Новые пути улучшения показателей процесса получения кумилгидропероксида

• Автор: Бударев, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Содержание
1 Введение

2 Литературный обзор Исследования в области промышленного способа окисления кумола

2.1 Механизм окисления кумола

2.1.1 Возникновение и зарождение активных центров

2.1.2 Развитие цепи при окислении углеводородов

2.1 3 Вырожденное разветвление цепи. Механизм образования

основных побочных продуктов реакции окисления

2.1.4 Обрыв цепи

2.2 Влияние на селективность и скорость окисления кумола

условий проведения процесса

2.2.1 Селективность процесса окисления кумола
2.2.2 Влияние примесей в свежем и возвратном кумоле
2.2.3 Влияние температуры на скорость и селективность процесса
2.2.4 Влияние расхода воздуха
2.2.5 Влияние давления
2.3 Анализ состояния проблемы промышленного окисления
кумола
3 Экспериментальная часть
3.1 Аналитические методы 3
3.2 Используемые вещества
3.3 Описание лабораторной установки
3.4 Описание методик проведения экспериментов
3.5 Описание методики моделирования реакторных систем
3.6 Описание методики экспериментов по исследованию
влияния растворнного кислорода
4 Обсуждение результатов
4.1 Влияние гидродинамических параметров на скорость и
селективность окисления кумола
4.1.1 Переменная концентрация кислорода в окисляющем
агенте
4.1.2 Влияние давления 5
4.1.3 Окисление при переменном расходе воздуха
4.1.4 Реакции окисления кумола на границе раздела фаз газжидкость и за счт растворнного в жидкой фазе кисло рода
4.1.5 Порядок реакций и параметры активации
4.1.6 Влияние гидродинамических параметров на селективность процесса окисления кумола
4.2 Способ повышение селективности промышленного процесса окисления кумола
4.2.1 Изучение этапа развитого радикального процесса окисления кумола
4.3 Практическое применение результатов исследований
5 Выводы
Литература


Ведь увеличению скорости образования ГПК посвящено довольно большое количество работ, и практически во всех работах вопрос селективности процесса исключён из рассмотрения. То есть основная масса работ имеет одностороннюю ориентацию и направлена на увеличение скорости образования ГПК без учёта влияния рассматриваемых параметров на селективность процесса, что даёт не полную картину и представляет ограниченный практический интерес. Не менее важным, с технологической точки зрения, является возможность увеличения конечной концентрации ГПК в последнем реакторе, так как это позволило бы снизить энергозараты на стадии концентрирования. Однако общеизвестно, что селективный процесс возможен только при низких конверсиях кумола по ГПК. Основной причиной снижения селективности принято считать увеличение доли реакций вырожденного разветвления цепей с ростом концентрации ГПК. Из имеющихся на данный момент теоретических и практических данных можно сделать вывод о том, что это не совсем так. Установлено, что в процессе окисления кумола образуется большое количество побочных продуктов, которые в гой или иной степени оказывают влияние не только на скорость образования ГПК, но и на селективность процесса, чему уделено, на наш взгляд, незначительное внимание в исследованиях. И несмотря на то, что вопросам ингибирования реакции окисления кумола уделено большое внимание со стороны исследователей, эффективного научного и технического решения, позволяющего справиться с этой действительно сложной задачей применительно к промышленному процессу за лет его существования, так и не найдено. Объединение теоретических представлений' с практическими данными, а также появление более точных аналитических методик позволяет максимально тщательно рассмотреть данную проблему в попытке поиска оптимального решения. Тем не менее, мало найти объяснение тем или иным закономерностям, необходимо реализовать полученные результаты в практике с минимальными изменениями существующих технологических схем процесса окисления кумола. В первую очередь это связано с тем, что замена всей технологической линии на действующем предприятии, как правило, экономически нецелесообразна, что сильно ограничивает практическую ценность исследований. В данной работе будут рассмотрены вероятные пути интенсификации процесса окисления не только по скорости образования ГПК, но и при одновременном повышении возможной селективности процесса окисления кумола с учетом последующей реализации полученных данных применительно к существующим технологическим цепочкам промышленного процесса окисления кумола. В основе современных представлений о механизме процессов окисления лежит перекисная теория Баха-Энглера [1,2], позднее развитая H. H. Семёновым [3], обосновавшим цепной свободнорадикальный характер окислительных процессов [4]. CHjO; . CHjO;. Доказательства того, что реакция окисления кумола в его гидропероксид протекает по радикально-цепному механизму, приведены во многих работах [5, 6,7]. ГПК впервые был получен Сергеевым П. Г. и его сотрудниками в году при каталитическом окислении кумола кислородом воздуха [8]. В году Hock H. Lang S. ГПК путём окисления кумола воздухом без катализаторов, но с облучением окисляемого углеводорода ртутной лампой [9]. На начальных стадиях окисления количество кислорода, поглощённого окисляющимся углеводородом, практически; равно количеству образовавшихся гидронероксидов [6]. На более поздних стадиях реакции это соответствие нарушается, так как в системе начинаются процессы превращения гидропероксидов, которые приводят к образованию других продуктов окисления. Основными побочными продуктами, образующимися на стадии окисления кумола, являются диметилфенилкарбинол (ДМФК), ацетофенон (АЦФ), дикумилпероксид (ДКП), а также целый ряд примесей - фенол, ацетон, органические кислоты, альдегиды и некоторые другие продукты. В литературе отсутствуют экспериментальные доказательства сложившихся представлений о механизме зарождения цепей. Считается, что зарождение цепи может происходить под воздействием различных превращений, приводящих к образованию свободных радикалов.