Арилметановые красители
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
вызывает у рабочих воспалительные заболевания кожи.
При медицинском применении возможны аллергические реакции (зуд, крапивница). При попадании на слизистую оболочку глаз возникает жжение, слезотечение, возможен ожог [12].
2.2 Технология получения красителя
Бриллиантовый зеленый впервые был получен в 1897 году в Германии. Получается только синтетическим путем.
Синтез сводится к конденсации диэтиланилина с бензальдегидом; образующийся при этом 4,4'-бис-диэтиламинотрифенилметан окисляют перекисью свинца или марганца. При взаимодействии получаемого таким образом карбинольного основания со щавелевой кислотой образуется Бриллиантовый зеленый [12].
3. Стадии производства красителя бриллиантового зеленого
Как говорилось в предыдущей главе проекта, краситель Бриллиантовый зеленый возможно получить только синтетическим путем при взаимодействии диэтиланилина с бензальдегидом, последующим окислением продукта и добавлением щавелевой кислоты. Для того, чтобы рассчитать материальный баланс необходимо выбрать наиболее рациональный метод получения красителя. В своем проекте в качестве основных исходный веществ взяты бензол и толуол, а также, необходимые для синтеза промежуточных соединений, хлор и вода.
На одной из первых стадий нам необходимо получить бензальдегид.
В промышленности исходный продукт для получения бензальдегида бензальхлорид получают при взаимодействии толуола с хлором.
При этом выделяются хлороводород, бензальхлорид, побочные продукты, а также исходные вещества, не вступившие в реакцию, - хлор и толуол. Непрореагировавшие реагенты целесообразно вернуть назад в производство посредством цикла.
Следующая стадия - получение бензальдегида путем кислотного гидролиза бензальхлорида.
При этом выделяется побочный продукт - хлороводород.
Параллельно с процессом получения бензальдегида идет процесс получения диэтиланилина, исходным реагентом для которого служит бензол, вступающий в реакцию с серной и азотной кислотами при температуре 55-60C. Так мы получаем нитробензол.
Далее к подогретому нитробензолу подают водород, который восстанавливает его до анилина.
В качестве побочного продукта выделяется вода и непрореагировавшие исходные реактивы.
На следующей стадии получают диэтиланилин, который необходим для реакции с бензальдегидом. Для этого к анилину прибавляют хлорэтан. Этилрадикалы замещают два атома водорода и в качестве отходов данной реакции служит хлороводород.
На следующей стадии необходимо получить 4,4'-бис-диэтиламинотрифенилметан. Для этого служит реакция бензальдегида с диэтиланилином в соотношении 1:2.
Полученное соединение окисляют перекисью свинца или марганца.
При взаимодействии полученного карбинольного основания со щавелевой кислотой образуется Бриллиантовый зеленый.
Затем продукт направляют на разбавление спиртом до получения 1 или 2%-ного раствора, который далее поступает к потребителю в емкостях по 10 или 25 мл.
4. Схема получения красителя бриллиантового зеленого
Рис. 1. Схема получения красителя Бриллиантового зеленого
Бензол насосом 1 подается в теплообменник 2, где подогревается до 55-65C. Подогретый бензол подают в реактор 3, где он смешивается с азотной и серной кислотами. Полученный нитробензол направляют из реактора 3 насосом в теплообменник 5, где его нагревают до температуры 250-350C и подают вместе с водородом в реактор 6. Выделившуюся после восстановления анилина воду направляют в сборник 10.
Полученный анилин направляют в колонну 8, подогреваемую теплообменником 9, для очистки перегонкой, а затем в теплообменник 18 для нагрева до 130C. При данной температуре и давлении 2-3 атм. идет реакция с выделением хлороводорода и диэтиланилина. Продукты последней реакции направляют в сепаратор 20, где отделяют диэтиланилин от хлороводорода, направляя последний в регенератор 16.
Вода из сборника 10 служит для гидролиза бензальхлорида (который получается при взаимодействии хлора с толуолом в реакторе 13) в реакторе 15, куда из теплообменника 14 подают подогретую до 95C воду. Выделяющийся при этом хлороводород поступает на регенерацию в регенератор 16. Туда же поступает и хлороводород со стадии получения бензальдегида при взаимодействии воды из сборника 10 и бензальхлорида.
Восстановленный хлор возвращается на стадию смешения с толуолом, а затем получения бензальхлорида.
Полученные бензальдегид и диэтиланилин поступают в реактор 21, в котором образуется лейкосоединение. Полученное лейкосоединение окисляют диокисью свинца или марганца в реакторе 22, а затем прибавляют к нему щавелевую кислоту в реакторе 23.
5. Расчет материального баланса
Материальный баланс рассчитан производительности 1000 кг красителя месяц. Расчет ведется с конечной стадии получения целевого продукта для выбора наиболее рациональных количеств исходных веществ. Следовательно, первым делом необходимо вычислить массы щавелевой кислоты и 4,4'-бис-диэтиламинотрифенилметанола, необходимых для получения 1000 кг красителя по реакции (выход 98%)
Таблица 1
Стадия получения красителя
№ п/пНазвание Молярная масса, кг/кмоль% масс.Количество вещест