Зміст
Введення
1. Літературний огляд
1.1 Методи отримання цільовогопродукту
1.2 Обгрунтування вибору реакції
1.3 Аналіз основної реакції
2. Термодинамічний аналіз основноїреакції
2.1 Підготовка вихідної інформації
2.2 Розрахунок термодинамічних функцій
3. Кінетика і механізм реакціїотримання ізобутілену
3.1 Механізм реакції та його обгрунтування
3.2 Аналіз факторів, що впливають наосновну реакцію
3.3 Кінетична модель реакції
4. Вибір типу реактора
5. Розрахунок реактора
5.1 Матеріальний баланс
5.2 Визначення теплового навантаження нареактор
6. Операторна модель хіміко-технологічноїсистеми
Висновки
Список літератури
Введення
Неграничні спирти - це похідні ненасичених вуглеводнів, вмолекулах яких водневий атом заміщений на гідроксильну групу. Неграничніспирти сильно відрізняються як від вуглеводнів. [1]
Відмінність у фізичних властивостях між спиртами і багатьма іншими класамиорганічних сполук пояснюється наявністю в молекулах спиртів дуже полярноюгідроксильної групи. Вхідний до неї атом кисню, проявляючиелектроакцепторние властивості, В«стягує на себеВ» електронну щільність відпов'язаного з ним атома водню, і в останнього утворюється дефіцит електронноїщільності. В результаті цього між атомом водню гідроксильної групи однієїмолекули спирту та вільної електронної парою кисню OH-- групи інший молекули спиртувиникає воднева зв'язок, за рахунок якої відбувається асоціація молекулспиртів. Спирти -безбарвні речовини з щільністю менше одиниці. Хімічні властивості спиртівпроявляються в основному за рахунок гідроксильної групи.
Алліловий спирт отримують гідролізом аллілхлоріда (хлористого аллила) -продукту хлорування пропилену 5% розчином лугу. Пропеновий спирт єпобічним продуктом виробництва гліцерину, синтетичних смол і пластичнихматеріалів. [2]
Він широко використовується в хімічному синтезі, а також у виробництвіфармацевтичних препаратів, але найбільше застосування алліловий спирт знайшов увиробництві різних складних ефірів аллила, з яких найбільш важливимиє Діалло-фталат і Діалло-ізофталат, які служать в якостімономерів і реполімеров. Крім того, пропеновий спирт є полупродуктом ввиробництві гліцерину, синтетичних смол і пластичних матеріалів. [2]
Метою даної роботи є формування хімічної концепції процесугідролізу хлористого аллила, як методу отримання аллилового спирту.
Для реалізації вищезазначеної мети необхідно вирішити наступні завдання:
1. Вивчитиінженерні та технологічні основи отримання аллилового спирту.
2. Виконати теоретичний аналіз запропонованого методу, розглянути особливостіхімічної реакції.
3. Розглянутиособливості механізму реакції синтезу аллилового спирту.
4. Провеститермодинамічний аналіз основної реакції.
5. Розрахуватиматеріальний та тепловий баланс синтезу аллилового спирту.
6. Зробити вибір типу реактора, здійснити розрахунки об'єму реактора іповерхні теплообміну. ​​
7. Запропонувати операторної схему отримання аллилового спирту.
1.ЛІТЕРАТУРНИЙОГЛЯД
1.1 Отримання неграничних спиртів
Заміщення атомагалогену на гідроксил в хлористий аллил (промисловий метод отримання) [1, 20]
Неграничні спирти можна отримувати, вводячи гідроксильну групу вз'єднання, має кратну зв'язок.
аліл хлорид обмилюють розбавленим розчином лугу при 150-160 В° С і 15 атм.:
.
Вихід аллилового спирту, вважаючи на хлористий аліл, становить 88%;побічно утворюється до 9% діаллілового ефіру (побічна реакція):
2CH2 = CH-CH2Cl + H2O ⇄ (CH2 = CH-CH2) 2O +2 HCl.
Гідроліз хлористого аллила в алліловий спирт можна проводити також вкислому розчині в присутності хлористого метилену СН2Сl2; у цьому випадку вихід аллилового спирту складає 85-90%.
Реакція протікає в дві стадії; спочатку утворюється хлористий аліл, апотім алліловий спирт.
Або:
Н2С = СН - СН3 + Cl2 Н2С = СН - СН2Сl + НСl,
пропілен хлористий аліл
Н2С = СН - СН2С1 + NaOH Н2С = СН - CН2OН + NaCI.
алліловий спирт
Відновлення карбонових кислот [2]
Отримують спирти гідруванням відповідних карбонових
кислот або їх похідних (амідів, естерів, галогенангідридів), або
їх похідних (амідів, естерів, галогенангідридів), або відновленням LiAlH4, NaBH4 та ін:
R - COOH R - CH2OH,
H2C = CH-COOH H2C = CH-CH2OH.
акрилова кислота алліловий спирт
Селективне відновлення акролеїну по Меервейену -Понндорфу - Верлен [27]
Схема реакції поданні нижче:
СH2 = CH-CHO +RCH2-CH2OH CH2 = CH-CH2OH +RCH2-CHO
Реакцію проводять кип'ятінням розчину альдегіду в етиловому абоізопропиловому спирті в присутності етілат (або відповідно ізопропілата)алюмінію. Для того, щоб реакція закінчилася, необхідно безперервно відводитиутворюються продукти реакції.
Гідрування пропаргілового спирту
Ця реакція проводиться у присутності каталізатора наоснові заліза [25]:
.
Отримання аллилового спирту з гліцерину []:
+.
гліцерин алліловий спирт
Реакція гліцерину з безводній щавлевою кислотою
При нагріванні гліцерину з безводній щавлевою кислотою до 150 Лљ С врезультаті розпаду проміжного утворився щавлевокислого ефіругліцерину виходить алліловий спирт [34]:
+.
щавлевокислий ефір аліловий
гліцерину спирт
Для цьогонагрівають в реторті 4 частини гліцерину з 1 частиною кристалічної щавлевоїкислоти до 195 В° С, причому відганяється мурашина кислота при постійномувиділення вуглекислого газу. При досягненні температури рівній 195 В° С міняютьприймач і продовжують обережно нагрівати далі, поки що помітно виділення вуглекислотиі поки, нарешті, температура не підніметься до 260 В° С. Нечистий спирт, який входитьдо складу дистиляту, нагрівають тривалий час з їдким калі, відганяють, зневоднюють прожаренимпоташем і знову переганяють. Таку обробку повторюють кілька разів до тих пір,поки не будуть видалені поташем останні сліди води.
Реакція між мурашиною кислотою і гліцерином (лабораторний синтез) [5]
Даний синтез проходить дуже гладко і без тенденції до вспениванию:
+.
У колбу поміщають гліцерин і технічну 85% мурашину кислоту. Колбидистильованої і пляшка з міцним розчином їдкого натру з'єднані трубкою. І,щоб розчинити і розкласти будь акролеїн, який може бути утворений уході синтезу, реакційну суміш швидко нагрівають. Перші порції повинні прибутив межах п'ятнадцяти хвилин, і температура 195 В° С повинна бути досягнута після30 - 45 хв. Повільне нагрівання призводить до обвуглювання і формуваннювеликої кількості акролеїну і дає дуже низький вихід аллил алкоголю.Нагрівання триває, поки температура не досягає 260 В° С - головна реакціявідбувається між 225 В° С і 235 В° С. Для проведення повної реакції вимагаєтьсяприблизно 4:00.
Реакція гліцерину з мурашиною кислотою [55]
Відомий спосіб отримання аллилового спиртунагріванням гліцерину з трьома послідовно вносяться порціями мурашиноїкислоти при 225 - 260 Лљ С з одночасною отгонкой продуктів реакції. Відгінявляє собою азеотропную суміш аллилового спирту з водою, що містить 68 -70% цільового спирту. Для подальшої очистки продукт висалівают з відгонупоташем при нагріванні і переганяють.
Чистота аллилового спирту 98 - 99%. Вихід 45 - 47% відтеоретичного.
Недоліками відомо...
