Получение 2-метилпропена дегидратацией 2,2-диметилэтанола-1
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
Дипломная работа
ПОЛУЧЕНИЕ 2-МЕТИЛПРОПЕНА ДЕГИДРАТАЦИЕЙ
,2-ДИМЕТИЛЭТАНОЛА-1
Аннотация
В работе рассмотрен метод получения 2-метилпропена (дальше изобутилена) дегидратацией 2,2-диметилэтанола-1 (дальше третбутилового спирта). Представлен обзор возможных методов получения изобутилена. Проведен анализ основной реакции (рассмотрены физические и химические свойства реагентов, их электронная структура). В работе разобрана кинетика и механизм реакции.
Особое внимание уделено термодинамическому раiету и выбору типа реактора. Приведены раiеты материального и теплового баланса. Представлена операторная модель химико-технологической системы.
Работа содержит ХХ страниц, 8 рисунков, 5 таблиц, 48 литературных ссылок.
Содержание
Введение
. Литературный обзор
.1 Методы получения целевого продукта
.1.1 Получение изобутилена дегидрированием изобутана
.1.2 Получение изобутилена дегидрированием бутановой фракции с последующей изомеризации
.1.3 Методы извлечения изобутилена из углеводородной фракции С4
1.1.4 Получение изобутилена из втор-бутил хлорида
.1.5 Получение изобутилена из трет-бутил хлорида
.1.6 Получение изобутилена из трет-бутилмеркаптана
.1.7 Получение изобутилена из диизобутилена
.1.8 Получение изобутилена из триизобутилена
.1.9 Получение изобутилена из втор-и-н-бутанолов
.1.10 Получение изобутилена из изобутанола
.1.11 Получение изобутилена из трет-бутилового спирта
.1.12 Другие методы получение изобутилена
.2 Анализ основной реакции
.2.1 Физические свойства реагентов и продуктов реакции
.2.2 Электронная стр
.2.1 Физические свойства реагентов и продуктов реакции
.2.2 Электронная структура реагентов и продуктов реакции
.2.3 Химические свойства реагентов и продуктов реакции
. Термодинамический анализ основной реакции
.1 Подготовка исходной информации
.2 Раiет термодинамических функций
. Кинетика и механизм реакции получения изобутилена
.1 Механизм реакции и его обоснование
.2 Анализ факторов, влияющих на основную реакцию
.2.1 "ияние строения субстрата
.2.2 "ияние строения атакующей частицы
.2.3 "ияние строения уходящей группы
.2.4 "ияние растворителя
.3 Катализ основной реакции
.4 Кинетическая модель реакции
. Выбор типа реактора
.Раiет реактора
.1 Материальный баланс
.2 Тепловой баланс
.3 Раiет объема реактора
. Операторная модель химико-технологической системы
Вывод
Список литературы
Введение
Изобутилен является важнейшим и достаточно многотонажным мономером алифатического ряда.
Впервые он был выделен из продуктов высокотемпературного разложения животных жиров и описан Фарадеем в 1825 году.
Чистый изобутилен получен Бутлеровым в 1868 году по реакции дегидратации трет-бутилового спирта разбавленной серной кислотой
При вдыхании изобутилен оказывает наркотическое действие [1]. Интенсивность токсикологического действия зависит от концентрации мономера и индивидуальных особенностей организма. Признаки отравления: расстройство желудка, головная боль и тошнота. На более поздней стадии наблюдается расстройство зрения и потеря сознания. Длительное пребывание в загазованном помещении может привести к смертельному исходу.
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 обутилене постоянно растет.
Многие аспекты химии и технологии изобутилена и продуктов на его основе не ясны и, в лучшем случае, дискуссионные. Поэтому глубокий интерес к фундаментальным и перспективным исследования изобутилена поддерживается уже много десятилетий и постоянно стимулируется новыми экспериментальными данными.
Таким образом, проблема получения изобутилена актуальна и на сегодняшний день, при этом, достаточно хорошо разработана в научной литературе.
Целью данной работы является формирование химической концепции процесса дегидратации трет-бутилового спирта, как метода получения изобутилена.
Для реализации вышеуказанной цели необходимо решить следующие задачи:
. Выполнить теоретический анализ предложенного метода, рассмотреть особенности химической реакции, термодинамики, кинетики и механизма изучаемой реакции.
. Сделать выбор типа реактора, осуществить раiеты теплового и материального балансов, объема реактора и поверхности теплообмена.
. Предложить операторную схему получения изобутилена.
1. Литературный обзор
.1 Методы получения целевого продукта
Процессы получения изобутилена можно разделить на две большие группы: специализированные процессы с максимальным выходом изобутилена или фракции углеводородов С4 и процессы, в которых они являются побочными продуктами.
Первая группа включает: 1) высокотемпературный пиролиз жидкого и газообразного сырья - сухие газы переработки нефти, поп