Введение к работе
Актуальность теиы: Кислотное разложение гидропороксида изопропил-боїїїГола-локйтГв основе почти 90 объема современного производства фонола (Ф) кумольным методом. Наряду с целевыми Ф и ацетоном (Ац) и атом процессе образуются непредельные: а-мотилстирол - МС, оксид мезитила - ОМ, карбонильные - ОМ, ацетофенон - АЦФ и другие кислородсодержащие соединения: диметилфенилкарбшюл - ДМФК, 2-ме-. шлбензгидрофуран - МБФ. Указанные соединения перегоняются вместе с Ф и ухудшают его антиокислительную стабильность
Для повышения качества Ф подвергают каталитической обработке сульфированным сополимером стирола и дивинилоензола - сульфока-тионитом (СФК), при которой указашше примеси реагируют друг с другом и с Ф внутри гранул полимерного катализатора, давая высо-кокипящие продукты, отделяемые затем при ректификации Ф. Применяемый СФК (в основном КУ-2х8) имеет гелевую структуру, чья невысокая проницаемость для молекул реагентов значительно замедляет их взаимодействие (проявляется диффузионное торможение)-
Известны макропористые СФК (различные модификации КУ-23), пористая структура которых позволяет сократить диффузионное торможение многих химических реакций. Однако активность и селективность каталитического действия этих СФК при очистке Ф не изучены. Цель работы: Определить скорость и селективность превращений непредельных и карбонильных соединений при каталитической очистке Ф, а также установить их зависимость от пористости СФК- катализаторов и других условий процесса.
Научная новизна: Впервые определены константы скорости (к) и энергия активации (Е ) взаимодействия МС, ОМ, МБФ и АЦФ в среде Ф в присутствии макропористого и гелевого СФК - катализаторов. С наибольшей скоростью МС реагирует с Ф, давая КФ; примерно на порядок меньше константа скорости димеризации МС, промежуточное положение занимают реакции МС с МБФ и АЦФ, а также Ф с ОМ. Разработана кинетическая методика оценка активности СФК - катализатора при различных температуре и" других условиях очистки Ф, с помощью которой также выявлена вероятность протекания в этом процессе реакций сополиконденсации ОМ" с АЦФ поликонденсации ОМ. Применение макропористых сульфокатионитов заметно увеличивает значение к^ изученных реакций, что свидетельствует о большей активности и меньшей селективности их каталитического действия в сравнении с гелевым КУ- 2х8чС. Достигаемые при этом также более высокие значения Еа обусловлены сокращением диффузионного торможения указанных превращений примесей непредельных и карбонильных соединений,
- 4 -приводящих к образованию крупных молекул продуктов. Соответственно, максимальную каталитическую активность при очистке загрязненного Ф проявляют макропористые сульфокатиониты, имомцио суммарный объем пор W > 0,2 см3/г и их средний радиус г 225- 912 а.
По изменению к^ в ходе процесса очистки Ф с периодической регенерацией катализатора промывкой изопропиловым спиртом установлено, что продукты превращения примесей частично хемосорбируются на СФК, постепенно уменьшая его активность. Очистка при 80 С приводит к относительно бистрому и в значительной степени необратимому уменьшению активности СФК, снижение температуры до 50 С резко замедляет процесс, увеличивая срок службы катализатора. Практическое значение: Каталитическая очистка получаемого кумоль-ным методом Ф в присутствии макропористых СФК позволяет увеличить скорость подачи сырья и, тем самым, производительность процесса в 10-25 раз в сравнении с гелевым КУ-2х8 чС при той же степени очистки.
Разработаны и предложены для опытной проверки следующие рекомендации по совершенствованию процесса каталитической очистки Ф:
применение макропористых; СФК типа КСЫ-2 кл.А с размером гранул 0,6-2 мм или КУ-23 15/100 с подобной гранулометрией, имеющих суммарный объем пор ^0,2 см3/г и их средний радиус $s25Q а, вместо гелевого КУ-2х8чС.
проведение процесса в присутствии макропористого СФК при объемной скорости подачи не ^20-25 ч-1, температуре 50-60С, чередуя рабочие циклы и регенерацию катализатора промывкой низкомолекулярными спиртами, например, изопропанолом.
Публикации:По теме диссертационной работы имеется 6 публикаций, в том числе 3 статьи и 3 тезиса докладов на республиканских конференциях.
Апробация работы: Основные положения диссертации доложены на VII Республиканском совещании по-химическим реактивам (РЕАКТИВ-94 г.Москва) и на III Республиканской конференции "Нефтехимия-94", г. Нижнекамск, 1994 г.
Объем и структура диссертации: Работа изложена на 113 стр. маши-нописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы (84 названия), включает 41 таблицу и 9 рисунков.
