Введение к работе
Актуальность. Создание современных технологических пропес-сов, обеспечивающих экономное расходование сырья и энергии - одна из важнейших задач химической технологии. К числу процессов, требующих коренного усовершенствования, относится кумольный метод совместного получения фенола и ацетона, в том числе его последняя стадия - кислотное разлоадние гидропероксида кумил., (ГПК). Недостатком промышленного процесса является образование большого числа гобочных продуктов, так как в условиях действующей технологии Н" возможно полностью подавить гомолитпческий путь распада гидрогероксида. Совершенствование процесса возможно за счет . нзу-чеазд ..лементарных стадий процесса, влияния промежуточных и конечных продуктов, а такке изучения влияния роли среды в этих ре-агпиях.
Со времени открытия реакции разложения ГНС'накоплен большой массив экспериментальных данных, касающихся этого процесса, однако детального исследования и систематизации влияния широкого ряда растворителей в идентичных условиях проведена не было. Изучение кинетики и механизма сложного последовательно-параллельного процесса кислотного распада ГПК, осложненного влиянием продуктов и растворителя позволяет, с одной стороны, получить принципиально новые научные данные в области теории гомогенного катализа подобных реакция и, с другой стороны, предложить химической технологии оптимальные пути селективного проведения процесса.
Цель работы
-
Изучение кинетики кислотно-каталитического разложения ГПК в присутствии различных продуктов разложения и растворителей.'
-
Корреляция физико-химических свойств растворителей со скоростью к селективностью процесса.
-
Выдача практических рекомендаций по использованию растворителей в процессах яидкофазного окисления кумола и кислотного разложения его гидропероксида.
Научная новизна. Впервые в сопоставимых условиях изучено влияние ряда растворителей на процесс кислотного"разложения ГТК, что позволило вывести корреляционные уравнения, связывающие не-
которые физико - химические свойства растворителей со скоростьи реакции.
Впервые подробно исследовано разложение ГПК в ацетонитркте, а также влияние продуктов разложения на этот процесс.
Методом ИК-спектроскопии получены термодинамические характеристики комплексообразования ПЖ с некоторыми растворителями.
Практическая ценность. Показана возможность применения ацетонитрила как на стадии окисления кумола, так и в стадии разложения 'ГОК. Установлено, что скорость разложения в ацетонитриле в 50 раз вше, чем в ацетоне, а доля гемолитического распада, .ведущего к побочным продуктам, уменьшается1более чем в 60 раз.Предложена принципиальная технологическая схема окисления кумола и разложения ГПК с применением ацетонитрила. Получены кинетические данные, необходимые для разработки новой технологии. '
Апробация работы. Основные результаты работы' докладывались на Всесоюзной конференции по кинетике радикальных жидкофазных реакций, г.Ярославль, 1990г., Международной коференции по кинетике радикальных жидкофазных реакций, г.Ярославль, 1993 г..Межвузовских научных конференциях, г.Казань, 1990 - 93 гг.. Первой Республиканской конференции по интенсификации нефтехимических процессов, г.Нижнекамск, 1990 г.
Объем работы. Диссертация изложена на Н2 страницах маши
нописного текста и состоит из трех глав. Первая глава посвящена
обзору литературных данных по разложению ГПК в присутствии-раз
личных катализаторов и влиянию растворителей. Вторая глава со
держит методики экспериментов и описание способов обработки опыт
ных данных. В третьей главе приведены экспериментальные данные
и их обсуждение.
Диссертация содержит /У таблиц, if2 рисунков, список литературы из ff6 наименований.
Экспериментальные методы. О кинетике разложения ГПК судили по изменению его концентрации иодометрически . Кинетические кривые расходования ГПК спрямляли в полулогарифмических коорди-х
tglROOH]-
а _ _ время, или, б отдельных случаях по уравнению автокатализа - &{[Ш]/([ШІт[№Ш)}=&зфСЯ00Н]оі:+сопьі
Из тангенсов углов наклона спрямленных участков находили константы скорости разложения.
Опыты по разложению проводили в атмосфере азота в стекляном реакторе с магнитной мешалкой. Окисление кумола осуществляли в кинетическом режиме кислородом воздуха в стекляном реакторе бар-ботакного типа.
Спектральные характеристики систем, содержащих ГПК и- растворитель изучали в диапазоне 2600-3800 см в спектрофотометре
Spec огс/м - 80.
Количественный состав продуктов разложения определяли хро-матографически на приборе ЛХМ - 8 - МЦ.