Введение к работе
Актуальность работы. Основнокаталитическое присоединение оксида этилена (ОЭ) к протонодонорным веществам, сильно превосходящим по кислотности получаемые аддукты - эффективный метод селективного получения целого ряда ценных продуктов органического синтеза. К последним, в частности, относятся моно и диацетаты этиленгликоля (МАЭГ и ДАЭГ), применяемые как отвердители жидкого стекла и растворители; феноксиэта-нол (ФЭ), используемый в качестве компонента лаков, консерванта и антисептика для косметических средств, растворителя для чернил; холинхлорид (XX) - биологически активный компонент лекарственных препаратов и кормовых добавок. При синтезе названных продуктов помимо целевой реакции, катализируемой основанием, сопряженным со стартовым веществом, протекает ряд побочных процессов, катализируемых другими нуклеофилами, существующими и образующимися в процессе синтеза. По такому маршруту, при получении XX образуется этиленхлоргидрин (ЭХГ). В ФЭ обязательно остается некоторое количество фенола (Ф); в МАЭГ и ДАЭГ появляется эти-ленгликоль (ЭГ). Концентрации этих нежелательных примесей в целевых продуктах строго регламентированы. Отсутствие моделей перечисленных процессов, описывающих скорости образования основных и побочных продуктов, не позволяет обоснованно выбирать условия синтеза, обеспечивающие требуемую чистоту конечных продуктов и позволяющие исключить стадию их очистки. Необходимость разработки таких моделей и определяет актуальность работы.
Цель работы. Разработка моделей реакций оксиэтилирования уксусной кислоты (УК), уксусного ангидрида (УА), фенола и гидрохлорида тримети-ламина (ГХ), описывающих полный состав реакционной массы до глубоких конверсии исходных реагентов. Применение этих моделей для выбора условий синтеза, позволяющих обеспечивать требуемый уровень качества целевых продуктов.
Научная новизна. Впервые разработаны кинетические модели процессов оксиэтилирования УК, УА, Ф и ГХ, учитывающие протекание основных и всех побочных реакций в области высоких конверсии исходного протоно-донора. Исследована кинетика ряда побочных реакций, протекающих в ука-
2 занных процессах. Доказана возможность и предложена методика применения модели оксиэтилирования УК для описания процессов получения аналогичных производных других карбоновых кислот. Впервые в качестве гетерогенного катализатора реакции взаимодействия УК и УА с оксидом этилена использован анионит (АН-251), содержащий пиридиновые активные центры, и установлены кинетические закономерности процесса.
Практическая ценность. Все разработанные модели являются инструментом, позволяющим оптимизировать условия синтеза с целью достижения требуемых качественных и количественных показателей промышленных процессов оксиэтилирования. Две из них уже прошли практическую апробацию. Так, соответствующая модель была применена при проектировании опытной установки производства смесей ацетатов этиленгликоля заданного состава. Полученные результаты позволили отказаться от стадии очистки целевого продукта. Наработанная партия продуктов удовлетворяла требованиям ТУ и успешно прошла испытания в качестве отвердителя жидкостекольных смесей. Кинетическая модель оксиэтилирования фенола была использована для проектирования и оптимизации условий функционирования промышленной установки с контролируемым содержанием остаточного фенола в ФЭ, удовлетворяющим требованиям потребителя.
Публикации. Материалы диссертации изложены в 5 печатных работах.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, ^Тглав и выводов. Работа изложена на /0 стр. машинописного текста, включает^/ рисунков, ? таблиц и список литературы, содержащий ІСІнаименований.