Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология продуктов органического синтеза

Диссертационная работа:

Вершинин, Константин Андреевич. Реакции изопрена в условиях жидкофазного разложения 4,4-диметилдиоксана-1,3 : диссертация ... кандидата химических наук : 05.17.04 / Вершинин Константин Андреевич; [Место защиты: С.-Петерб. гос. технол. ун-т].- Санкт-Петербург, 2011.- 179 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-2/345

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы.

Промышленный процесс синтеза изопрена из изобутилена и формальдегида является одним из основных способов получения мономера для производства синтетического каучука. Этот процесс впервые в мировой практике реализован в нашей стране в середине 60-х годов прошлого столетия. Процесс состоит из двух стадий: синтез 4,4-диметилдиоксана-1,3 (ДМД) из изобутилена и формальдегида в жидкой фазе и его последующее гетерогенно-каталитическое разложение в газовой фазе с образованием изопрена. Выделившийся формальдегид возвращается в процесс.

В 2001 году на ОАО «Нижнекамскнефтехим» были произведены существенные изменения, касающиеся второй стадии процесса. В результате разложение ДМД на предприятии проводится в жидкой фазе, с введением триметилкарбинола, который является источником изобутилена. При этом из одной молекулы ДМД образуются две молекулы изопрена. Таким образом, отпала необходимость в рециркуляции формальдегида, значительно сократились энергозатраты и количество оборудования. Однако, несмотря на очевидные преимущества перед старой схемой, показатели процесса нуждаются в дальнейших усовершенствованиях, поскольку в производстве образуется большое количество побочных продуктов. Изучение путей их образования является актуальной задачей.

Многочисленные исследования побочных реакций при синтезе изопрена из изобутилена и формальдегида касались в основном превращений промежуточных продуктов. По побочным реакциям изопрена данных мало. В условиях старого процесса изопрен находился в газовой фазе, и в катализате синтеза обнаруживались только продукты его олигомеризации (терпены). Однако в условиях нового жидкофазного процесса изопрен находится в контакте с реакционной массой, и при этом образуются новые побочные продукты, которые могут быть полезными в смежных отраслях. Поэтому представляется перспективным изучение превращений изопрена в описанных условиях, особенно, учитывая его высокую реакционную способность.

Так как изопрен в процессе синтеза находится в контакте с водным раствором кислот, то основное внимание в работе уделялось реакции гидратации изопрена.

Необходимо также отметить, что изучение гидратации изопрена имеет самостоятельное значение, поскольку гидратация сопряженных диенов изучена очень мало.

Основная цель работы - исследование побочных реакций с участием изопрена в процессе его жидкофазного синтеза и оценка возможности квалифицированного использования получающихся продуктов.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

  1. Анализ литературных данных по гидратации сопряженных диолефинов, которые могут быть источниками образования карбонильных соединений.

  2. Изучение состава продуктов гидратации изопрена в условиях его производства.

  3. Изучение влияния условий проведения процесса на гидратацию изопрена.

  4. Разработка способа выделения метилизопропилкетона из смеси побочных продуктов синтеза изопрена.

Научная новизна.

Впервые экспериментально показано, что в процессе жидкофазного разложения ДМД существенную роль в образовании побочных продуктов играет кислотно-катализируемая гидратация изопрена. При этом образуются метилизопропилкетон, 2-метилбутаналь и 2,2-диметилпропаналь. Впервые на основании кинетических исследований установлено, что указанные карбонильные соединения преимущественно образуются в результате первичного протонирования изопрена в положение 4. Образующиеся при этом 1,2- и 2,3-диметилаллиловые спирты быстро и необратимо изомеризуются в конечные карбонильные соединения. Альтернативный вариант образования этих продуктов в результате традиционного протонирования изопрена в положение 1 с образованием диметилвинилкарбинола играет существенно меньшую роль.

Впервые показано, что продукты взаимодействия изопрена с изобутиленом соответствуют протонированию изопрена как в положение 1, так и в положение 4. При этом, соответственно, образуются: 2,6- и 2,5-диметилгептадиены, а также их циклические изомеры.

Практическая ценность работы.

Разработан способ выделения метилизопропилкетона из смеси побочных продуктов жидкофазного синтеза изопрена. Данный способ позволяет выделить 2.2-2.5 тыс. т метилизопропилкетона в год на установке мощностью 175 тыс. т в год по изопрену.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на II Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых и преподавателей «Актуальные проблемы управления техническими, информационными, социально-экономическими и транспортными системами» (Санкт-Петербург, ноябрь 2007 г.). Получено положительное решение о выдаче патента РФ по заявке № 2010137379.

Публикации по теме диссертации. Опубликовано 6 научных работ, в том числе 3 статьи.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 179 страницах машинописного текста, содержит 43 рисунка, 42 таблицы. Список литературы включает 233 источника.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net