Ipari előállítására irányuló módszereket sztirol
Egyetlen forrása a termelés sztirol monoetilbenzol. A régi módszer előállítására etil-benzol által átalakított klórozás hőmérsékleten 100-110 ° keverékében α- és β-hloretilbenzola, ahol az uralkodó α-származék:
Klórozott amíg a klór nem szívódik megállt észrevehető mértékben. Miután az abszorbancia hirtelen csökken, a folyamat véget ér, hogy megakadályozzák klórozásával a benzolgyűrű. A reakcióelegyet ledesztilláljuk alacsony forráspontú komponensek, míg a fennmaradó egy izomerek keveréke hloretilbenzola alá hidrohalogénezésével vagy folyékony fázisban - melegítéssel piridinnel, vagy gázfázisban - egyszerű melegítéssel, hogy 675-700 ° csövekben különleges króm-nikkel acél. A katalitikus hasítási folyamat a hidrogén-klorid hőmérsékleten 300-400 ° használt vízmentes ásványi savak sói, és a szerves bázisok (hidrokloridok, szulfátok vagy foszfátok a piridin, kinolin, anilin, stb), vagy vízmentes fém-sók, mint például a bárium-klorid, cink-klorid, monoklorid vagy -diklorid réz, vagy végül, a szabad savak: kénsav, foszforsav, stb
Jelenleg sztirol etilbenzolt kapunk magas hőmérsékletű dehidrogénező. A fő gyártási folyamat három részre osztja: a termelés etil-benzol, a kiszáradás és a nyers terméket.
Etilbenzol által termelt javított eljárás Friedel - Crafts reakció, amely az a tény, hogy a benzol-alkilezzük etilén jelenlétében katalizátorként vízmentes alumínium-klorid, amely előaktiváljuk kiegészítések kis mennyiségű etil-klorid vagy hidrogén-klorid. Mivel a képződött komplex etilén, alumínium-klorid és a hidrogén-klorid, oldhatatlan benzolban, a reakcióelegy kell erőteljesen keverjük. Ha az alkilezést végzünk atmoszferikus nyomáson, az optimális hőmérséklet 75-95 ° C. Részletek erről a fontos reakció, hogy reverzibilis, és a mechanizmus lényegesen bonyolultabb, mint ahogy azt az alábbi reakcióvázlatok lesz megtalálható szóló részben alkilezési reakciókban etilénnel.
A alkilezés, kivéve az etil-benzol, a keverék nagyobb alkil-származékai di- geksaetilbenzola, amelyek száma a reakciótermékek, valamint más tényezők befolyásolják az egyensúlyi állapot a rendszer.
Reakcióvázlat magában foglalja a telepítést a tisztítására benzol alkilezés megfelelő telepítés és beállítási kisülési etilbenzol az alkilezési termék. A alkilezést acéloszlopba reaktorok felszerelt, köpenyes, hűtővíz, és keverővel. A belső felületét a reaktorok bevonva zománc.
Benzol és a katalizátort vezetünk be a reaktorba a fenti, etilént táplálunk alulról, és a reakcióelegyet lemerült fúvókán keresztül alján található a reaktor. A reaktort csatlakoztatott visszafolyató hűtővel. A reakció sebessége szabályozható a hűtővíz és a katalizátor betáplálási. A reaktort elhagyó, a reakcióelegyet tovább kezeljük felszerelt készülékben gázmosók, szeparátorok és hűtők, a belső falai által védett savat zománc. Mosás után a reakcióelegyet tápláljuk desztillációs oszlop rozsdamentes acélból készült. Az oszlopok elvégzésére szétválasztása a benzol az etil-benzol és a polietil, valamint a végső rektifikáló etilbenzol.
A száraz benzollal készült oldatát reaktorba alumínium-kloriddal, etilént vezetünk alulról egy kis mennyiségű etil-kloridot a reakció beindítására. A katalizátort jellemzően adjuk csiga. A reakció kíséri nagy hőleadás, és így segítségével hűtővíz a hőmérsékletet nem magasabb, mint 95 °. Az aikiiezési reaktorból távozó termék-keveréket, hűtés után 40 ° betápláljuk egy szeparátorba, ahol a csapadék és elkülönítése a katalizátor, amelyet visszavezetünk. A folyékony reakcióelegyet mossuk első gázmosó 50% -os vizes lúgos oldattal, hogy eltávolítsuk a hidrogén-klorid és alumínium-kloridot, majd vízzel és adott esetben tovább tisztítjuk oldathoz aminok; ahol a visszamaradó anyagot alumínium-kloridot átalakítjuk egy oldhatatlan komplexet, amely elkülönítjük dekantálással vagy szűréssel. Így előtisztított nyers terméket ezután desztilláljuk, desztillációs oszlopok atmoszférikus nyomáson. A frakciót desztillált hőmérsékleten körülbelül 135 ° és jelentése egy nyers etil-benzol, elkülönítve gyűjtik, és a frakciókat forró magasabb hőmérsékleteken és kivont az oszlop alján, továbbítjuk majd vákuumban desztilláljuk. A forró frakciót vákuumban hőmérsékleten körülbelül 135 °, visszakerül az alkilező reaktorba, és vetjük alá alkilezési vyshekipyaschie frakció hatására alumínium-klorid hőmérsékleten 200 ° C-on egy adott telepítés. A kapott keveréket ezen a létesítmény monoetilbenzola benzolt és újra tápláljuk be az alkilezési reaktorba.
A nyers etil-benzolt táplálunk be a következő oszlop, ahol a benzolt ledesztilláljuk belőle, majd nagyon hatékony desztilláló oszlop, ahonnan egy lényegében tiszta etil-benzol. az utóbbi hozam 95-98% -a az elméletileg. Az etilbenzolt szánt dehidrogénezési (a desztillációt desztillált tartományban 0,5 °), nem tartalmazhat vysokoetilirovannye homológok és többnyire dietil-benzol. Meg kell szabadítani a klór ionok és mondanom sem kell, az ilyen anyagok, amelyek ki tudja kapcsolni a katalizátor dehidrogénezés.
etilációja benzolt is végrehajthatjuk gázfázisban. Erre a célra használják, mint katalizátor vagy alumínium-klorid szuszpenzióban dietil-benzol, amely 150 ° nyomás alatt vezetik be, és erélyes keverés közben egy pár benzol és etilén keverékét, vagy egyenlő rész nátrium-kloridot és alumínium-klorid hordozón horzsakő, amely felett etilén és a benzol gőzök vezetjük hőmérsékleten, 270 °, míg a nyomás 15 atm. Egy másik alkalmazott katalizátor előállítására etil-benzol, a szilikagél, vagy szilícium-dioxid, impregnált 60% -os foszforsavval (az úgynevezett „kemény” foszforsav). A katalizátor aktívabb amikor hidratált, így a gázkeverék etilén és benzolt adunk olyan mennyiségű etanollal víz képződik miatt dehidratáló katalizátort tartjuk állandó aktivitás. Az eljárást hajtjuk végre a hőmérséklet körülbelül 300 °, és a nyomás körülbelül 60 atm.
Etil-benzol sztirol végezzük magas hőmérsékleten. Hidrogén már hevítésével hasítjuk etilbenzol 600-750 °. A gyakorlatban azonban a katalizátort általában elsősorban a bauxit, alumínium-oxid, króm, cink, molibdén, vagy ezek keverékei. Általánosan alkalmazott katalizátor, amely azonban nagyon érzékeny a vízgőz, közelítőleg a következő összetételű: cink-oxid 75-85 °%, alumínium-oxid, 5-10%, 5-7% kalcium-oxid, króm-oxid 0,5-0,7 %, és 2-3% -os kálium-hidroxid. A katalitikus dehidrogénezési szelektíven játszódik le, és alacsonyabb hőmérsékleten, (300-600 °), úgy, hogy mellékreakciók játszódnak veszteség termék, nagyon korlátozott. A folyamat kedvez a nyomás csökkenése úgy érhető el hígításával etil-benzolt gőz, rendszerint gőzzel. Mivel az utóbbi következménye a deaktiválására, fentiekben ismertetett katalizátort, újabban azt javasolta egy másik katalizátor, hogy ilyen körülmények között sokkal stabilabb, és megvan az a képessége, hogy csökkentse oldalon során pirolitikus folyamatokat. Ez áll a 74% magnézium-oxid, 18% vas-oxid, 4% réz-oxidot és 4% kálium-oxid.
Dehidrogénezést végezzük egy csőreaktorban rozsdamentes króm-nikkel speciális acél, rézötvözet bélelt, és tele mangán katalizátort. A működés során a friss katalizátor, a reaktor hőmérsékletét a 580 °, majd, a redukciós katalizátor aktivitása fokozatosan növekedett, hogy 600-610 °. A reaktor nyomása 1 atm szállítjuk keverék etil-benzol és a vízgőz ekvimoláris arányban. A reakció terméket, amely 40 tömeg% sztirolt, körülbelül 60% etil-benzolt, 0,5% benzolt, 1% toluolt és 0,3% gyantaszerű anyagok, lehűtjük, vizet elkülönítjük belőle, mossuk, szilárd kálium-hidroxid és hozzáadásával stabilizáljuk minden tonna ez 10 g hidrokinon vagy terc TBC. A kezelés a nyers sztirol és annak A tisztítást desztillációval és kijavítását.
Lepárlás A nyers termék a leginkább szeszélyes szakaszában a gyártási folyamat, mint a sztirol, különösen akkor, ha tartalmaz divinil-benzol, eredő dehidrogénezésével dietil-benzol nincs elválasztva a desztillációs eljárás a legtöbb esetben gyorsan polimerizálódik. Ezért, a nyers terméket hozzáadjuk a stabilizátort. A desztillációt végezzük négy szakaszban. Először is, a reakcióelegyet desztillált frakcióját benzol és a toluol; az utolsó vetjük alá frakcionált desztillálásnak egyetlen berendezésben, és egy regenerált tiszta benzolt visszavezetik az alkilező. A második szakasz izolált etilbenzolt, amely szintén visszatért a termelési ciklus. A harmadik szakaszban a nyers sztirol izoláljuk, és végül, a negyedik - az elválasztott gyantás frakciót. A desztillációs a második és a negyedik lépést hajtjuk végre vákuumban. Sztirol vákuumban desztillációval kell elvégezni nagy körültekintéssel, mivel a sztirol, átalakításra szánt polimer kell lennie rendkívül tiszta. Ebből a célból, vezet a sztirol desztillációs oszlopra magas maradék meg nem haladó nyomáson 50 Hgmm. Art. Hozam lényegében tiszta monomer (99,5-99,8%) elérte a 90% -a az elméleti. Sztirol tároló legjobb stabilizált terc-butylpyrocatechol, amelyet kinyerünk extrakcióval híg lúggal monomer a további feldolgozás előtt. Egy másik aktív stabilizátor virágok kén; sztirol elválasztva az utóbbi vákuumdesztillációval.
Leírjuk egyszerű módszer tisztítására sztirol desztillációs hatékony oszlopban adjuk meg a szabadalmi irodalomban, és más módszerek, bár még mindig a gyakorlatban, úgy tűnik, nem alkalmazható. Így, elválasztására sztirol etil-benzol javasoljuk ezek keveréke két szénhidrogén eloszlassa vákuumban néhány adalék anyagok, amelyek azeotrop elegyet képeznek az etil-benzol. Ilyen anyagok közé tartoznak, például a glikol-monoetil-éter, 1-nitro-propán, izobutilpropionat, pikolin és 2,6-lutidin.
Fenii és aldehidek szereplő alkohol, lehet desztillálással izoláljuk a sztirol frakció felett vákuumban szuszpenzió finomeloszlású nátrium-egy magas forráspontú oldószerben (amilnaftilaminy). Aldehidek és más oxidációs termékek lehet izolálni sztirol melegítve vákuumban visszafolya vegyületek jelenlétében, amelyek elpusztítják-peroxid, oxidáljuk magukat, és amely reagál az aldehiddel. Erre a célra javasoljuk β-naftil-amin, difenil-amin, 2- vagy 4-amino-difenil o- és fenetidin.
Fontos, hogy a sztirol, átalakításra szánt polisztirol, nem tartalmaz oldott gázok, buborékok, amely miatt a polimer alkalmas további feldolgozásra. Ebből a célból, egy stabilizált sztirol melegítjük hosszú ideig visszafolyató hűtő alatt, atmoszferikus nyomáson. Mechanikai szennyeződésektől elválasztjuk szűréssel.
Sztirol viszonylag könnyen oxidálódik a légköri oxigénnel, hogy egy peroxivegyületet karaktert. Ezek a vegyületek katalizálják további oxidációja a monomer és annak polimerizációt. Annak elkerülése érdekében, oxidáció, sztirol nitrogén alatt tároltuk, és ezen kívül, szintén stabilizálódott. A találmány szerinti vegyületek használható stabilizáló anyagként, amelyek befolyásolják lokalizálni kezdeményező peroxidok. Emellett a kén, a hidrokinon, és a T-N-TBC, szabadalmi irodalomban ajánlott ez a sorozat a vegyületek: pirogallol vagy guajakol, benzokinon, trinitro-benzol és trinitro, klóranil, 1-amino-antrakinon, fenil-1-naftil-amin, fenil-2-naftil-amin, metil-anilin és metol, p-amino-fenol, 2-oxi-difenil, 2-amino-5-oxi-difenil. Néhány stabilizátorok megőrzik aktivitásukat akár 170 ° C. A legjobb ismert inhibitora vitathatatlanul N-terc-butylpyrocatechol, mert jól oldódik sztirol, nagy aktivitású (1: 1.000.000), és végül, hogy könnyen eltávolítható a monomer előállíthatjuk, ez utóbbiakat híg lúggal.
Funkciók stabilizátorokat vagy polimerizációs inhibitorok, az első alkalommal vizsgálták Muro és az iskolában, és miután számos más kutatók. Úgy gondoljuk, hogy inhibitorok nevezett vegyületek, amelyek képesek gyorsan reagálni a szabad gyököket, melyek ezáltal származik a környezet és nem okozhatnak a nem-poláros konverzió, a jelen esetben - a polimerizációt. Tipikus inhibitorok kinonok vagy vegyületek általában, a molekulában kinoidális szerkezet könnyen ki lehet alakítani. Kinon deaktiválja szabad gyökök vagy lefordítja őket új, stabil gyökök, amelyek már nem képes kezdeményezni egy láncreakció
vagy átalakítja a szabad gyökök, hogy olefinek. Az ilyen eredmény jön esetében tetraszubsztituált kinon, például kloranil:
Néhány iniciátorok a polimerizáció jellemző azonban, részleges aktivitás jelenlétében és kloranil. Ezek közé tartozik azo. Izobutironitril során képződő annak bomlási nempoláris reagálnak klóranillal összhangban a következő séma, de nem a vége:
Ez az elv azon alapul, bizonyos vegyületek alkalmazására a gátlószerek vagy a módosítók polimerizációs.
Oldószerek, gyöngyrnaimok - gyöngyökkel működő malom. Discolvery készleten és rendelésre.