchun apparat dizayni va texnologiyasini ko'rib chiqish; Hozirgi vaqtda izopren ishlab chiqarishning eng samarali sanoat usulini aniqlash.
Adabiyot sharhi. Izopren vodorod, galogenlar, galogen vodorodlar, birlamchi va ikkilamchi aminlar va hokazolarni qoʻsh bogʻlanishga oson qoʻshadi.Uning asosiy xossasi, masalan, butadien, stirol, akrilonitril, propilen bilan oson polimerlanish va sopolimerlanish qobiliyatidir.
Tijoriy ravishda izopren ishlab chiqarish uchun oltita jarayondan foydalanish mumkin. Aseton va asetilenning izoprenni olish uchun reaktsiyasi dastlab metilbutinolni hosil qiladi, keyinchalik u gidrogenatsiyaga uchraydi, keyin esa suvsizlanadi. Izopren olishning ikkinchi usuli - propilenning dimerizatsiyasi. Ayrim turdagi katalizatorlar mavjud bo'lganda, izoprenga qo'shimcha ravishda reaktsiyada metan ham hosil bo'ladi, u avtomobillar uchun motor yoqilg'isi uchun ishlatiladi, uyda va sanoatda o'ziga xos "gaz hidi" bo'lgan odorantlar (odatda tiollar). odatda metanga qo'shiladi. Propilen va 2-metilbuten-2 hosil qilish uchun izoprenni buten-2 metatezidan ham olish mumkin. Oxirgi usulni turli xil ma'lum usullar bilan suvsizlantirish mumkin.
Standart sharoitda izopren rangsiz uchuvchi suyuqlik bo'lib, qaynash nuqtasi -35, erish nuqtasi -146 va zichligi (suyuqlik holatida -20) 0,681 g / sm3. Suvda amalda erimaydi (0,029 mol.%), lekin etanol, dietil efir, aseton va benzol bilan hamma nisbatda aralashadi. Izopren metil yoki etil spirti bilan qoʻsh azeotrop aralashmalar hosil qiladi. Izoprenning eng muhim xususiyati ularning polimerlanish qobiliyatidir, bu sintetik izopren kauchuklarini olish uchun ishlatiladi:
Spektroskopik tadqiqotlar ma'lumotlariga ko'ra, 50°C da izopren molekulalarining ko'pchiligi barqaror s-trans konformatsiyada bo'ladi va molekulalarning faqat 15% s-cis konformatsiyasiga ega. Bu holatlar orasidagi energiya farqi 6,3 kJ/mol [10, s.175]. Past qutbli erituvchilarda natriy yoki kaliy kabi inisiatorlar ta’sirida izoprenning polimerlanishi 1,2-, 3,4- va trans-1,4-poliizopren hosil bo‘lishiga olib keladi. Polar bo'lmagan erituvchida litiy bilan polimerizatsiyani boshlash 94% cis birliklarini o'z ichiga olgan kauchuk ishlab chiqarishga olib keladi:
Ziegler-Natta katalizatorlaridan foydalanish tabiiy kauchuk bilan deyarli bir xil kauchuk olish imkonini beradi. Stereokimyoviy nazorat bo'lmaganda izoprenni polimerizatsiya qilishda turli xil polimer mahsulotlarining shakllanishi printsipial jihatdan mumkin. Spontan polimerlanishni oldini olish uchun izopren gidroxinon kabi inhibitorlar ishtirokida saqlanadi.
2.2 Izopren olish usullari Izopren olishning quyidagi sanoat usullari ma'lum: Aseton va asetilendan izopren sintezi; Propilendan izopren sintezi (propilenning dimerizatsiyasi); Buten metatezasi.
Aseton va asetilendan izopren sintezi Jarayonni akademik A.E. Nazarov va uch bosqichda davom etadi. Bu usul qimmat xom ashyo tufayli kam qo'llaniladi. izopren izobuten formaldegid propilen Ishqoriy katalizator - kukunli KOH va erituvchi - dietil efir ishtirokida aseton va asetilendan dimetilatsetilenilkarbinol (metilbutinol) sintezi:
Qo'shimcha mahsulotlarning shakllanishiga yo'l qo'ymaslik uchun birinchi bosqichda ortiqcha asetilen ishlatiladi. Katalizator sifatida gidroksidi yoki gidroksidi tuproq metall asetilenidi ishlatiladi. Metilbutinolning chiqishi 1 mol katalizator uchun 50-60 molni tashkil qiladi. Metilbutinolni (MBI) dimetilvinilkarbinolga (metilbutenol) gidrogenlash:
MBI ning gidrogenatsiyasi 0,5-1 MPa vodorod bosimi va 30-80 ° S haroratda amalga oshiriladi. Katalizator tayanch ustidagi kolloid palladiydir. Metilbutenolning izoprenga katalitik suvsizlanishi:
Dimetilvinilkarbinolni suvsizlantirish DMVA bug'larini suv bilan texnik alyuminiy oksidi ustida 260-3000 S haroratda o'tkazish yo'li bilan amalga oshiriladi. 1-rasmda asetilenning aseton bilan reaksiyasi orqali izopren olishning sxematik texnik diagrammasi ko'rsatilgan:
Yetakchi reaktor; 2 - reaksiyani tugatish uchun apparat; 3 - ajratuvchi; 4 - aseton regeneratsiyasi ustuni; 5 - og'ir qoldiqlarni ajratish ustuni; 6 - gidrogenlash reaktori; 7 - katalizator ajratgich 8 - metilbutenol bug'latgich; 9 - suvsizlanish rektori; 10 - suvni yuvish uchun skrubber; 11 - distillash ustuni. 1-rasm - Asetilen va asetondan izopren ishlab chiqarishning sxematik oqim diagrammasi Ammiak-atsetilen aralashmasi ish bosimiga qadar siqiladi, suyultiriladi va aseton va katalizator bilan birgalikda 1-reaktorga kiritiladi. Keyin reaksiya mahsuloti 2-reaktorga yuboriladi. katalizatorni parchalash. 2-reaktordan keyin bosim atmosfera va ammiakgacha kamayadi va ortiqcha asetilen bug'lanadi, u qayta ishlashga qaytariladi. Bug'langan suyuqlik ikki ustunda 4 va 5 rektifikatsiya qilinadi.
Ulardan birinchisi, reaksiyaga kirishmagan asetonning oz miqdorini ajratish uchun mo'ljallangan, ikkinchisi esa, katalizatorning parchalanishidan keyin qolgan og'ir qo'shimcha mahsulotlar va tuzni eritma shaklida olib tashlashdir. 5-ustunning yuqori qismidan azeotrop MBI (metilbutinol - suv) olinadi, u katalizator va ortiqcha vodorod bilan birgalikda tanlab gidrogenlash uchun reaktor 6ga yuboriladi. Reaksiyaga kirmagan vodorod qayta ishlashga qaytariladi, vodorodlangan mahsulot bosimi atmosfera bosimiga tushiriladi, so‘ngra katalizator undan sentrifugada ajratiladi, u esa o‘z navbatida qayta ishlashga qaytariladi.
Yuqorida ko'rsatilgan sxema bo'yicha olingan metilbutenol va suv aralashmasi 8 apparatda bug'lanadi va reaktor 9 ga yuboriladi. Bu erda ajratilgan izopren bug'lari 10-gachasi reaksiyaga kirmagan metilbutenolning oz miqdoridagi suv bilan yuviladi. mahsulotlar. Natijada izopren (xom), 2-ustundagi engil va og'ir fraksiyalarni olib tashlash uchun yakuniy distillashdan o'tkaziladi. Izopren-rektifikatorning tarkibi 98,5%, olefinlar - 1,5%.
1.2.2 Propilendan izopren sintezi Izopren olish jarayoni uch bosqichda amalga oshiriladi. Propilenning 2-metilpenten-1 ga dimerlanishi metallorganik katalizatorlarda:
Reaktsiya natijasida beqaror alyuminiy alkil olinadi, u keyinchalik propilen bilan o'zaro ta'sirlanib, sxema bo'yicha parchalanadi:
2-metilpenten-1 dan 2-metilpenten-2 ning kislotali katalizatorlarda izomerlanishi:
Vodorod bromid ishtirokida 2-metilpenten-2 ning pirolizi:
Vodorod bromididan 2-metilpenten-2 pirolizining tashabbuskori sifatida foydalanish maxsus issiqlik va korroziyaga chidamli po'latlardan o'choq ishlab chiqarishni talab qiladi. Usulning afzalligi - xom ashyo sifatida arzon va arzon propilendan foydalanish. Muhim kamchilik - ko'p bosqichli tabiat, past selektivlik, qiyin piroliz sharoitlari, izoprenni tozalash zarurati [13, 90-bet].
1.2.3 Buten metatezasi
Izopren sinteziga qiziqarli yondashuv buten-2 ning propilen va 2-metilbuten-2 ni hosil qilish metatezidir. Ikkinchisini turli xil ma'lum usullar bilan suvsizlantirish mumkin. Ushbu yondashuvning kamchiligi shundaki, har qanday alkenlar metateza reaktsiyasiga kirishi mumkinligi sababli, turli xil yon mahsulotlar hosil bo'ladi. Bu holat, ayniqsa, ishlab chiqarishning sanoat miqyosida, boshlang'ich reagent sifatida arzonroq texnik buten-2, buten-1 aralashmasidan foydalanilganda yanada og'irlashadi.
1.3 Izoprenning qo'llanilishi Ishlab chiqarilgan izoprenning katta qismi xossalari va tuzilishi bo'yicha tabiiy kauchukga o'xshash va avtomobil shinalari ishlab chiqarishda keng qo'llaniladigan sis-1,4-poliizopren izoprenli kauchuk sintezida ishlatiladi. Yana bir izopren polimerizatsiya mahsuloti, trans-1,4-poliizopren, gutta-percha xossalariga ega va sanoatda keng qo'llanilmaydi, golf to'plarini ishlab chiqarish va simli izolyatsiyadan tashqari. Izoprenni qo'llashning muhim sohasi stirol-izopren-stirol tipidagi blok-sopolimerlarni sintez qilishdir. Shu kabi mahsulotlar termoplastik polimerlar va bosimga sezgir yopishtiruvchi moddalar sifatida ishlatiladi. Izopren izoprenning izobutilen bilan sopolimerizatsiyasi mahsuloti bo'lgan butil kauchukni sintez qilishda ham qo'llaniladi, bu erda izoprenning mol ulushi 0,5 dan 3,0% gacha. 1972 yildan boshlab Rhodia Incorporated (AQSh) izopren, aseton va asetilendan terpenlarni sanoat sintezi usullarini ishlab chiqishni boshladi.
Sintetik sxema prenilxlorid hosil qilish uchun izoprenga vodorod xlorid qo'shilishini o'z ichiga oladi, keyin u ikki bosqichda dehidrolinaloolga aylantiriladi. Ikkinchisi linalool, geraniol, sitral, b-ionon va ularning hosilalari kabi turli xil terpenlarni sintez qilish uchun boshlang'ich birikma bo'lib xizmat qildi. Keyinchalik zavod yopildi, ammo yapon ishlab chiqaruvchisi Kuraray ushbu sxema bo'yicha nafaqat ushbu mahsulotlarni, balki skvalan va boshqa aralashmalarni ham ishlab chiqarishni davom ettirdi. Rhodia Incorporated, shuningdek, Grignard sintezi yordamida izoprenning ikki molekulasidan lavandulol sintez qilish usulini ishlab chiqdi. Tabiiy terpenlar bosh-quyruq printsipiga ko'ra bir-biriga bog'langan izopren bo'laklaridan iborat. Sintetik analoglar ham ushbu tuzilishga ega bo'lishi kerak, shuningdek, ma'lum pozitsiyalarda qo'sh aloqalarni o'z ichiga olishi kerak. Shu munosabat bilan, terpenlarni oligomerizatsiya va telomerizatsiya yo'li bilan sanoat sintezi qiyin va odatda boshqa yondashuvlar qo'llaniladi. Shunga qaramay, katalizatorda (natriy/dialkilamin) izoprenni dimerlash orqali mirsenni sintez qilish usuli taklif qilingan. Ushbu jarayon Nissan Chemical Industries tomonidan tijoratlashtirilmoqda. Katalizator sifatida dietilamin va butillitiy ta'sirida izoprenning telomerlanishi N, N-dietilnerilaminga olib keladi, keyinchalik u linalool, geraniol, nerol, sitronellal, gidroksitranellal va mentolga aylanishi mumkin.
Texnologik qism .1 Izobuten va formaldegiddan izopren olish.Izobutenni formaldegid bilan yuqori haroratda reaksiyaga kirishganda (Shahzoda reaksiyasi) suyuq fazada 4,4-dimetil-1,3-dioksan (DMD) asta-sekin parchalanadi, to'yinmagan. spirtlar va diol izopren hosil qilishi kuzatiladi. Buni 2-rasmdan ko'rish mumkin, unda mahsulot unumining 160°C da reaksiya vaqtiga bog'liqligi ko'rsatilgan.
Formaldegid; 2 - 4,4-dimetildioksan-1,3; 3 - izopren; 4-3-metilbuten-3-ol-1; 5 - 3-metilbuten-2-ol-1; 6 - 5-metildihidropiran-5,6; 7 - tert-butil metil efir; 8 - 3-metilbutandiol-1,3. 2-rasm - Formaldegidning izobuten bilan reaksiyasi mahsulotlari unumining reaksiya vaqtiga bog'liqligi grafigi Bunga asoslanib, 150-160 ° S, ≈ 3 MPa suyuqlik fazada izoprenning bir bosqichli sintezi va kataliz suvda eruvchan Lyuis kislotalari bilan ishlab chiqilgan. Bir bosqichli jarayonda apparatlar sonini va kapital xarajatlarni kamaytirish bilan bir qatorda, muvozanat holatida bo'lgan reaksiyaga qaytarilishi mumkin bo'lgan qo'shimcha mahsulotlar, shu jumladan tert-butanolni utilizatsiya qilish muammosini hal qilish osonroq. izobuten bilan [7, s.348]. Izobuten o'rniga ham xom ashyo sifatida tert-butanoldan foydalanish taklif qilindi (C4 fraktsiyasidan izobutin olish yoki propilen epoksidlanishining izobuten varianti bilan olingan):
Izobuten fraksiyasi va formaldegiddan izopren ishlab chiqarishning soddalashtirilgan texnologik sxemasi 3-rasmda keltirilgan:
2 - I bosqich reaktorlari; 3, 7, 10-13, 18, 19 - distillash ustunlari; 4 - deflegmator; 5 - qozon; 6 - gaz kelebeği klapanlari; 8 - nasoslar; 9 - neytrallashtiruvchi; 14 - issiqlik almashtirgich; 15 - reaktorning II bosqichi; 16 - muzlatgich; 17 - ajratuvchi. 3-rasm - Izobuten va formaldegiddan izopren ishlab chiqarishning sxematik diagrammasi Birinchi bosqich suv bilan sovutilgan ikkita quvurli reaktor 1 va 2 da amalga oshiriladi. Izobuten fraktsiyasi va resirkulyatsiya bilan suyultirilgan formaldegidning suvli eritmasi ularda teskari oqim bilan harakat qiladi: og'irroq, suvli qatlam pastga tushadi va engil, uglevodorod qatlami ko'tariladi va suyuqliklarning tarqalishi katta fazali aloqa yuzasini yaratishga imkon beradi. Ushbu reaktorlarning yuqori va pastki qismlari mos ravishda uglevodorod va suv qatlamlari ajratilgan separator vazifasini bajaradi. Birinchi qatlamga dioksan va to'yinmagan spirtlar deyarli to'liq o'tadi, ikkinchi qatlamda o'zgarmagan formaldegid, metanol va diolning bir qismi qoladi.
2-reaktorning pastki qismidagi suvli qatlam ishqor bilan neytrallanadi va undan uglevodorod qatlami bilan birlashtirilgan 3-ustunda barcha uchuvchi moddalar distillanadi. Keyin 7-ustunda 3-ustunning QQS qoldig'idan va jarayonning ikkinchi bosqichidan qayta ishlangan formalindan formaldegidning suyultirilgan suvli eritmasi distillanadi, uni og'ir qoldiqlardan ajratadi. Bu eritma unga yangi formalin qo`shib reaksiyaga qaytariladi. Reaktor 1 ning yuqori qismidagi uglevodorod qatlami va suvli qatlamning engil distillashi birlashtiriladi va neytrallashtirgichda 9 qarshi oqimdagi suvli ishqor eritmasi bilan ishlov beriladi, so'ngra u reaktor 2 dan chiqib, bo'g'inga oziqlanadigan suvli qatlam bilan aralashtiriladi. yuqorida tavsiflangan qayta ishlash. Konvertatsiya qilinmagan izobuten yuvilgan uglevodorod qatlamidan 10-ustunda distillanadi va uni reaksiyaga qaytaradi (butanlar va n-butenlarni o'z ichiga olgan fraktsiyadan foydalanganda, ularning resirkulyatsiyada to'planishiga yo'l qo'ymaslik uchun izobutenni "mustahkamlash" uchun qo'shimcha distillash kerak bo'ladi.
Keyin 11-ustunda reaksiya mahsulotlaridan ko‘proq uchuvchi metanol va metilal distillanadi, 12-ustunda esa tert-butanol distillanadi. Dioksan (to'yinmagan spirtlar bilan birgalikda) 13-ustunda og'ir qoldiqdan ajratiladi va jarayonning ikkinchi bosqichiga yuboriladi. Dioksan issiq reaksiya massasining issiqligi hisobiga issiqlik almashtirgichda 14 isitiladi va bug'lanadi, o'ta qizdirilgan bug 'bilan aralashtiriladi va ikkinchi bosqichning 15-reaktoriga (heterogen katalizatorning statsionar qatlami bilan adiabatik tip) beriladi. Reaksiya aralashmasi issiqlik almashtirgich 14 orqali o'tadi, sovutadi va muzlatgichda 16 kondensatsiyalanadi, organik qatlam suv qatlamidan 17 ajratgichda ajratiladi Formaldegidni o'z ichiga olgan suvli qatlam birinchi bosqichdan keyin olingan suvli eritmalar bilan birgalikda ishlov berish uchun 3-ustunga yuboriladi. reaktsiya haqida:
- Formaldegid demetanollash ustuni; 2, 3 - reaktorlar; 4 - qazib olish ustuni; 5 - uchuvchi uglevodorodlarni distillash uchun ustun; 6 - suvli qatlamning bug'lanish ustuni; 7 - formaldegid kontsentratsiyasi ustuni; 8 - suv qatlamini tozalash uchun birlik; 9 - reaksiyaga kirishmagan formaldegidni yuvish uchun ustun; 10 - C4 engil fraktsiyasining distillash ustuni; II - DMD va TMK ajratish ustuni. 4-rasm - DMD sintezining sxematik diagrammasi Seperator 17 ning yuqori qismidagi organik qatlam ketma-ket ikkita distillash ustuniga beriladi. Birinchisida (18) dioksanning parchalanishi paytida hosil bo'lgan izobuten distillanadi, u sintezning birinchi bosqichiga qaytariladi. Keyin izopren 19-ustunda yuqori qaynash qoldig'idan (konvertatsiya qilinmagan dioksan va qo'shimcha mahsulotlar) ajratiladi. Yakuniy tozalash uchun izopren suv bilan yuviladi, azeotrop distillash bilan quritiladi va yakuniy rektifikatsiya amalga oshiriladi. Ushbu bosqichlarda polimerizatsiyani oldini olish uchun unga inhibitor qo'shiladi:
Pech; 2 - reaktor; 3 - kondansatör; 4 - suv ombori; 5, I0 - yuvish ustunlari; 6 - C4 va C5 uglevodorodlarini distillash uchun ustun; 7 - izobutilenni tozalash ustuni; 8,9 - izopren uchun ustunlar - rektifikatsiya qilingan; II - distillash ustuni MDGP; II2 - DMD ajratish ustunini qaytarish; I3 - absorber; I4 - desorber; I5 - suvli qatlamdan uchuvchi organik moddalarni distillash uchun ustun; I6 - CH2O tiklash ustuni. 5-rasm - DMD ning katalitik parchalanishi va izopren ishlab chiqarishning sxematik diagrammasi Yuqori selektivlik (formaldegid uchun 80% gacha va izobuten uchun 90% gacha), asbob-uskunalarning korroziyasini kamaytirish va hosil bo'lgan izoprenning yuqori sifati haqida xabar berilgan [10, b. 396]. 2.2 Izoamilen va izopentandan izopren olish Katalitik dehidrogenlash usullari C5 izobirikmalari - izopentan va izoamilenlardan izopren olishda qo'llaniladi. Agar izopentan dastlabki mahsulot sifatida ishlatilsa, katalitik dehidrogenatsiya jarayoni ikki bosqichda davom etadi: izopentan-izoamilen-izopren.
Shu bilan birga, degidrogenatsiya bir bosqichda ham amalga oshirilishi mumkin va izoamilenlarning izopentan bilan aralashmasi yoki faqat izopentan bilan aralashmasi ham xom ashyo sifatida olinishi mumkin13-15. Izoamilendan va izopentandan izoprenni olish sxematik tenglamalar bilan ifodalanishi mumkin:
Normal bosim va 525-535% °C da izopentanni katalitik dehidrogenlash usuli bilan izoamilenlar o'tgan uchun 33-37% va parchalangan izopentan uchun 83-87% gacha bo'lgan rentabellik bilan olinishi mumkin. C5 uglevodorodlarini katalitik dehidrogenlash reaktsiyalari, qoida tariqasida, C4 uglevodorodlarini dehidrogenlash holatiga qaraganda 25-30 ° C past haroratlarda davom etadi. Izopentandan izoprenni olish izopentanni degidrogenlash jarayonida sezilarli darajada ko'p izomerlar hosil bo'lishi bilan murakkablashadi. Bundan tashqari, dehidrogenlanish ko'proq darajada izomerizatsiya reaktsiyalari bilan birga keladi. Izopentanni degidrogenlash jarayonida izoamilenlarning uchta izomeri hosil bo'ladi: 2-metilbutilen-1; 2-metilbutilen-2 va 3-metilbutilen-1, mos ravishda 31,05, 38,49 va 20 ° C da qaynatiladi; 2-metilbutilen-2 asosan barcha izoamilenlarning taxminan 65% miqdorida hosil bo'ladi.
Izopentanning katalitik degidrogenatsiyasi jarayonida yuzaga keladigan izomerlanish reaktsiyalari va texnik izopentanda ma'lum miqdorda n-pentan bo'lishi tufayli degidrogenlash mahsulotlaridan ajratilgan C5 fraktsiyasi izopentan, n-pentan, uchta izoamilen, uchta n-amilen (penten -1, penten-2, sis- va trans-), piperilen (sis- va trans-), izopren, siklopentadien. Xuddi shunday qaynash temperaturasiga ega uglevodorodlar aralashmasidan sof izoamilenlarni ajratib olish murakkab jarayondir. Izoamilenlarning izoprenga dehidrogenlanish reaksiyasini quyidagi tenglama bilan ifodalash mumkin:
Q reaksiyasining issiqligi dastlabki izoamilenning tuzilishiga bog'liq: 2-metilbutilen-2 ni gidrogenlashda u 32,895 kkal/mol, 3-metilbutilen-1 uchun - 29,478 kkal/mol va 2-metilbutilen uchun 29,478 kkal/mol bo'ladi. -1 - 31,324 kkal/mol. Barcha uch izoamilen izopren hosil qiladi. Bu reaksiya past qisman bosim va yuqori haroratni talab qiladi. Izoamilenlar bug 'va katalizator ishtirokida gidrogenatsiyalanganda 75-85% izopren hosil qiladi. Izoamilen va izopentandan izopren olish usuli qattiq rejimni va xom ashyoni ham, tayyor mahsulotni ham kompleks fraksiyalashni talab qiladi. Ushbu usul bilan olingan monomer izopren tarkibidagi aralashmalarga polimerizatsiya reaktsiyasining sezgirligi tufayli boshqa qiyinchiliklar ushbu usulni amalga oshirish yo'lida to'sqinlik qiladi.
Bu jarayonning kamchiliklari, shuningdek, ishlab chiqarishni tarkibida izopentan ko'p bo'lgan fraktsiyalar va ko'p miqdorda qo'shimcha mahsulot piperilen bilan ta'minlashning qiyinligi bo'lib, ular uchun hozirda sanoat qo'llanilishini topish mumkin emas 2.3 Uglevodorodlarni suyuq fazali oksidlanish yoli bilan izopren olish.Izopentenni suyuq fazali oksidlanish yoli bilan izopren olish uning organik gidroperoksidlar bilan epoksidlanish reaksiyasiga asoslangan. Jarayon to'rt bosqichni o'z ichiga oladi: izopentanning atmosfera kislorodi bilan tert-pentil gidroperoksidgacha oksidlanishi:
Gidroperoksidning sintezning oraliq mahsuloti bo'lgan 2-metilbuten-2 bilan 2-metilbuten-2 oksid hosil bo'lishi bilan o'zaro ta'siri:
2-metilbuten-2 oksidning to'yinmagan spirt 2-metilbuten-1-ol-3 ga izomerlanishi:
Spirtli ichimliklarni izoprenga suvsizlantirish:
Jarayonning sxematik blok diagrammasi quyidagi rasmda ko'rsatilgan:
Uglevodorodlarning suyuq fazali oksidlanishi orqali izopren ishlab chiqarishning asosiy texnologik sxemasi.
3. Xavfsizlik choralari Inson tanasiga ta'sir qilish darajasiga ko'ra, kauchuk past xavfli moddalarga tegishli: GOST 12.1.007 bo'yicha 4-sinf. To'g'ridan-to'g'ri aloqada teri va ko'zning shilliq qavatiga mahalliy tirnash xususiyati beruvchi ta'sir ko'rsatmaydi. Terini rezorbtiv va sezgirlashtiruvchi ta'sirlar yo'q. Kümülatif xususiyatlar aniqlanmagan. Ishlab chiqarish ob'ektlari umumiy almashinuv ventilyatsiyasi, mahalliy egzozlar bilan jihozlangan bo'lishi kerak. Havo almashinuv kursi kamida 3 bo'lishi kerak. Kauchukni ishlab chiqarish va ishlatishda antistatik yong'inga qarshi va portlashdan himoyalangan germetik dizayndagi uskunalardan foydalanish kerak. Yong'in sodir bo'lganda, polimer, uglerod oksidi va kuyikning yonish mahsulotlari xavflidir. Qayta ishlash haroratida kauchuk portlamaydi va faqat olov manbasiga kiritilganda yonadi. Kauchukning yonish harorati 290 ° C, o'z-o'zidan yonish harorati 340 ° C.
Yong'in o'chirish vositalari - namlash vositasi bo'lgan suv, havo-mexanik ko'pik, suv bug'lari, karbonat angidridli o't o'chirgichlar, maxsus kukunlar, asbest mato, bo'r, qum.Kauchuk ishlab chiqarish va qayta ishlashda xizmat ko'rsatuvchi xodimlar sanoat gigienasi va sanoat sanitariyasiga rioya qilishlari kerak. standartlarga muvofiq, dastlabki (ishga qabul qilishda) va davriy profilaktik ko'riklardan o'tish. U kauchuk ishlab chiqarish va qayta ishlash bilan bog'liq barcha ishlarni GOST 12.4.103 va GOST 12.4.011 talablariga muvofiq maxsus kiyim va maxsus poyabzalda va maxsus kiyim, poyafzal va boshqalarni bepul berish uchun standart me'yorlarga muvofiq bajarishi kerak. . ishchi va xizmatchilarga . Transport belgisi - GOST 14192 bo'yicha.
GOST 14192 ga muvofiq "Namlikdan himoya qilish" va "Quyosh nuridan himoya qilish" manipulyatsiyasi belgilari, shuningdek, har bir paketga quyidagi ma'lumotlar qo'llaniladi: a) ishlab chiqaruvchining nomi yoki savdo belgisi; b) kauchukning nomi va markasi; c) partiya raqami; d) o'rindiq raqami; e) aniq vazn; e) ishlab chiqarilgan oyi va yili; g) ushbu standartning belgilanishi va kauchuk ishlab chiqarilgan hujjat.
Izopren orqali hosil bo'ladi metil-eritritol 4-fosfat yo'li (MEP yo'li, shuningdek mevalonat bo'lmagan yo'l deb ham ataladi) xloroplastlar o'simliklar. MEP yo'lining ikkita mahsulotidan biri, dimetilalil pirofosfat (DMAPP), ferment tomonidan parchalanadi izopren sintaz izopren va difosfat hosil qilish uchun Shuning uchun MEP yo'lini to'sib qo'yadigan inhibitorlar, masalan fosmidomitsin, shuningdek izopren hosil bo'lishini blokirovka qiladi. Izopren emissiyasi harorat bilan keskin oshadi va maksimal 40 ° C atrofida bo'ladi. Bu izopren o'simliklarni issiqlik ta'siridan himoya qilishi mumkin degan farazga olib keldi (termotolerans gipotezasi, quyida ko'rib chiqing). Izopren emissiyasi ba'zi bakteriyalarda ham kuzatiladi va bu DMAPP ning fermentativ bo'lmagan parchalanishidan kelib chiqadi.Tartibga solish. O'simliklardagi izopren emissiyasi substratning mavjudligi (DMAPP) tomonidan ham nazorat qilinadi ferment (izoprena sintaz) faolligi.
Izopren (2-metilbutadiyen-1,3), CH2=C(CH3)-CH=CH2 — toʻyinmagan uglevodorod, rangsiz suyuqlik. Molar massasi 68,11, qaynash temperaturasi 34,07°, suyuqlanish temperaturasi — 146°, spirt va efirda eriydi. Oʻz-oʻzidan alangalanadi (400° da). Izopren toʻyinmagan uglevodorodlarga xos reaksiyalarga kirishadi, oson gidrogenlanadi, metallorganik birikmalar hosil qiladi. Birikish va polimerlanish izoprenning oʻziga xos reaksiyalaridan hisoblanadi. Sanoatda izobutilenga formaldegid taʼsir ettirish, izopentanni gidrogenlash, suyuq neft mahsulotlarini piroliz qilish usullari bilan olinadi. Sintetik kauchuk, termoelastoplastlar, xushboʻy va dorivor moddalar ishlab chiqarilishida qoʻllaniladi. Izopren, yoki 2-metil-1,3-butadien, keng tarqalgan organik birikma formulasi CH bilan2= C (CH3) CH = CH2. Sof shaklida bu rangsiz uchuvchi suyuqlikdir. Izopren - to'yinmagan uglevodorod. Izopren sanoat tomonidan issiqlikning yon mahsuloti sifatida eng oson tarzda mavjud yorilish ning nafta yoki neft, ishlab chiqarishda yon mahsulot sifatida etilen. Har yili taxminan 800 ming tonna ishlab chiqariladi. Izopren ishlab chiqarishning taxminan 95% sis-1,4-poliizoprenni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi - a sintetik tabiiy versiyasi kauchuk.
|
| |
