Asetik asidin dehidrasyonu. Asetik asidi dehidre etme yöntemi

Alkenler ve alkadienler alın. Alkollerin dehidrasyonu iki yönde gerçekleşebilir: molekül içi ve moleküller arası.

Alkollerin intramoleküler dehidrasyonu, eliminasyon (klevaj) reaksiyonlarına ($E$) aittir. Alkolün yapısına bağlı olarak eliminasyon $E1$ ve $E2$ mekanizmaları ile gerçekleşebilir. Bu durumda, birincil alkoller esas olarak $E2$ mekanizmasına göre reaksiyona girerken, ikincil ve üçüncül alkoller $E1$ mekanizmasına göre reaksiyona girer. Nükleoprofil ikamesi durumunda olduğu gibi, alkollerin eliminasyonu bir oksonyum katyonu oluşumu ile gerçekleşir.

Haloalkanlar gibi, birincil alkoller reaksiyona girer ve moleküller arası dehidrasyon genellikle $S_N2$ mekanizmasıyla, üçüncül alkoller - $S_N1$ mekanizmasıyla, ikincil alkoller hem $S_N2$ hem de $S_N1$ mekanizmasıyla reaksiyona girebilir.

molekül içi dehidrasyon

Üçüncül alkoller, dehidrohalojenasyon reaksiyonlarına benzer şekilde $E1$ veya $E2$ mekanizmasına göre daha kolay kurutulur, daha sonra ikincil ve daha fazla birincildir. Alkollerin dehidrasyon süreci, en dallı alkenlerin oluşumu ile A. Zaitsev'in kuralına uyar. Bu nedenle, bir üçüncül alkolün dehidrasyonu $E1$ mekanizmasına göre ilerler ve sıklıkla $Sn1$ mekanizmasına göre bir nükleofilik ikame reaksiyonu eşlik eder:

Resim 1.

Bu mekanizmadaki en yavaş adım, alkoksonyum katyonlarının karbokasyonlara dönüştürülmesidir:

Şekil 2.

Dehidrasyon sırasında bir veya daha fazla alken elde etmek, ara karbokasyonların kararsızlığı ve dallı alkenlerin termodinamik stabilitesi ile belirlenir. Örneğin, izoamil alkol için Zaitsev kuralına göre sadece 3-metil-1-buten oluşturulmalıdır, ancak gerçekte üç alken $C_5H_(10)$ elde edilir:

Figür 3

Ortaya çıkan birincil karbokasyon en az kararlı olandır ve bir protonun ortadan kaldırılmasına ek olarak, 1,2-hidrit yer değiştirmeleri nedeniyle alkenlerin elde edildiği kararlı bir ikincil karbokasyona izomerleşmeye de eğilimlidir:

Şekil 4

İkincil karbokasyon da, mümkün olduğu kadar kararlı olan üçüncül bir karbokasyona izomerleşebilir:

Şekil 5

Böylece izoamil alkolün dehidrasyonu sırasında 3-metil-1-buten, 2-metil-2-büten ve 2-metil-1-buten karışımı oluşur ve reaksiyon ürünlerinde en çok 2 -metil-2-büten en dallı ürün olarak.

$E2$ yerine $E1$ mekanizması, eliminasyon reaksiyonlarındaki alkoller için tipiktir. Bu aynı zamanda, güçlü bazın, $RO-$ alkoksit anyonunun, protonla hızla etkileşime girdiği için mevcut olmadığı reaksiyon ortamının asitliği ile de ilgilidir.

Şekil 6

moleküller arası dehidrasyon

Göz önünde bulundurulan reaksiyonlar, moleküller arası dehidrasyon örnekleridir, bunun yanında moleküller arası dehidrasyon da vardır, bunun bir örneği yukarıda belirtildiği gibi bir eter oluşumudur:

Şekil 7

Konsantre asitlerin varlığında alkollerin moleküller arası dehidrasyonu, sıcaklığa, alkol ve asit hacimlerinin oranına bağlı olarak, çeşitli ürünlerin oluşumu ile meydana gelebilir. Örneğin, 105$^\circ$C'deki etil alkol, sülfürik asit - etilsülfürik asit ile bir asit ester oluşturur (reaksiyon 1). Aşırı alkol ve yüksek sıcaklıkta (130-140$^\circ$C), ana ürünü dietil eter olan moleküller arası dehidrasyon meydana gelir (eter; reaksiyon 3). 160$^\circ$C'nin üzerindeki sıcaklıklarda, etilsülfürik asit etilen oluşturmak üzere ayrışır (reaksiyon 2):

Şekil 8

Asit dehidrasyonu sürecinde asitlerin ikameleri

Alkollerin dehidrasyonu (hem molekül içi hem de moleküller arası) işlemleri için, özellikle endüstriyel ölçekli geleneksel asitler yerine, susuz Lewis asitleri veya alümina gibi diğer oksitleyici ajanları dehidrasyon ajanları olarak kullanmak daha uygundur. 350-450$^\circ$С'de $Al_2O_3$ üzerindeki alkollerin heterojen katalitik dehidrasyonu işlemi alkenlere yol açar:

Şekil 9

Öz

Dehidrasyon süreçleri

Giriş 3

1. Dehidrasyon işlemleri 4

2. Hidrojen giderme proseslerinin teknolojisi 9

Referanslar 11

giriiş

Temel organik ve petrokimyasal sentez endüstrisinde hidroliz, hidrasyon, dehidrasyon, esterleştirme ve amidasyon süreçleri çok önemlidir. Yağların, selülozun ve karbonhidratların hidrolizi ile sabun, gliserin, etanol ve diğerleri uzun zamandır elde edilmiştir. değerli ürünler. Organik sentez alanında, söz konusu işlemler esas olarak C2-C5 alkollerin, fenollerin, eterlerin üretimi için kullanılmaktadır.

-oksitler, birçok doymamış bileşik, karboksilik asitler ve bunların türevleri (esterler, anhidritler, nitriller, amidler) ve diğer bileşikler.

Listelenen maddeler, organik sentezin ara ürünleri (alkoller, asitler ve bunların türevleri, aldehitler,

-oksitler), monomerler ve polimerik malzemelerin (fenol, akrilik ve metakrilik asitlerin esterleri, melamin, kloroolefinler), plastikleştiricilerin ve yağlayıcıların (esterler), çözücülerin (alkoller, eterler ve esterler, kloroolefinler), pestisitlerin (eterler) sentezi için başlangıç malzemeleri karbamik ve tiyokarbamik asitler). Çok sık olarak, düşünülen reaksiyonlar, diğer hedef ürünlerin çok aşamalı sentezinde bir ara adımdır.

Bu maddelerin üretimi büyük ölçektedir. Böylece ABD'de 500 bin ton etanol ve izopropanol, 900 bin ton propilen oksit, 200 bin ton epiklorohidrin, 4 milyon tonun üzerinde ester ve yaklaşık 300 bin ton izosiyanat sentezlenmektedir.

1. Dehidrasyon işlemleri

1. Doymamış bileşiklerin oluşumu ile dehidrasyon

İşlem, aşamalardan biri sülfürik asit veya sülfonik katyon tarafından katalize edilen tert-bütanolün dehidrojenasyonundan oluştuğunda, kraking ve piroliz gazlarının C4-fraksiyonlarından izobütenin geri kazanılması için kullanılır. Veya izobüten elde etmek için dehidrasyon, propilen oksit üretmek için hidroksit yöntemi sırasında oluşan tert-butanol ile gerçekleştirilir:

(CH 3) 3 COH → (CH 3) 2C \u003d CH2 + H20

Bu ve diğer durumlarda, doymamış maddelerin oluşumu ile dehidrasyon çoğu zaman birçok monomerin üretimindeki aşamalardan biridir. Böylece, yeni proseslerden birinde, metilfenilkarbinolün dehidrasyonu ile stiren üretilir:

C6H5 -CHOH-CH3 → C6H5 -CH \u003d CH2 + H20

İzobüten ve formaldehitten izopren sentezi için iyi bilinen bir yöntem, diol ve doymamış alkolün son dehidrasyonu ile de ilişkilidir:

(CH 3) 2C (OH) -CH2CH2 (OH)

(CH 3) 2 \u003d CHCH2OH

CH 2 \u003d C (CH 3) CH \u003d CH 2

İlk su molekülü diolden ayrıldığında, farklı yapılardaki doymamış alkollerin bir karışımı elde edilir, ancak hepsi daha fazla dehidrasyon üzerine izopren verir ve reaksiyona çift bağların yer değiştirmesi eşlik eder:

Aldol kondenzasyonu ve ardından dehidrasyon gibi reaksiyonlarla bir vinil grubunun eklenmesinden oluşan doymamış bileşikler için başka bir hazırlama seçeneği, nitroetilen, vinil metil keton ve 2-vinilpiridin sentezi örnekleri verilebilir:

CH3 NO2 + HCHO

HOCH 2 -CH 2 NO 2 CH 2 \u003d CHNO 2

CH 3 COCH 3 + HCHO

CH 3 COCH 2 CH 2 OH CH 3 COCH \u003d CH 2

Dehidrasyon ayrıca CH2 \u003d C (CH 3) COOR metakrilik asit esterlerinin, bazı birincil alkollerin, örneğin n-butanolün üretimindeki aşamalardan biridir:

2CH 3CHO → CH3CH(OH)CH2CHO

CH3CH \u003d CHCHO CH3 (CH 2) 2 -CH20H

2-etilheksanol, metilizobütilketon ve diğer birçok madde.

2. Eter oluşumu ile dehidrasyon

Klor türevlerinin hidrolizi ve olefinlerin hidrasyonu sırasında ikincil eter oluşumu yoluyla, diizopropil eter gibi gerekli tüm eter miktarı elde edilir. Ancak dietil eter oldukça geniş bir uygulamaya sahiptir ve etanolün 250 0 C'de heterojen bir AI 2 O 3 katalizörü üzerinde moleküller arası dehidrasyonu ile özel olarak üretilir:

2C 2 H 5OH → (C 2 H 5) 2 O + H 2 O

İzopropanol ve daha yüksek alkollerden eterlerin sentezi için aynı yöntemi kullanma olasılığı, olefinlerin yan oluşumunun gelişmesiyle sınırlıdır. Sonuç olarak, esterlerin çoğu, asit katalizörleri - sülfürik, fosforik, arilsülfonik asitler kullanılarak sıvı fazda daha düşük bir sıcaklıkta elde edilir. Yöntem esas olarak aynı alkil gruplarına sahip simetrik eterlerin sentezi için uygundur, çünkü iki alkol karışımı kurutulduğunda, karışık bir ester verimi düşüktür:

3ROH + 3R"OH → R 2 O + R" 2 O + ROR" + 3H 2 O

Düz bir karbon atomu zincirine sahip simetrik eterlerden ilgi çekici olan,

- değerli bir çözücü ve özütleyici olan diklorodietil eter (klorex), ayrıca polisülfid polimerlerinin üretimi için başlangıç malzemesi. Bir asit katalizörü üzerinde susuz etilen klorohidrinin dehidrasyonu ile üretilir:

2CICH 2 -CH 2OH → (CICH 2 -CH 2) 2 + H 2 O

Asit katalizi altındaki dihidrik alkoller, kararlı beş veya altı üyeli halkaları kapatabilir. Bu şekilde dietilen glikolden dioksan (1), dietanolamin'den morfolin (2) ve bütandiol-1,4'ten tetrahidrofuran (3) elde edilir. Bu maddelerin tümü çözücüdür:

3. Karboksilik asitlerin dehidrasyonu

Karboksilik asitlerin dehidrasyon işlemi, diğer dehidrasyon reaksiyonlarına kıyasla biraz özel bir konuma sahiptir. Bu durumda, molekül içi ve moleküller arası dehidrasyonun ürünleri keten ve asetik anhidrittir:

CH 2 \u003d C \u003d O

2CH3 COOHCH3 -C=O (CH3 -CO) 2 O

Keten, -41 0 C'de bir sıvıya yoğunlaşan keskin kokulu bir gazdır. Oldukça reaktiftir, çeşitli maddelerle etkileşime girerek asetik asit ve türevlerini oluşturur. Özellikle asetik asit ile asetik anhidrit verir:

CH 2 \u003d C \u003d O + CH3 COOH → (CH 3 CO) 2 O

Asetik anhidrit keskin kokulu bir sıvıdır (bp 141 0 C). Fenol asetatlar, üçüncül alkol asetatlar ve özellikle selüloz asetat ve asetat lifleri gibi başka yollarla elde edilmesi zor olan asetik asit esterlerinin sentezinde yaygın olarak asetilleyici bir ajan olarak kullanılan önemli bir organik sentez ürünüdür.

Asetik anhidrit daha önce klor yöntemiyle elde edildi - sülfüril klorür ve sodyum asetattan:

SO 2 CI 2 + 4CH 3 COONa → 2(CH 3 CO) 2 O + Na 2 SO 4 + 2NaCI

Bu işlem, diğer dehidrasyon reaksiyonlarına kıyasla biraz özel bir konuma sahiptir. Bu durumda, molekül içi ve moleküller arası dehidrasyonun ürünleri keten ve asetik anhidrittir:

Bu reaksiyonlar endotermiktir ve dengeleri yalnızca yüksek sıcaklıklarda sağa kayar: anhidrit oluşumu durumunda 500-600°C ve keten oluşumu durumunda 700°C. Keten oluşumunda, denge dönüşümünün de azaltılmış basınçtan olumlu etkilendiğine dikkat edin. Her iki reaksiyon da, heterojen asit tipi katalizörlerin (metal fosfatlar ve boratlar) veya fosforik asit buharlarının mevcudiyetinde ilerler; bunlar, serbest asit halinde kolayca hidrolize olan esterler biçiminde ilk karışıma dahil edilebilir. Reaksiyon mekanizması genellikle diğer dehidrasyon işlemlerine benzer:

Keten- -41°C'de bir sıvıya yoğunlaşan keskin kokulu bir gaz. Asetik asit ve türevlerini oluşturmak için çeşitli maddelerle etkileşime girerek oldukça reaktiftir. Özellikle asetik asit ile asetik anhidrit verir:

Asetik anhidrit keskin kokulu bir sıvıdır (bp 141 °C). Fenol asetatlar, üçüncül alkol asetatlar ve özellikle selüloz asetat ve asetat lifleri gibi başka yollarla elde edilmesi zor olan asetik asit esterlerinin sentezinde yaygın olarak asetilleyici bir ajan olarak kullanılan önemli bir organik sentez ürünüdür.

Asetik anhidrit daha önce klor yöntemiyle elde edildi - sülfüril klorür ve sodyum asetattan:

Reaktiflerin yüksek tüketimi ve atık tuzların oluşumu nedeniyle, bu yöntemin yerini asetik asidin dehidrasyonu aldı. Sonuncusu iki şekilde gerçekleştirilebilir: moleküller arası dehidrasyon veya ketenin ara oluşumu yoluyla. Her iki durumda da, ortaya çıkan gaz karışımı, soğutulduktan sonra kolayca tekrar asetik aside dönüştürülebilen, yüksek oranda reaktif asetik anhidrit veya keten ve su içerir. Bu nedenle, keten veya asetik anhidrit ile reaksiyona girecek zamanı kalmaması için suyu reaksiyon gazlarından ayırmak gerekir. Asetik anhidritin doğrudan sentezinde bu, su ile birlikte kondensattan ayrılan ve ayrıca asetik anhidrit ve asetik asit. Ara keten işleminde, reaksiyon gazları hızla 0°C'ye soğutulur ve dönüştürülmemiş asetik asit ve su bunlardan yoğunlaştırılır. Artık gaz, asetik anhidridin oluştuğu, asetik asit ile geri akışa tabi tutulmuş bir kolondan geçirilir. Bu reaksiyonların yan etkileri aseton ve metandır.

BULUŞLAR

Goea Sovyeti

Sonnalstnchesnknk

Otomatik bağımlı. sertifika numarası.

Başvuru No.'nun eki ile 13.X1.1970 (No. 1492841/23-4) tarihinde beyan edilmiştir.

M.Cl. 07s 51/42'den itibaren

Bakanlar Kurulu'nda Buluşlar ve Keşifler Komitesi

M.V. Aleksandrova, L.V. Sadovnikova, N.P. Shulaev ve V. I. Manushin

Başvuru sahibi

Vladimir Politeknik Enstitüsü

ASETİK ASİT DEHİDRASYONU İÇİN YÖNTEM

Buluş, sıvı özütleme ile asetik asidin dehidrasyon yönteminde bir gelişme ile ilgilidir.

Etil asetat kullanılarak sulu bir çözeltiden asetik asidin ekstraksiyonu için bilinen bir yöntem. Bununla birlikte, etkileşen fazların özgül ağırlığındaki küçük bir fark, ekstraksiyon kolonunda, verimi azaltan ve ekstraktantın özgül tüketimini artıran olumsuz hidrodinamik koşullar yaratır.

Ek olarak, su ve etil asetatın karşılıklı yüksek çözünürlüğü de işlemin verimini düşürür.

Ekstraksiyon derecesini arttırmak için proseste organik solvent ekstrakt maddesi olarak metilen klorür kullanılır.

Metilen klorür pratik olarak suyu çözmez (sudaki çözünürlüğü etil asetatınkinden üç kat 2p daha azdır), bu da metilen klorürün rejenerasyonunu büyük ölçüde basitleştirir ve su akışıyla kaybını üç kat azaltır ve yüksek fark etkileşimli fazların özgül ağırlığı, ekstraksiyon işlemindeki hızın beş kat artmasını mümkün kılar.

Çizim, yöntemin uygulanması için bir diyagramı göstermektedir.

Dehidrasyon işlemi aşağıdaki gibi ilerler.

Sulu bir asetik asit çözeltisi, üstüne özütleyicinin püskürtüldüğü özütleme sütunu 1'e aşağıdan beslenir. Asetik asitli metilen klorür, susuz asetik asidin alt plakadan alındığı damıtma kolonu 2'ye girer. Rejenere metilen klorür, metilen klorür-su heteroazeotropik bileşiminin ayrılmasından sonra alt tabakadan çekilir.

Sıyırma kolonu 3, metilen klorürü, büyük kısmı atılan rafinat suyundan sıyırmak için tasarlanmıştır.

Bir özütleyici olarak etil asetat ve metilen klorür kullanılarak asetik asidin dehidrasyon işleminin parametrelerinin karşılaştırmalı bir değerlendirmesi tabloda gösterilmektedir. (Kolon çapı 0,8 m ve yüksekliği 21 m'dir).

değerler

Seçenekler

Metilen klorür

Etil asetat

sprey

Nozul 50X50u5

2000 - 3000

patlayıcı olmayan

Prosesin çalışma sıcaklığı, С

Buluşun konusu

A. Berlin tarafından derlenmiştir.

Tekhred T. Mironova Düzeltici E. Sapunova

Editör T. Nikolskaya

2720 sipariş edin! 13 Baskı 1715 Sirkülasyon 523 Abonelik

SSCB Bakanlar Kurulu'na bağlı Buluşlar ve Keşifler Komitesi'nin TsNIIPI'si

Moskova, K-35, Raushskaya emb., 4/5

Matbaa, Sapunova Cad., 2

sütun türü

Kolondaki fazların özgül ağırlıklarındaki fark, kg/lR

1 kg besleme stoğu başına özgül özütleyici tüketimi, kg

Hammadde sütunundaki geçiş hızı, l / s

Hammadde için kolon kapasitesi, ekstraktan için kg/saat, kg/saat

Öz

Dehidrasyon süreçleri

Giriş 3

1. Dehidrasyon işlemleri 4

2. Hidrojen giderme proseslerinin teknolojisi 9

Referanslar 11

giriiş

Temel organik ve petrokimyasal sentez endüstrisinde hidroliz, hidrasyon, dehidrasyon, esterleştirme ve amidasyon süreçleri çok önemlidir. Sabun, gliserin, etanol ve diğer değerli ürünler uzun zamandır yağların, selülozun ve karbonhidratların hidrolizi ile elde edilmiştir. Organik sentez alanında, söz konusu işlemler esas olarak C2-C5 alkollerin, fenollerin, eterlerin, a-oksitlerin, birçok doymamış bileşiklerin, karboksilik asitlerin ve bunların türevlerinin (esterler, anhidritler, nitriller, amidler) üretimi için kullanılır. ) ve diğer bileşikler.

Listelenen maddeler, organik sentezin ara ürünleri (alkoller, asitler ve bunların türevleri, aldehitler, -oksitler), monomerler ve polimerik malzemelerin sentezi için başlangıç malzemeleri (fenol, akrilik ve metakrilik asitlerin esterleri, melamin, kloroolefinler), plastikleştiriciler ve yağlayıcılar (esterler), çözücüler (alkoller, eterler ve esterler, kloroolefinler), pestisitler (karbamik ve tiyokarbamik asit esterleri). Çok sık olarak, düşünülen reaksiyonlar, diğer hedef ürünlerin çok aşamalı sentezinde bir ara adımdır.

1. Dehidrasyon işlemleri

1. Doymamış bileşiklerin oluşumu ile dehidrasyon

(CH 3) 3 COH → (CH 3) 2C \u003d CH2 + H20

C6H5 -CHOH-CH3 → C6H5 -CH \u003d CH2 + H20

İzobüten ve formaldehitten izopren sentezi için iyi bilinen bir yöntem, diol ve doymamış alkolün son dehidrasyonu ile de ilişkilidir:

(CH 3) 2C (OH) -CH2CH2 (OH) (CH 3) 2 \u003d CHCH20H

(CH 3) 2 \u003d CHCH2OH CH2 \u003d C (CH 3) CH \u003d CH2

CH 3 NO 2 + HCHO HOCH 2 -CH 2 NO 2 CH 2 = CHNO 2

CH 3 COCH 3 + HCHO CH 3 COCH 2 CH 2 OH CH 3 COCH \u003d CH 2

Dehidrasyon ayrıca CH2 \u003d C (CH 3) COOR metakrilik asit esterlerinin, bazı birincil alkollerin, örneğin n-butanolün üretimindeki aşamalardan biridir:

2CH 3CHO → CH3CH(OH)CH2CHOCH3CH=CHCHO

CH3CH \u003d CHCHO CH3 (CH 2) 2 -CH20H

2-etilheksanol, metilizobütilketon ve diğer birçok madde.

2. Eter oluşumu ile dehidrasyon

2C 2 H 5OH → (C 2 H 5) 2 O + H 2 O

3ROH + 3R"OH → R 2 O + R" 2 O + ROR" + 3H 2 O

Düz bir karbon atomu zincirine sahip simetrik eterlerden, değerli bir çözücü ve özütleyici olan ve ayrıca polisülfid polimerlerinin üretimi için başlangıç malzemesi olan a-diklorodietil eter (kloreks) ilgi çekicidir. Bir asit katalizörü üzerinde susuz etilen klorohidrinin dehidrasyonu ile üretilir:

2CICH 2 -CH 2OH → (CICH 2 -CH 2) 2 + H 2 O

3. Karboksilik asitlerin dehidrasyonu

CH3 -COOH CH2 \u003d C \u003d O

2CH3COOH (CH3CO)2O

Bu reaksiyonlar endotermiktir ve dengeleri yalnızca yüksek sıcaklıklarda sağa kayar: anhidrit oluşumu durumunda 500 - 600 0 C ve keten oluşumu durumunda 700 0 C. Keten oluşumunda, denge dönüşümü de azaltılmış basınçtan olumlu yönde etkilenir. Her iki reaksiyon da, heterojen asit tipi katalizörlerin (metal fosfatlar ve boratlar) veya fosforik asit buharlarının mevcudiyetinde ilerler; bunlar, serbest asit halinde kolayca hidrolize olan esterler biçiminde ilk karışıma dahil edilebilir. Reaksiyon mekanizması genellikle diğer dehidrasyon işlemlerine benzer:

CH3 -COOH CH3COOH2CH3 -C \u003d O

CH 2 \u003d C \u003d O CH 3 -C \u003d O (CH3 -CO) 2 O

CH 2 \u003d C \u003d O + CH3 COOH → (CH 3 CO) 2 O

Asetik anhidrit daha önce klor yöntemiyle elde edildi - sülfüril klorür ve sodyum asetattan:

SO 2 CI 2 + 4CH 3 COONa → 2(CH 3 CO) 2 O + Na 2 SO 4 + 2NaCI

Reaktiflerin yüksek tüketimi ve atık tuzların oluşumu nedeniyle, bu yöntemin yerini asetik asidin dehidrasyonu aldı. Sonuncusu iki şekilde gerçekleştirilebilir: moleküller arası dehidrasyon veya ketenin ara oluşumu yoluyla. Her iki durumda da, ortaya çıkan gaz karışımı, soğutulduktan sonra kolayca tekrar asetik aside dönüştürülebilen, yüksek oranda reaktif asetik anhidrit veya keten ve su içerir. Bu nedenle, keten veya asetik anhidrit ile reaksiyona girecek zamanı kalmaması için suyu reaksiyon gazlarından ayırmak gerekir. Asetik anhidritin doğrudan sentezinde bu, su ile birlikte kondensattan ayrılan ve ayrıca asetik anhidrit ve asetik asit. Keten-ara işlemde, reaksiyon gazları hızla 0 0 C'ye soğutulur ve dönüştürülmemiş asetik asit ve su bunlardan yoğunlaştırılır. Artık gaz, asetik anhidridin oluştuğu, asetik asit ile geri akışa tabi tutulmuş bir kolondan geçirilir. Bu reaksiyonların yan etkileri aseton ve metandır:

2CH 3 COOH → CH 3 COCH 3 + CO 2 + H 2 O

CH 3 COOH → CH 4 + CO 2

Ancak asetik anhidrit verimi oldukça yüksektir ve %90'a eşittir.

2. Dehidrojenasyon proseslerinin teknolojisi

Dehidrojenasyon işlemleri iki ana yöntemle gerçekleştirilir: sıvı ve gaz fazlarında.

Sıvı fazlı dehidrasyon, gaz fazlı prosesin yüksek sıcaklıklarında ürün veya başlangıç reaktiflerinin yeterince stabil olmadığı durumlarda kullanılır. Bu klorex, dioksan ve morfolin sentezi için geçerlidir, ancak nitroalkoller, hidroksialdehitler ve hidroksiketonlar genellikle sıvı fazda kurutulur ve gaz fazında da karşılık gelen doymamış maddelere dönüştürülebilir. Katalizör olarak sülfürik asit (%70'e kadar konsantrasyon), fosforik asit, kalsiyum veya magnezyum asit fosfatlar, sülfonik katyonlar (ikincisi 150 0 C'ye kadar sıcaklıklarda) kullanılır. İşlem 100 ila 160 - 200 0 C sıcaklıkta ve normal basınçta gerçekleştirilir.

Sıvı fazlı dehidrasyon (Şekil 1) çoğunlukla sürekli olarak iki ana yolla gerçekleştirilir. Bunlardan ilkinde, işlem, katalizör çözeltisinden - genellikle düşük kaynama noktalı azeotropik karışımlar veren hedef doymamış madde veya basit eter ve su - sürekli olarak damıtılarak gerçekleştirilir. Reaktör buharla ısıtılır ve ilk organik reaktif sürekli olarak aparata beslenir. Reaktörün üzerinde, katalizör konsantrasyonunu sabit tutarak, kondensatın geri dönüşünün kontrol edilebildiği bir dönüş kondansatörü (bazen bir geri akış kolonu) bulunur.

Pirinç. 1 Sıvı fazlı dehidrasyon işlemi için reaksiyon ünitesi

İkinci yöntem, nitroolefinler, doymamış aldehitler ve ketonlar ve diğer maddelerin oluşumu ile pratik olarak geri dönüşü olmayan ve oldukça hızlı H2O eliminasyon reaksiyonlarını gerçekleştirmek için kullanılır. Asitlenmiş reaktifin, istenen sıcaklıkta serpantin veya boru şeklindeki bir reaktörden geçirilmesinden oluşur.

Gaz fazı dehidrasyonu, stiren (metilfenilkarbinolden), izopren (tert-bütanolden), dietil eter (etanolden), tetrahidrofuran (1,4-bütandiolden), asetik anhidrit (doğrudan asetik asitten veya keten yoluyla), üretmek için kullanılır. ve diğer ürünler.. En yaygın olarak kullanılan katalizörler, gözenekli ortam üzerinde fosforik asit, alümina, asidik ve orta kalsiyum veya magnezyum fosfatlardır. Sıcaklık 225 - 250 0 С (dietil eter elde edilir) ila 700 - 720 0 С (asetik asidin ketene dehidrasyonu) arasında değişir. Basınç çoğunlukla normaldir, ancak dietil eter alırken 0,5 - 1,0 MPa ve ketene dehidre edildiğinde 0,02 - 0,03 MPa olabilir.

Gaz fazlı dehidrasyon da iki ana yöntemle gerçekleştirilir. Birincisi, intramoleküler dehidrasyonun endotermik işlemlerini gerçekleştirmek için kullanılır. Reaktör, borularına heterojen bir katalizörün yerleştirildiği bir soğutucu (Şekil 2a) tarafından ısıtılan boru şeklinde bir aparattır.

Pirinç. Gaz fazı dehidrasyon işleminin 2 reaksiyon birimi

Bu cihazların yüksek metal içeriği göz önüne alındığında, ısı değişim yüzeylerine sahip olmayan sürekli bir heterojen katalizör tabakasına (Şekil 2b) sahip adyabatik reaktörler en yaygın şekilde kullanılır. Gerekli sıcaklık rejimini korumak için doymamış bileşiklerin oluşumunun zayıf ekzotermik reaksiyonlarını gerçekleştirmek için özellikle uygundurlar, genellikle ilk karışımı aşırı ısıtılmış su buharı ile seyreltirler, bu da karışımın aşırı ve aynı anda soğumasına izin vermez. zaman, reaksiyonun seçiciliğinde bir artışa katkıda bulunur. Son olarak, seri bağlı iki adyabatik tip reaktöre sahip tesisler vardır: birinci aparatta soğutulan gaz, ikinci aparata beslenmeden önce uygun bir ısı taşıyıcı kullanılarak bir ısı eşanjöründe istenen sıcaklığa ısıtılır.

bibliyografya

1. Gabrielyan O.S., Ostroumov I.G. Kimya. M., Bustard, 2008;

2. Chichibabin A. E. Organik kimyanın temel ilkeleri. M., Gosimizdat, 1963. - 922 s.;

3. Lebedev N. N. Kimya ve temel organik ve petrokimyasal sentez teknolojisi. M., Kimya. 1988. - 592 s.;

4. Paushkin Ya.M., Adelson S.V., Vishnyakova T.P. Petrokimyasal sentez teknolojisi. M., 1973. - 448 s.;

5. Yukelson I. I. Temel organik sentez teknolojisi. M., "Kimya", 1968.