Переработка скипидара в камфен и изоборнеол с использованием природного цеолита "Сахаптин"

• Автор: Климанская, Татьяна Витальевна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 123 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Аналитический обзор
1.1 Скипидары, состав, свойства, применение и вторичные продукты
переработки
1.2 Изомеризация терпеновых углеводородов
1.3 Промышленные способы получения камфена
1.4 Гидратация камфена
2 Методы проведения эксперимента
2.1 Объекты и методы исследования
2.2 Методы проведения катализа скипидаров на природном цеолите .
2.3 Кинетические исследования реакции изомеризации терпеновых углеводородов
2.4 Методы выделения и гидратации камфена
2.5 Методы проведения эксперимента на полупромышленной установке
2.6 Определение физико-химических показателей скипидара
и его производных
2.7 Статистическая обработка результатов эксперимента
2.8 Оптимизация режима получения камфена
3 Экспериментальная часть
3.1 Характеристика сырья
3.2 Влияние технологических факторов на изомеризацию терпенов
3.2.1 Влияние технологических факторов на изомеризацию живичного скипидара
3.2.2 Оптимизация режима получения камфена
3.2.3 Влияние технологических факторов на изомеризацию сульфатного скипидара
3.3 Исследование кинетических закономерностей изомеризации скипидара
3.4 Выделение камфена
3.5 Гидратация камфена и выделение изоборнеола
4 Технологическая схема производства
4.1 Описание технологической схемы получения камфена
и изоборнеола
4.2 Экономические показатели производства получения
камфена изомеризацией скипидара на природном цеолите
Выводы
Список использованных источников
Приложение А
Введение
Наша страна располагает уникальным источником терпеновых соединений - хвойными растениями семейства сосновых (Ртасеае), которые занимают две трети общей площади лесов нашей страны. Терпеновые соединения, получаемые при переработке живицы и древесины хвойных пород являются составной частью скипидара, который не нашел достойного применения и используется в основном в качестве растворителя.
Вследствие этого развитие современной лесохимической промышленности неразрывно связано с разработкой новых, высокоэффективных способов переработки одного из основных продуктов лесохимической промышленности - скипидара с целью получения высококачественных материалов для народного хозяйства страны. Квалифицированная переработка скипидара в продукты на его основе позволит улучшить качество, производимых продуктов и является необходимым и экономически возможным направлением развития лесохимической промышленности.
Среди компонентов скипидара особый интерес представляет камфен, который применяется в производстве душистых веществ, инсектицидов и является промежуточным продуктом в синтезе камфары - ценного продукта для многих химических производств. При действии галогенов получают бром и хлорзамещенные камфары, применяемые в медицине. Хорошие пластифицирующие свойства камфары наряду с ее большой растворяющей способностью по отношению к нитроцеллюлозе сделали ее незаменимым пластификатором, применяющимся в производстве целлулоида, лаков, кинопленки и небьющегося стекла «триплекс». Камфара используется также в производстве порохов. Кроме того, из камфары приготовляют дезинфицирующие и фармацевтические препараты.
В отличие от камфена выпуск камфары в России является многостадийным процессом и в настоящее время прекращен в связи с экономической неэффективностью производства.

ионообменные смолы [163-166]. При использовании в качестве катализатора сильнокислых ионообменных смол в водно-диоксановой среде конверсия камфена составила 97,5% при выходе изоборнеола 85,4%. Авторами [162] предлагается применять катионообменную смолу 072 в присутствии разбавленных растворов серной и фосфорной кислот. Так же смесь изоборнеола (70 %) и камфенгидрата (22 %) получают при гидратации камфена, взаимодействием паров камфена, воды и диоксана на ионообменной смоле «АшЬегИв! 15». С использованием катионита предложен совмещенный реакционно-ректификационный процесс, в котором гидратация камфена проводилась с одновременным выделением изоборнеола ректификацией из реакционной смеси [165].
В последнее время в качестве катализаторов для кислотнокаталитических процессов, в том числе и гидратации, кроме вышеупомянутых веществ, применяют гетерополикислоты, которые позволяют получить изоборнеол с выходом 35 % и селективностью 98-99 % [167].
При гетерогенной гидратации алкенов водными растворами кислот для ускорения реакций вводят добавки эмульгаторов и катализаторов межфазного переноса. Эмульгаторы позволяют увеличить площадь поверхности раздела. В качестве катализаторов межфазного переноса обычно используют соли четвертичных аммониевых оснований [73-74].
Из анализа литературных данных следует, что возможно получение изоборнеола прямой гидратацией камфена минуя стадии этерификации камфена с последующим омылением полученных эфиров. А наличие у цеолитов, в том числе природных, таких свойств как термическая стабильность, устойчивость по отношению к контактным ядам, невозможность вызывать коррозии аппаратуры, представляет большой интерес к исследованию этих катализаторов для катализа терпеновых углеводородов с целью производства камфена.
К тому же в предыдущих работах на кафедре СибГТУ уже были получены положительные результаты по применению цеолита «Сахаптин» в