Hovedformålet med denne prosessen er å produsere metallurgisk koks. Biprodukter er flytende koksprodukter og gass. Ved destillasjon av flytende koksprodukter, sammen med benzen, toluen og naftalen, oppnås fenol, tiofen, pyridin og deres homologer, samt mer komplekse analoger med kondenserte kjerner. Andelen kullfenol, sammenlignet med den oppnådde kumenmetoden, er ubetydelig.
2. Halogensubstitusjon i aromatiske forbindelser
Substitusjonen av et halogen for en hydroksylgruppe foregår under tøffe forhold og er kjent som "Dow"-prosessen (1928)
Tidligere ble fenol (fra klorbenzen) oppnådd på denne måten, men nå har betydningen redusert på grunn av utviklingen av mer økonomiske metoder som ikke innebærer kostnadene for klor og alkali og dannelsen av en stor mengde avløpsvann.
I aktiverte haloarener (som inneholder, sammen med et halogen, en nitrogruppe i Om- og P- bestemmelser), skjer substitusjonen av halogenet under mildere forhold:
Dette kan forklares med den elektrontrekkende effekten av nitrogruppen, som trekker elektrontettheten til benzenringen til seg selv og dermed deltar i stabiliseringen av σ-komplekset:
3. Raschig-metoden
Dette er en modifisert klormetode: benzen gjennomgår oksidativ klorering ved påvirkning av hydrogenklorid og luft, og deretter, uten å frigjøre det dannede klorbenzenet, hydrolyseres det med vanndamp i nærvær av kobbersalter. Som et resultat forbrukes ikke klor i det hele tatt, og den totale prosessen reduseres til oksidasjon av benzen til fenol:
4. Sulfonatmetoden
Fenoler kan oppnås i godt utbytte ved å smelte sammen aromatiske sulfonsyrer Ar-SO 3 H med en blanding av natrium- og kaliumhydroksider (reaksjon alkalismelting) ved 300С, etterfulgt av nøytralisering av det resulterende alkoholatet ved å tilsette syre:
Metoden brukes fortsatt i industrien (for å oppnå fenol) og brukes i laboratoriepraksis.
5. Cumol-metoden
Den første storskala produksjonen av fenol med kumenmetoden ble utført i 1949 i Sovjetunionen. For øyeblikket er dette hovedmetoden for å oppnå fenol og aceton.
Metoden inkluderer to trinn: oksidasjon av isopropylbenzen (kumen) med atmosfærisk oksygen til hydroperoksid og dets sure nedbrytning:
Fordelen med denne metoden er fraværet av biprodukter og den høye etterspørselen etter sluttprodukter - fenol og aceton. Metoden ble utviklet i vårt land av R.Yu. Udris, B.D. Krutalov og andre i 1949
6. Fra diazoniumsalter
Metoden består i å varme diazoniumsalter i fortynnet svovelsyre, noe som fører til hydrolyse - erstatning av en diazogruppe med en hydroksygruppe. Syntesen er veldig praktisk for å skaffe hydroksyarener i laboratoriet:
Strukturen til fenoler
Strukturen og fordelingen av elektrontetthet i et fenolmolekyl kan representeres ved følgende skjema:
Dipolmomentet til fenol er 1,55 D og er rettet mot benzenringen. Hydroksylgruppen i forhold til benzenringen viser –I-effekten og +M-effekten. Siden den mesomeriske effekten av hydroksylgruppen råder over den induktive, har konjugasjonen av ensomme elektronpar av oksygenatomet med -orbitalene til benzenringen en elektrondonerende effekt på det aromatiske systemet, noe som øker dets reaktivitet i elektrofile. substitusjonsreaksjoner.
Det er en-, to-, treatomære fenoler avhengig av antall OH-grupper i molekylet (fig. 1)
Ris. en. ENKEL-, TO- OG TRIATOMFENOLER
I samsvar med antall smeltede aromatiske sykluser i molekylet er det (fig. 2) fenoler i seg selv (en aromatisk ring - benzenderivater), naftoler (2 smeltede ringer - naftalenderivater), antranoler (3 smeltede ringer - antracenderivater) og fenantroler (fig. 2).
Ris. 2. MONO- OG POLYNUKLÆRE FENOLER
Nomenklatur for alkoholer.
For fenoler er trivielle navn som har utviklet seg historisk mye brukt. Prefikser brukes også i navnene på substituerte mononukleære fenoler orto-,meta- og par -, brukes i nomenklaturen av aromatiske forbindelser. For mer komplekse forbindelser er atomene som inngår i de aromatiske syklusene nummerert og posisjonen til substituentene angis ved hjelp av digitale indekser (fig. 3).
Ris. 3. NOMENKLATUR AV FENOLER. Substituerende grupper og tilsvarende numeriske indekser er uthevet i forskjellige farger for klarhet.
Kjemiske egenskaper til fenoler.
Benzenkjernen og OH-gruppen kombinert i fenolmolekylet påvirker hverandre, og øker reaktiviteten til hverandre betydelig. Fenylgruppen trekker det ensomme elektronparet bort fra oksygenatomet i OH-gruppen (fig. 4). Som et resultat øker den delvise positive ladningen på H-atomet til denne gruppen (indikert med tegnet d+), polariteten til O–H-bindingen øker, noe som manifesterer seg i en økning i de sure egenskapene til denne gruppen. Således, sammenlignet med alkoholer, er fenoler sterkere syrer. Den partielle negative ladningen (betegnet med d–), som går over til fenylgruppen, er konsentrert i posisjonene orto- og par-(med hensyn til OH-gruppen). Disse reaksjonsstedene kan angripes av reagenser som har en tendens til elektronegative sentre, de såkalte elektrofile ("elektronelskende") reagensene.
Ris. fire. ELEKTRONTETTHETSFORDELING I FENOL
Som et resultat er to typer transformasjoner mulig for fenoler: substitusjon av et hydrogenatom i OH-gruppen og substitusjon av H-atomobenzenkjernen. Et par elektroner av O-atomet, trukket til benzenringen, øker styrken til C–O-bindingen, så reaksjoner som oppstår med brudd på denne bindingen, som er karakteristiske for alkoholer, er ikke typiske for fenoler.
1. Substitusjonsreaksjoner av hydrogenatomet i OH-gruppen. Når fenoler behandles med alkalier, dannes det fenolater (fig. 5A), den katalytiske reaksjonen med alkoholer fører til etere (fig. 5B), og som et resultat av reaksjonen med anhydrider eller syreklorider av karboksylsyrer, dannes estere (fig. 5B). Fig. 5C). Ved interaksjon med ammoniakk (forhøyet temperatur og trykk) erstattes OH-gruppen med NH 2, det dannes anilin (fig. 5D), reduserende reagenser omdanner fenol til benzen (fig. 5E).
2. Substitusjonsreaksjoner av hydrogenatomer i benzenringen.
Ved halogenering, nitrering, sulfonering og alkylering av fenol angripes sentre med økt elektrontetthet (fig. 4), d.v.s. substitusjon skjer hovedsakelig i orto- og par- posisjoner (fig.6).
Ved en dypere reaksjon erstattes to og tre hydrogenatomer i benzenringen.
Av spesiell betydning er kondensasjonsreaksjonene av fenoler med aldehyder og ketoner, i hovedsak er dette alkylering, som foregår lett og under milde forhold (ved 40–50 ° C, et vandig medium i nærvær av katalysatorer), mens karbonet atom er i form av en metylengruppe CH 2 eller substituert metylengruppe (CHR eller CR 2) er satt inn mellom to fenolmolekyler. Slik kondensering fører ofte til dannelse av polymere produkter (fig. 7).
Toverdig fenol (varenavn bisfenol A, fig. 7) brukes som en komponent i produksjonen av epoksyharpikser. Kondensasjonen av fenol med formaldehyd ligger til grunn for produksjonen av mye brukte fenol-formaldehydharpikser (fenoliske plaster).
Metoder for å oppnå fenoler.
Fenoler isoleres fra kulltjære, samt fra pyrolyseprodukter av brunkull og tre (tjære). Den industrielle metoden for å oppnå C 6 H 5 OH fenol i seg selv er basert på oksidasjon av det aromatiske hydrokarbonet kumen (isopropylbenzen) med atmosfærisk oksygen, etterfulgt av dekomponering av det resulterende hydroperoksidet fortynnet med H 2 SO 4 (Fig. 8A). Reaksjonen fortsetter med høyt utbytte og er attraktiv ved at den lar en oppnå to teknisk verdifulle produkter samtidig - fenol og aceton. En annen metode er katalytisk hydrolyse av halogenerte benzener (fig. 8B).
Ris. åtte. METODER FOR Å FÅ FENOL
Bruk av fenoler.
En løsning av fenol brukes som et desinfeksjonsmiddel (karbolsyre). Diatomiske fenoler - pyrokatekol, resorcinol (fig. 3), samt hydrokinon ( par- dihydroksybenzen) brukes som antiseptika (antibakterielle desinfeksjonsmidler), innført i garvemidler for lær og pels, som stabilisatorer for smøreoljer og gummi, samt for behandling av fotografiske materialer og som reagenser i analytisk kjemi.
I form av enkeltforbindelser brukes fenoler i begrenset grad, men deres ulike derivater er mye brukt. Fenoler tjener som utgangsforbindelser for produksjon av forskjellige polymerprodukter, slik som fenol-aldehydharpikser (fig. 7), polyamider og polyepoksider. Basert på fenoler oppnås en rekke medikamenter, for eksempel aspirin, salol, fenolftalein, i tillegg fargestoffer, parfymer, myknere for polymerer og plantevernmidler.
Mikhail Levitsky
Produksjon av fenol ved sulfonering av benzen.
Beregninger for produksjon av fenol 1000r
Syntetisk fenol i industriell skala ble oppnådd for første gang i 1899 ved anilino-soda-fabrikken i Baden ved benzensulfonering. Siden den gang har denne metoden, stort sett modifisert og forbedret, blitt mye brukt i mange land rundt om i verden.
Sulfonering av benzen
C6H6 + H2SO4 \u003d C6H5SO3H + H2O
Nøytralisering av sulfonsyre
2С6Н5SO3Н+Na2SO3 = 2С6Н5SO3 Na+Н2О+SO2
Alkalisk smelting
С6Н5 SO3 Na+2 NaOH=С6Н5 О Na+ Na2SO3+Н2О
Dekomponering av natriumfenolat
2 C6H5 O Na + SO2 + H2O \u003d 2C6H5 OH + Na2SO3
Sulfonering av benzen kan utføres i væskefasen, i dampfasen og i en to-trinns metode.
Metoden for benzensulfonering i dampfasen ble utviklet av R.K. Eichmann og er den mest økonomiske. Kostnaden for fenol oppnådd ved denne metoden er 10 % lavere enn kostnaden for fenol produsert ved væskefase benzensulfoneringsmetoden som brukes i Tyskland, og 6 % lavere enn kostnaden for fenol produsert ved metoden som er vanlig i USA (to-trinns) metode).
Dampfaseprosessen for benzensulfonering utføres på en kontinuerlig måte. Benzendamp strømmer parallelt gjennom boblere til fire kaskadeformede svovelbeholdere utstyrt med røreverk og kapper. For sulfonering tilføres 94-95 % svovelsyre, som tilføres gjennom boblere inn i den første av svovelen. Den resulterende sulfomassen strømmer sekvensielt fra bunnsvovelapparatet til et annet. Under sulfonering oppstår følgende bivirkninger:
a) dannelsen av difenylsulfon:
С6Н5SO3Н+С6Н6?С6Н5SO2С6Н5+Н2О
b) Dannelse av benzendisulfonsyre:
С6Н5SO3Н+Н2SO4?С6Н4(SO3Н)2+ Н2О
c) fullstendig oksidasjon av benzen:
С6Н6+15 SO3?6СО2+3 Н2О+15 SO2
Disse uønskede reaksjonene akselereres med en temperaturøkning, som et resultat av at temperaturen i svovelbeholderne holdes på ikke høyere enn 160°C. Damper av vann og benzen som frigjøres under sulfonering kondenserer, og det eksfolierede benzenet etter nøytralisering returneres til sulfonering.
Den resulterende sulfomassen mates til stripping av benzen, siden ved sulfoneringstemperaturen er ca. 1,5% benzen oppløst i vekt av sulfomassen. Som et resultat av stripping, utført i vakuum eller ved hjelp av en inert gass, reduseres benzeninnholdet i den til 0,1-0,2%.
Benzendampen som frigjøres under stripping kondenseres delvis, benzenresten adsorberes fra gassene. Benzen oppnådd ved kondensering og regenerering av adsorbenten tilsettes returbenzenet.
Sulfoma etter destillasjon av benzen utsettes for kontinuerlig nøytralisering av suspensjoner av natriumsulfitt. Det resulterende svoveldioksidet brukes i fremtiden til nedbryting av natriumfenolat.
En mettet løsning av sulfosalt går til alkalisk smelting, som utføres periodisk i en kjele oppvarmet av røykgasser. For smelting brukes en 80-85% løsning av NaOH; prosessen utføres på 285-315?
Bireaksjoner oppstår på dette stadiet, noe som resulterer i dannelsen av o-p-oksydifenyler C6H5C6H4OH, difenylalkohol C6H5OC6H5, tiofenol C6H5 SH og resocine C6H4(OH)2.
Smelten går inn for bråkjøling, som utføres ved 40-50? I prosessen med bråkjøling fordamper en del av vannet og fenolen, natriumfenolat og overskudd av natriumhydroksid løses opp i resten av vannet; det resulterende natriumsulfitt utfelles.
Damper av vann og fenol som frigjøres under smelting og bråkjøling, kondenseres, og kondensatet mates til defenolisering.
Fenolatløsningen dekanteres for å skille fra natriumsulfitten. Etter dekantering filtreres sulfitten og vaskes i en automatisk sentrifuge, mens vaskevannet føres tilbake til bråkjøleren; en del av sulfitten sendes til nøytralisatoren, og resten isoleres og brukes som et kommersielt produkt.
Etter ytterligere dekantering spaltes fenolatløsningen med svoveldioksid. I dette tilfellet dannes råfenol, som sendes til rektifisering, og en sulfittløsning, som returneres for nøytralisering.
Mangelen på svoveldioksid i prosessen består av dekomponering av natriumsulfitt oppnådd ved alkalisk smelting med svovelsyre.
Råfenol utsettes for vakuumdestillasjon, hvor følgende fraksjoner er isolert: fenolisk vann inneholdende 6-8% fenol; rå fenol som inneholder opptil 97 % fenol; kommersiell fenol som inneholder mer enn 99,5 % ren fenol; primær harpiks.
Den primære harpiksen som er igjen i kuben destilleres også i vakuum, og velger to fraksjoner - fenolvann og råfenol. MVA-rester (sekundær harpiks) inneholder 15-20% fenol, 20-25% mineralsalter og 25-30% oksydifenyler, som kan isoleres.
Produksjon av fenol ved forsåpning av klorbenzen.
Syntesen av fenol ved forsåpning av klorbenzen med en løsning av natriumhydroksid under trykk ble utført i industriell skala i 1927 av Dow Chemical Co., den største produsenten av fenol ved denne metoden, ble utformet som følger.
Tørket benzen behandles med gassformig klor ved 80°C og et overtrykk på 1,12 atm i nærvær av en katalysator (jernklorid). Reaksjonsmassen inneholder 30-50% monoklorbenzen, 3-12% diklorbenzen og ca. 30-50% ureagert benzen. For å fjerne katalysatoren og det meste av det utviklede hydrogenkloridet, vaskes reaksjonsproduktet med en løsning av fortynnet saltsyre og nøytraliseres deretter. Hydrogenklorid brukes videre direkte eller i form av en vandig løsning.
Nøytraliserte flytende reaksjonsprodukter utsettes for rektifisering. I den første (under prosessen) kolonne destilleres ureagerte benzen- og klorderivater av, hvorfra benzen, monoklorbenzen og også o- og p-diklorbenzener separeres i følgende kolonner. Uomsatt benzen føres tilbake til produksjonssyklusen for klorering.
Forsåpning av klorbenzen utføres med en 10–20 % natriumhydroksidløsning i et system av rørformede reaktorer ved ~375°C og under et trykk på 280 ved. Difenyleter og mindre mengder o- og p-oksydifenyler dannes som biprodukter under hydrolysen av klorbenzen:
C6H5Cl + C6H5ONa \u003d (C6H5) 2O + Na Cl
C6H5Cl + C6H5ONa + NaOH \u003d C6H5C6H4O Na + Na Cl + H2O
For å redusere utbyttet av difenyleter tilsettes ca. 10% (С6Н5)2О til den opprinnelige blandingen. Med en økning i konsentrasjonen av difenyleter øker hastigheten
(С6Н5)2О+ Н2О NaOH=2С6Н5ОН
som kompenserer for dannelsen av (C6H5)2O under prosessen.
Molekylært forhold mellom reagenser: NaOH: С6Н5Сl: (С6Н5)2О-2-2,5:0,5:0,5.
Etter avkjøling av reaksjonsblandingen sendes reaksjonsproduktene til et skillekar. Difenyleter (øvre lag) samles i en spesiell beholder, og natriumfenolat (nedre lag) mates inn i nøytralisatoren og behandles med saltsyre.
Som et resultat av nøytralisering og sedimentering dannes et lag som inneholder natriumkloridløsning og et vann-fenolisk lag. Fra saltlaken destilleres den azeotrope blandingen av fenol-vann av i den første destillasjonskolonnen og sendes til nøytralisatoren; NaCl-løsning etter rensing mates til elektrolyse.
Vann-fenolisk lag som inneholder ~75% fenol og ~25% vann, utsatt for azeotropisk destillasjon (tørking) i den andre destillasjonskolonnen. Deretter kommer råfenol inn i vakuumdestillasjonskolonnen, hvorfra kommersiell fenol tas. MVA-rester som inneholder 15 % fenol, ~85 % o- og p-oksydifenyler og spor av alkylfenoler, separert i komponenter under destillasjon.
Produksjon av fenol etter Raschig-metoden.
Syntese av fenol ved kontakthydrolyse av klorbenzen med vanndamp (Raschig-metoden) i industriell skala ble utført i Tyskland i 1938, og deretter mestret av USSR og USA.
Prosessen fortsetter som følger:
С6Н6+Н Сl+1/2О2=С6Н5 Сl+Н2О
С6Н5 Сl+Н2О=С6Н5ОН+Н Сl
С6Н6+1/2О2=С6Н5ОН
Det første trinnet - oksidativ klorering av benzen med hydrogenklorid - utføres ved 250-270 ° C i nærvær av en katalysator (aluminiumoksid aktivert av kobberklorid). Under klorering dannes det i tillegg til klorbenzen også diklorbenzener, og forholdet С6Н5Сl:С6Н4Сl2 øker med omdannelsesgraden. Derfor utføres prosessen ved en konverteringsgrad på ~10%.
Omformeren, som består av celler fylt med en katalysator, mellom hvilke avkjølt luft sirkulerer, mottar benzen og saltsyredamp, samt luft. For å unngå oksidasjon av benzen, tas oksygen i en mengde mindre enn støkiometrisk. Som biprodukter dannes polyklorbenzener, og når små mengder benzen oksideres, dannes karbondioksid og karbonmonoksid.
En blanding som inneholder benzen, klorbenzen, polyklorbenzener, karbonoksider og ureagert hydrogenklorid sendes til "delvis" kondensasjon. Ukondenserte damper kommer inn i halekondensatoren.
Det organiske laget av kondensatet som dannes i den "delvise" kondensatoren nøytraliseres med en 10 % natriumhydroksidløsning, vaskes med vann og underkastes rektifisering, hvor den ureagerte benzenen, som returneres til produksjonssyklusen, først destilleres av, og deretter fjernes klorbenzen fra polyklorbenzener.
Det sure vandige laget av kondensatet brukes i det andre trinnet av prosessen for å absorbere hydrogenklorid. Kondensatet fra halekondensatoren tilsettes returklorbenzenet, og de ukondenserte gassene ledes til benzenabsorpsjon.
Det andre trinnet - kontakthydrolysen av klorbenzen fortsetter ved interaksjon av dampene med vanndamp ved 400-500 ° C i nærvær av en katalysator (kalsiumfosfat). Reaksjonen er endoterm, prosessen utføres ved konverteringsgraden, det totale utbyttet av fenol reduseres, og katalysatoren karburiserer raskt, mister aktivitet og krever hyppig regenerering.
Reaksjonen fortsetter med sirkulasjon av ureagert klorbenzen og vann. Hydrogenklorid absorberes fra den sirkulerende blandingen, som skilles ut i form av en 15-17% saltsyreløsning, som inneholder 5% av den totale mengden fenol som dannes.
Hoveddelen av fenolen gjenvinnes fra den sirkulerende blandingen ved vasking med varmt vann og etterfølgende ekstraksjon med benzen.
Fenol inneholdt i en løsning av fortynnet saltsyre ekstraheres også med benzen. Hydrogenkloridløsningen føres tilbake til oksidativ klorering. Dermed sirkulerer hydrogenklorid konstant i systemet, og i praksis må bare noen av tapene kompenseres.
Benzen destilleres fra benzenløsningen av fenol og den isolerte råfenolen utsettes for vakuumdestillasjon for å oppnå kommersiell fenol.
Produksjon av fenol sammen med aceton gjennom isopropylbenzenhydroperoksid.
I 1949 i USSR, for første gang i verden, ble prosessen med felles produksjon av fenol og aceton gjennom isopropylbenzen (kumen) hydroperoksid utført i industriell skala.
Cumenmetoden for produksjon av fenol ble utviklet på grunnlag av forskning av P.G. Sergeev, R.Yu. Udrisa, B.D. Kruzhalov og M.S. Nemtsov.
I 1953, som et resultat av arbeidet til det engelske selskapet Distillers Companu Limited og det amerikanske selskapet Hercules Powder Companu, ble en lignende prosess introdusert ved det britisk-amerikanske Showingan-anlegget i Montreal (Canada). Siden den gang har kumenmetoden for syntese av fenol blitt utbredt i mange land.
Prosessen består av følgende trinn:
1. Å oppnå isopropylbenzen (kumen) ved alkylering av benzen med propylen:
C6H6-CH2 \u003d CH-CH3 \u003d C6H6-CH (CH3) 2
2. Oksidasjon av isopropylbenzen med atmosfærisk oksygen til hydroperoksid:
C6H5-CH(CH3)2+O2=C6H5-C(CH3)2-O-OH
3. Dekomponering av isopropylbenzenhydroperoksid til fenol og aceton:
C6H5-C(CH3)2-O-OH=C6H5OH+(CH3)2CO
Evaluering av effektiviteten til cumene-metoden og måter å utvikle den på kan bare gjøres sammenlignet med andre metoder.
Sammenligning av metoder.
Metoden for samproduksjon av fenol og aceton gjennom isopropylbenzenhydroperoksid har en rekke åpenbare fordeler i forhold til andre metoder for syntese av fenol.
Når du oppnår fenol gjennom benzensulfonsyre, er det nødvendig å konsumere store mengder av slike stoffer som svovelsyre, kaustisk soda, svoveldioksid; utstyret er utsatt for intens korrosjon, en rekke prosesser utføres med jevne mellomrom, betingelsene for å utføre individuelle stadier av prosessen er svært tøffe.
Syntesen av fenol ved forsåpning av klorbenzen er assosiert med forbruket av betydelige mengder klor, alkali og saltsyre. Bruken av svært aggressive stoffer i prosessen krever bruk av dyre anti-korrosjonsmaterialer. Ulempen er også arbeid under høyt overtrykk (opptil 300 atm).
Raschig-metoden kjennetegnes ved bruk av store mengder hydrogenklorid i prosessen, korrosjon, strenge reaksjonsforhold og lav konvertering per passering, noe som fører til høye energikostnader.
Fenolkumenmetoden kan sammenlignes gunstig med metodene som er oppført ovenfor ved de milde betingelser for gjennomføring av alle stadier av prosessen, bruk av mye mindre mengder svovelsyre og alkali, og fravær av klor og saltsyre. Korrosjon av utstyr, som oppstår under alkylering på grunn av hydrolyse av katalysatoren (aluminiumklorid) og under oksidasjon som følge av maursyrebiprodukter, er mindre intens og lettere å forhindre enn korrosjon
(373,01 Kb) nedlastinger1121 gang(er)
a) Acetylen kan fås fra metan ved oppvarming:
I nærvær av en katalysator omdannes acetylen til benzen (trimeriseringsreaksjon):
Fenol kan fås fra benzen i to trinn. Benzen reagerer med klor i nærvær av jern(III)klorid for å danne klorbenzen:
Når alkali virker på klorbenzen ved høy temperatur, erstattes kloratomet med en hydroksylgruppe og fenol oppnås:
Under virkningen av brom på fenol dannes 2,4,6-tribromfenol:
b) Etan kan fås fra metan på to stasjoner. Når metan kloreres, dannes klormetan. Når metan kloreres i nærvær av lys, dannes klormetan:
Når klormetan reagerer med natrium, dannes etan (Wurtz-reaksjon):
Propan kan også lages av etan i to trinn. Når etan kloreres, dannes kloretan:
Når kloretan reagerer med klormetan i nærvær av natrium, dannes propan:
Propan kan omdannes til heksan i to trinn. Når propan kloreres, dannes det en blanding av isomerer - 1-klorpropan og 2-klorpropan. Isomerer har forskjellige kokepunkter og kan separeres ved destillasjon.
Når 1-klorpropan reagerer med natrium, dannes heksan:
Når heksan dehydrogeneres over en katalysator, dannes benzen:
Fra benzen kan pikrinsyre (2,4,6-trinitrofenol) fås i tre trinn. Når benzen reagerer med klor i nærvær av jern(III)klorid, dannes klorbenzen.
Fenol er et fargeløst krystallinsk stoff med en veldig spesifikk lukt. Dette stoffet er mye brukt i produksjon av forskjellige fargestoffer, plast, forskjellige syntetiske fibre (hovedsakelig nylon). Før utviklingen av den petrokjemiske industrien ble fenolproduksjon utelukkende utført fra kulltjære. Denne metoden var selvfølgelig ikke i stand til å dekke alle behovene til den raskt utviklende industrien innen fenol, som nå har blitt en viktig komponent i nesten alle objektene rundt oss.
Fenol, hvis produksjon har blitt et presserende behov på grunn av fremveksten av et ekstremt bredt spekter av nye materialer og stoffer, som det er en integrert ingrediens av, brukes i synteseprosessen. Og det er i sin tur en viktig komponent av fenoler. Også en stor mengde fenol blir behandlet til cykloheksanol, som er nødvendig for produksjon i industriell skala.
Et annet viktig område er produksjonen av en blanding av kreosoler, som syntetiseres til en kreosolformaldehydharpiks som brukes til å lage mange medisiner, antiseptika og antioksidanter. Derfor er produksjonen av fenol i store mengder i dag en viktig oppgave for petrokjemi. Mange metoder er allerede utviklet for å produsere dette stoffet i tilstrekkelig volum. La oss dvele ved de viktigste.
Den eldste og mest utprøvde metoden er den alkaliske smeltemetoden, som er preget av et stort forbruk av svovelsyre for og kaustisk, etterfulgt av deres fusjon til benzensulfonatriumsalt, hvorfra dette stoffet er direkte separert. Å skaffe fenol ved hjelp av benzenkloreringsmetoden etterfulgt av forsåpning av klorbenzen er lønnsomt bare hvis det er en stor mengde billig elektrisitet som trengs for produksjon av kaustisk og klor. De største ulempene med denne teknikken er behovet for å skape høyt trykk (minst tre hundre atmosfærer) og en ekstremt betydelig grad av utstyrskorrosjon.
En mer moderne metode er å oppnå fenol ved dekomponering av isopropylbenzenhydroperoksid. Riktignok er ordningen for å isolere det nødvendige stoffet her ganske komplisert, siden det involverer den foreløpige produksjonen av hydroperoksid ved metoden for benzenalkylering med en propylenløsning. Videre sørger teknologien for oksidasjon av det resulterende isopropylbenzen med en luftblanding for å danne hydroperoksid. Som en positiv faktor ved denne teknikken kan man merke seg produksjonen av et annet viktig stoff, aceton, parallelt med fenol.
Det finnes også en metode for å isolere fenol fra koks og halvkokstjære av fast brensel. En slik prosedyre er nødvendig ikke bare for å oppnå verdifull fenol, men også for å forbedre kvaliteten på forskjellige hydrokarbonprodukter. En av egenskapene til fenol er rask oksidasjon, noe som fører til akselerert aldring av oljen og dannelsen av viskøse harpiksfraksjoner i den.
Men den mest moderne metoden og den siste prestasjonen til den petrokjemiske industrien er å få fenol fra benzen direkte ved å oksidere det.Hele prosessen utføres i en spesiell adiabatisk reaktor, som inneholder en zeolittholdig katalysator. Det opprinnelige lystgass oppnås ved å oksidere ammoniakk med luft eller ved å separere det fra, mer presist, fra biprodukter som dannes under syntesen. Denne teknologien er i stand til å produsere høyrent fenol med et minimum totalt innhold av urenheter.
Laster inn...
