Adiabatikus hőmérséklet csökkenés a reaktorban
A "móltöredék-hőmérséklet" függését két (g) és (a) anyag esetében ábrázoljuk, mivel a paraalkil-fenolok egy sorba olvadnak, ugyanez fog történni az orto-alkil-fenolokkal.
A grafikonon látható, hogy a növekvő hőmérséklet mellett a paraalkil-fenolok mólfrakciója csökken. Ezért az eljárást alacsony hőmérsékleten kell végrehajtani.
A paraion-fenolokat általában köztitermékként használják nemionos felületaktív anyagok oxi-etilezés útján történő szintéziséhez:
A jobb biológiai lebonthatóságú termékek előállításához szükségessé válik egy kevésbé elágazó láncú alkilcsoport.
2. Adiabatikus hőmérséklet csökkenés a reaktorban
(az alkil-fenol-entalpium kiszámításakor hiba van, a reakció exotermikus)
A reakció termikus hatását és a keverék hőmérsékletét a reakció végén egy adiabatikus reaktorban számoljuk. Tételezzük fel, hogy amikor a fenolt tetradekén-1-gyel alkilezzük, 7- (4'-hidroxi-fenil) -tetradekánt képzünk.
A reaktorba belépő hő mennyisége a fenollal és az olefinnel bevezetett hőből áll. A fenol fogyasztása 1,1 mol / óra, az olefin fogyasztása 1 mol / óra.
A kimenő keverék hőmérsékletét meg kell találni a reaktorból, ezért ismerni kell a bejövő keverék hőmérsékletét. A fenol és az olefin összekeverése után átlagos hőmérséklete megegyezik a ónnal, vö. Így a Qin egyenlő:
A Microsoft Excel program és a "paraméterválasztás" funkció használatával, valamint a reaktorba bevezetett hőmennyiség előzőleg meghatározott hőmérséklettől függően találjuk a Tvx-t, vö.
Ón, cp = 315,13 K, = 110,45 (J / mol), = 328,84 (J / mol).
A reakció entalpiaja Hess törvényének következménye:
= - =
= - (+)
= -229297 + (98386,5 + 227532) = 96621,5 (J / mol)
A reakció endoterm, a hőmennyiség csökkenése az egész rendszerben.
Tegyük fel, hogy egy olefin átalakulási foka 100%.
Az előkapcsolt zónából az elegyből kilépő hőmennyiség:
Qout = Qin - Qreaction
Qout = 141911,6 - 96621,5 = 45290,1 (J / h)
A keverékből ugyanolyan mennyiségű hő kiszámítható Tvoy-on keresztül, vö.
Így Tout, cp = 171,26 K.
3. A folyamat kinetikája
1. Az olefin protonálása karbokation képződéssel:
2. Egy komplex keletkezik:
3. Komplex alakul ki. Ez a szakasz korlátozza.
4. A proton eltávolítása az aromás magból:
Az elválasztott proton reagál az olefinnel, és az eljárás újraindul, vagy a katalizátorral, majd a reakció leáll.
Katalizátorként - protonsavak - az iparban leggyakrabban kénsavat használnak. Ez a legaktívabb közötti egyéb rendelkezésre álló és olcsó savak, de ugyanabban az időben, és katalizálja mellékreakciók, ami további szulfonálásával fenol és az olefin és a szulfonálás képező HOC6H4SO2OH fenolszulfonsav és monoalkil ROSO2OH, szintén részt vesz a katalitikus eljárás. Kénsavval az n-liofileket tartalmazó alkilezést 100-120 ° C-on végezzük. Egy másik katalizátort, anélkül, hogy mellékhatások szulfonálási és enyhébb hatásuk p-toluolszulfonsav CH3C6H4SO2OH. Kevesebb aktivitással és nagyobb költséggel rendelkezik, mint a H2SO4.
Ezekkel a katalizátorokkal a fenol alkilezése homogén reakcióként a következő egyenlet szerint alakul ki:
=
Az egyenletből kiderül, hogy mivel az egyik anyag koncentrációja nő, a reakciósebesség lineárisan növekszik. A gyártás során viszonylag kis mennyiségű fenolt használnak az olefinnek és még ekvimoláris mennyiségüknek is. Ha H2SO4 katalizátorként alkalmazzuk, 3-10 tömeg% mennyiségben alkalmazzuk. A hőmérséklet növekedése pozitívan befolyásolja a reakciósebességet, mert endotermikus folyamat.
4. Folyamattechnológia
A fenolok alkilezéséhez egy adagolási eljárást alkalmazunk. A reakciót egy olyan berendezésben, amely egy keverővel és Gőzzel történő melegítésre beborított, vagy vízhűtéssel. Ez töltöttünk fenollal és a katalizátor,-ra melegítjük 90 ° C-on őket, majd keverés és hűtés közben folyadékot szállítunk tetradecén-1, a hőmérséklet 25 ° C-on (olvadáspont: -12,7 ° C hőmérséklet). Legyen így, mert ha az első terhelés, a katalizátor egy olefin, nem lehet a reakció oligo- és a polimerizáció. A reakció második felében éppen ellenkezőleg, meg kell melegíteni a reakcióedényt. A művelet teljes időtartama 2-4 óra. Ezt követően, a reakcióelegyet semlegesítjük a keverőben 5% alkáli, hozott ekvivalens mennyiségben, hogy a sav-katalizátort, az elegyet melegítjük gőzölés. A semlegesített szerves fázist elválasztjuk a nyers víz alkil-fenolok-só-oldat és küldött egy vákuum desztillációval, amikor desztillált vízben, maradékok olefin és átalakulatlan fenolt.
Amikor ammoxidációja propilén kapott reakcióelegy a következő összetételű (tömeg.%): - propilén - 18,94, akrilnitril - 54,85, acetonitril - 13.00, acetaldehid - 1,15 propionaldehid - 5,07, hidrogén sav - 4,99, formaldehid - 0,80, CO2 - 1,20. Számítsuk ki a konverziós foka reagensek, a szelektivitás a folyamat minden egyes reakció termékeit per Minden reagens és egy kimenete minden egyes hiányzó nyers reakciótermékeket egy per-reagens.
Megoldás: az oxidatív ammónolízis során a transzformációk legvalószínűbb rendszere:
Összefoglaljuk a mol eloszlásának táblázatát. részvények ref. összetevők: