Методы получения изобутилена. Физические и химические свойства реагентов и продуктов реакции, электронная структура. Термодинамический анализ основной реакции. Кинетика и механизм получения изобутилена. Выбор типа и расчет характеристик реактора.
При низкой оригинальности работы "Формирование химической концепции процесса дегидратации трет-бутилового спирта, как метода получения изобутилена", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
В работе рассмотрен метод получения изобутилена дегидратацией третбутилового спирта. Представлен обзор возможных методов получения изобутилена. Проведен анализ основной реакции (рассмотрены физические и химические свойства реагентов, их электронная структура).Чистый изобутилен получен Бутлеровым в 1868 году по реакции дегидратации третбутилового спирта разбавленной серной кислотой При вдыхании изобутилен оказывает наркотическое действие [1]. При хранении и работе с изобутиленом необходимо соблюдать правила техники безопасности, общие для всех горючих веществ. На сегодняшний день на основе изобутилена получают синтетические каучуки: изопреновый, полиизобутеленовый, пластмассы, топливо, смазки, присадки к маслам, поверхностноактивные вещества, разнообразные добавки и другие продукты, которые используются практически во всех отраслях народного хозяйства. На волжском заводе ОАО ”КАУЧУК” используют изобутилен для производства метил третбутилового эфира - высокооктановой добавки к бензину, а также изделий из пластмассы.изобутилен термодинамический реакция кинетикаПервая группа включает: 1) высокотемпературный пиролиз жидкого и газообразного сырья - сухие газы переработки нефти, попутные газы нефтедобычи, этан, пропан, бутаны, прямогонные и газовые бензины, в отдельных случаях рафинаты каталитического риформинга (после извлечения ароматических углеводородов), газойлевые фракции, нефть и нефтяные остатки; 2) термический крекинг высокомолекулярных парафинов, полученных при переработке нефти; Эти два метода сопровождаются побочными нежелательными реакциями деструкции образовавшихся олефинов, их гидрирование и дегидрирование. Токиямо Йосихиро [5] изучил процесс дегидрирования бутана и последующей изомеризацию а-бутена в изобутилен при 5000С; в качестве катализатора применялась платина нанесенная на силикаты железа. При изомеризации углеводородов фракции С4 с последующим дегидрированием в изобутилен, изомеризация бутановой фракции проводится на катализаторах А1Cl3, А1Вг3, ВР3, НС1 и т.п. Мирзабекова и Мамедов [11] заявили метод конверсии изобутилена при 610-6800С в присутствии СО2 на катализаторах, содержащих: 2-6 масс.% Cr, 2-6 масс.% Mn закрепленных на А12О3. В промышленности реализован метод извлечения изобутилена из фракции С4 взаимодействием трет-олефина со спиртом на ионных катализаторах макропористой структуры Амберлис-25, а также SIO2•А12О3 или активированного угля с помощью разложения третбутилового эфира при температуре 37-202 °С.[1]- пиролиз неопентана или аренов [1]: При температуре 577 °С протекает следующая реакция: (CH3 )4С > (CH3 )2C=CH2 СН4 а при температуре 412 °С протекает следующая реакция: С6 Н5-С(CH3 )3 > (CH3 )2C=CH2 С6 Н6 - олигомеризация этилена: В США запатентован метод олигомеризация этилена на катализаторах ZSM35 (SIO2, Al2О3, H2О, Na) с образованием изобутилена [32]. - получение изобутилена из синтез-газа: Комиджа Теруаки исследовал этот метод, используя в качестве катализаторов ZRO2 [33]. - получение изобутилена из ацетона: Данный процесс протекает при температуре 167-452°С на алюмосиликатах по следующей реакции: 2(CH3 )2С=О ® (CH3 )2С=СН-С(О)-CH3 Н2O ® - получение изобутилена и пропилена: Современный способ получение изобутилена и пропилена, запатентован Миначевым и Ходяковым.(CH3 )3С-ОН > (CH3 )2C=CH2 Н2OОбразуя молекулы, атомы изменяют свое состояние, влияют друг на друга. Реагенты и продукты изучаемой реакции имеют неполярные (С-С, С=С) и полярные (С-Н, С-О, О-Н) ковалентные связи, возникающие в результате обобщения не спаренных валентных электронов с противоположными спинами. В молекулах третбутилового спирта и изобутилена имеются электронные пары принадлежащие только одному атому (углероду или кислороду) это т.н. неподеленные электронные пары. В молекуле третбутилового спирта проявляется индуктивный эффект-смещение электронной плотности вдоль s-связи от одного атома к другому в следствии их различной электроотрицательности; при этом происходит поляризация связи. В группах СН3 может проявляется эффект сверхсопряжения - частичное смещение s электронов трех С-Н связей на соседнюю С-С связь.Рассмотрим наиболее типичные реакции, в которые могут вступать реагенты и продукты реакции. Реакции с участием этой группы проходят либо с разрывом связи О-Н либо связи С-О [38]. Замещение ОН-группы вследствие разрыва связи С-О. образование галогеналканов (под действием температуры и водоотнимающего реагента): (СН3)3С-ОН HBR > (СН3)3С-Br Н2О (бромтретбутан ) Высокую реакционную способность изобутилена обуславливает наличие ?-связи и двух электродонорных СН3-групп. Он способен вступать в различные реакции присоединения и окисления [38]: 1.Реакции присоединения: - гидрирование: (СН3)2С=СН2 Н2 > (СН3)3-СН (трет-бутан)Расчет констант химического равновесия производится по термодинамическим данным, которые взяты в справочной литературе [41] для изобутилена и воды.
