Образование гидроксиацетона и методы снижения его количества в процессе производства фенола

• Автор: Гребенщиков, Илья Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 132 с.

Оглавление
Введение.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Основные технологические стадии процесса синтеза и выделения

целевых продуктов

1.2. Данные о путях образования гидроксиацетона.

1.3. Общие физикохимические свойства гидропероксидов.

Глава 2. Экспериментальная часть

Глава 3. Образование гидроксиацетона и способы подавления этих побочных реакций.

Часть 1. Взаимодействие ацетона и его производных с третбутилгидропероксидом.

3.1.1. Взаимодействие ацетона с третбутилгидропероксидом. Кислотно

катализируемое разложение полученных соединений.
3.1.2. Взаимодействие третбутилгидропероксида с оксидом мезитила
3.1.3. Взаимодействие третбутилгидропсроксида с метилизопропениловым эфиром.
Часть 2. Образование гидроксиацетона с участием гидропероксида кумола .
3.2.1. Синтез и кислотнокатализируемое разложение кумилоксиацетона .
3.2.2. Синтез и кислотнокатализируемое разложение 4кумилперокси4метилпентанона2.
3.2.3. Синтез и кислотнокатализируемое разложение 2,2бискумилпероксипропана.
3.2.4. Образование гидроксиацетона с участием пероксида водорода
3.2.5. Возможность образования гидроксиацетона из продуктов эпоксидирования аметилстирола.
3.2.6. Влияние воды на образование гидроксиацетона
Часть 3. Способы снижения содержания гидроксиацетона в процессе
разложения гидронероксида кумола.
Выводы.
Литература


Научное обоснование и экспериментальная проверка путей и условий образования гидроксиацетона в условиях промышленной двухстадийной технологии разложения ГПК. Способы уменьшения содержания гидроксиацетона в продуктах разложения ГПК, положенные в основу усовершенствования технологического процесса получения фенола, позволяющие на стандартном оборудовании значительно увеличить выход (сократить по предварительным расчётам потери фенола до тонн на каждые тонн фенола) и повысить качество целевого продукта. Глава 1. Окисление кумола кислородом воздуха с получением в качестве основного ироду юга гидроиероксида кумола. Концентрирование гидропероксида кумола путем отгонки непрореагировавшего кумола при пониженном давлении. Кислотно-катализируемое разложение гидропероксида кумола с образованием фенола и ацетона. Нейтрализация продуктов разложения. Выделение и очистка целевых продуктов. Окисление кумола кислородом является ценным свободнорадикальным процессом. В качестве инициатора в данном процессе выступает целевой продукт - гидропероксид кумола, который попадает в исходное сырье с возвратным кумолом после концентрирования реакционной массы окисления. Основные реакции, протекающие при окислении кумола и приводящие к гидропероксиду и побочным продуктам, могут быть описаны следующей схемой 1. Из приведенной схемы следует, что основными побочными продуктами на стадии окисления кумола являются 2-фенил-2-пропанол, ацетофенон, дикумилпероксид, метанол и муравьиная кислота. Это осуществляется двумя способами. Первый заключается в обработке сырья щелочным аген том (раствор ЫаОН или ЫН3). Ыа2СОз), который постоянно подается в реактор окисления. На современных производствах окисление кумола проводят либо в каскаде последовательных реакторов с понижением температуры по мере увеличения концентрации гидропероксида, либо в параллельных реакторах колонного типа с градиентом температуры по высоте реактора. Диапазон температур составляет - 0 °С, давление воздуха 3-5 атм. Конверсии кумола составляют - %, при этом селективность образования гидропероксида кумола составляет — %. Полученная реакционная масса окисления подвергается концентрированию путем отгонки кумола в каскаде последовательных отпарных колонн. Отгонку кумола ведут при остаточном давлении - 0 мм. В качестве кубового продукта получают технический гидропероксид кумола с содержанием основного компонента — %. Содержание остальных компонентов следующее: 3 — % кумола, 4 — 5 % 2-фенил-2-пропанола, 0,7 - 1,1 % ацетофенона, 0,3 - 0,9 % дикумилпероксида [7]. Технический гидропероксид кумола поступает на стадию кислотнокаталитического разложения, где и происходит образование фенола и ацетона по следующей схеме 1. Стадия разложения гидропероксида кумола является ключевой во всем процессе производства фенола и ацетона. Это связано с тем, что именно от условий проведения этой стадии зависит как выход фенола, так и его качество. Побочные реакции, протекающие на данной стадии, идут как с участием компонентов сырья (гидропероксид кумола, 2-фенил-2-пропанол), так и с участием продуктов фенола и ацетона. Общая схема образования возможных, по мнению авторов, продуктов приведена в работе [5]. Для удобства восприятия схема была разбита на две части. Первая схема (схема 1. Реакции первой группы в основном оказывают влияние на выход фенола. На второй схеме (схема 1. Реакции этой группы оказывают влияние на качество фенола. Н3С . Существуют два подхода к технологическому оформлению стадии разложения гидропероксида кумола. В первом случае процесс разложения осуществляется в одну стадию, во втором в две. В обоих случаях разложение ведут в непрерывном режиме в среде продуктов реакции с добавлением некоторого количества ацетона. Катализатором реакции является серная кислота. В одностадийном варианте [9] процесс разложения гидропсроксида кумола проводится при температурах — °С, с постоянной отгонкой избыточного ацетона. В двухстадийной технологии [] первая стадия осуществляется при температурах - °С в реакторах идеального смешения с циркуляцией реакционной массы.