Ароматические углеводороды. Синтезы на основе ароматических углеводородов. Способы их получения. Лектор: доцент каф. НХТ, к. т. н. Давыдова О. В.
Свойства ароматических углеводородов Углеводород Бензол Формула Ткип, ºС Тпл, ºС 80, 1 + 5, 5 Технология 110, 6 - 95, 0 Толуол производства эпоксидных смол 144, 4 о-ксилол - 25, 2 м-ксилол 139, 1 - 47, 9
Свойства ароматических углеводородов Углеводород Формула Ткип, ºС Технология 138, 3 п-Ксилол эпоксидных производства Гемеллитол Псевдокумол Мезитилен Тпл, ºС + 13, 3 смол 176, 1 - 25, 4 169, 3 - 43, 8 164, 7 - 44, 7
Свойства ароматических углеводородов Углеводород Пренитол Формула Ткип, ºС Тпл, ºС 205, 0 - 6, 3 196, 8 + 79, 2 198, 1 - 23, 7 218, 0 + 80, 3 1, 2, 3, 4 Дурол 1, 2, 4, 5 Изодурол 1, 2, 3, 5 нафталин
Общие сведения Высокая температура плавления п-ксилола и дурола используется для их выделения кристаллизацией (так же как нафталина). Наличие ароматических связей придаёт ароматическим углеводородам большую способность сорбироваться по сравнению с другими углеводородами, особенно с парафинами и нафтенами. Ароматика хорошо растворяется в полярных жидкостях, таких как сернистый ангидрид, диэтиленгликоль, фенол и др. Хорошо сорбируются твёрдыми адсорбентами (активированный уголь, силикагель). Эти свойства используются для их выделения экстракцией, экстрактивной перегонкой и адсорбцией. Бензол, толуол и ксилолы имеют низкую Т вспышки, что обуславливает их высокую пожароопасность – ЛВЖ. По токсичным свойствам значительно превосходит другие классы углеводородов и является кровяными ядами. ПДК бензола – 20 мг/м 3; толуол и ксилолы – 50 мг/м 3. Технология производства эпоксидных смол
Синтезы на основе ароматических углеводородов ПВ промышленности больше всего используют реакции замещения в ядро и в боковых цепях, реакции присоединения и окисления. Сульфирование бензолсульфокислота. С
Синтезы на основе ароматических углеводородов Получение ЭС
Синтезы на основе ароматических углеводородов Получение ЭС Одно из наиболее распространённых бризантных взрывчатых веществ. Представляет собой желтоватое кристаллическое вещество с температурой плавления 80, 85 °C (плавится в очень горячей воде). Применяется в промышленности и военном деле как самостоятельно в гранулированном (гранулотол), прессованном или литом виде, так и в составе многих взрывчатых смесей (алюмотол, аммонал, аммонит и другие).
Синтезы на основе ароматических углеводородов Получение ЭС Хлорбензол является важным органическим растворителем, кроме того он применяется в органическом синтезе, например, пестицидов, а также в производстве фенола: C 6 H 5 Cl + Na. OH → C 6 H 5 OH + Na. Cl
Синтезы на основе ароматических углеводородов Получение ЭС Бесцветная горючая жидкость, практически нерастворимая в воде (менее 0, 01 %), смешивается со спиртом, эфиром, бензолом. Температура кипения - 152, 4 °C. Кумол является промежуточным продуктом при получении фенола и ацетона одним из промышленных способов.
Синтезы на основе ароматических углеводородов Получение ЭС
Синтезы на основе ароматических углеводородах Получение ЭС
Синтезы на основе ароматических углеводородов Разработаны и применяются в промышленности способы взаимного превращения ароматических углеводородов. Так бензол и нафталин могут быть получены деалкилированием толуола и метилнафталина. П Деалкилирование можно осуществить в присутствии водяного пара на Niо катализаторах и металлах группы Pt при 350 -500°С. л Другой способ деалкилирования - действие Н 2 в присутствии катализаторов у (Сr 2 О 3/Аl 2 О 3, Ni. O/Si. O 2, Ni. O/Al 2 O 3, металлы группы Pt на Аl 2 О 3). Выходы составляют 60 ч 90%; этот метод называют гидродеалкилированием или восстановительным е деалкилированием. н и е Изомеризацией м-ксилола С получают о- и п-ксилолы:
Способы получения ароматических углеводородов Пиролиз жидких нефтепродуктов При пиролизе происходит ароматизация углеводородов с прямой цепью. В результате этого в жидких продуктах пиролиза (смола пиролиза) накапливается значительное количество ароматики, которую можно выделять. Большое значение имеет время пиролиза и температура процесса, при их увеличении растёт доля ароматики и и проходит через максимум. Выход толуола и ксилолов максимален при 680ºС, бензола и нафталина – при 750÷ 800ºС. бензол выход толуол 600 750 Ароматика получается с большим выходом при пиролизе более лёгких фракций нефти.
Пиролиз жидких нефтепродуктов На современных установках пиролиза бензина при жестком режиме достигается суммарный выход смолы 20 -25% (масс. ), причем смола содержит 85— 95% ароматических веществ. При пиролизе углеводородных газов С 3 -С 4 выход смолы примерно того же состава падает до 5— 8 %. При первичной переработке полученных при пиролизе жидких продуктов их разделяют на четыре фракции: 1) «головку» , содержащую в основном парафины и олефины С 5; 2) «легкое» масло (75 -180°С), состоящее главным образом из моноциклических ароматических углеводородов с примесью олефинов и парафинов; 3) «среднее» масло (180 -300°С); 4) остаток, идущий на получение бензольного кокса.
Способы получения ароматических углеводородов Каталитический риформинг Главное назначение каталитического риформинга – повышение октанового числа прямогонного бензина. Это достигается изомеризацией и ароматизацией исходного сырья без существенного крекинга. В отличие от алюмосиликатных катализаторов для крекинга в риформинге используют гетерогенные дегидро-гидрирующие катализаторы. Химические превращения при риформинге значительно отличаются от крекинга. Для каталитического риформинга характерны не ионные, а гомолитические процессы, шестичленных нафтенов: в первую очередь дегидрирования
Каталитический риформинг Получение ЭС
Каталитический риформинг Кроме целевых реакций есть и побочные, так в присутствии гидрирующих (Pt) катализаторов олефины превращаются в парафины: R-CH=CH 2 + H 2 RCH 2 -CH 3 Поэтому, в отличие от газов крекинга, газы риформинга состоят почти полностью из парафинов, значительно разбавленных водородом. Получение ЭС Другая побочная реакция – дегидроконденсация ароматики с образованием полициклических и конденсированных соединений:
Каталитический риформинг Дегидроконденсация приводит к значительному выделению кокса, который отлагается на поверхности катализатора и дезактивирует его. Поскольку реакция дегидроконденсацин обратима, проведение риформинга под давлением водорода предотвращает чрезмерное закоксовывание и удлиняет срок службы катализатора. Доля перечисленных реакций в общем балансе риформинга зависит от фракционного и группового состава исходного сырья, температуры, Получение ЭС давления водорода и других факторов. Дегидроциклизация легче протекает с разветвленными парафинами и ускоряется с увеличением числа углеродных атомов в главной цепи. Давление водорода не только предотвращает образование кокса, но способствует изомеризации парафинов и гидрогенолизу нафтенов и парафинов, замедляя, однако, дегидроциклизацию. С повышением температуры ускоряются все реакции, но особенно крекинг жидких углеводородов, когда получаются газообразные продукты. Соответствующим выбором параметров процесса можно обеспечить наиболее благоприятные условия риформинга для данного вида сырья.
Технология каталитического риформинга Для получения индивидуальных ароматических соединений риформингу подвергаются боле узкие фракции нефти, содержащие парафины и нафтены с тем же числом атомов углерода, что и целевой ароматический углеводород. Получение ЭС При получении бензола берут фракции, выкипающие при 60÷ 85ºС, толуола – от 85 до 105÷ 110ºС, для ксилолов – от 110 до 130÷ 135ºС. При этом для образования бензола необходим более жёсткий режим риформинга, чем для его гомологов. Технологическую схему процесса риформинга изучить самостоятельно!!!
Коксование каменного угля Целевое назначение этого процесса - производство металлургического кокса. Каменный уголь специальных марок (коксующийся уголь) или смесь углей (шихта) нагревают без доступа воздуха примерно до 1000°С в специальных коксовых печах. Коксование сопровождается глубокими химическими превращениями органической массы углей, при которых образуются кокс, жидкие продукты Получение ЭС коксования и газ. Уголь беднее водородом, чем нефть, и поэтому выход кокса очень велик (75 -80%), а выход жидких продуктов незначителен (4— 5%). Органическая масса углей состоит из углеводородов, кислород-, серо- и азотсодержащих соединений сложного строения. Последние три класса веществ разлагаются при коксовании с выделением воды, оксидов углерода, сероводорода, сероуглерода, аммиака, а также низших кислород-, серо и азотсодержащих органических соединений (фенол, тиофен, пиридин и их гомологи) и их более сложных аналогов с конденсированными ядрами.
Коксование каменного угля Углеводороды подвергаются химическим превращениям. В их основе лежат те же реакции пиролиза и ароматизации, как и при термических превращениях нефтепродуктов. В результате получается широкая гамма ароматических углеводородов — бензол, толуол, ксилолы, три- и тетраметилбенэолы, нафталин, антрацен, фенантрен, их гомологи и еще более многоядерные углеводороды. Высокая температура коксования обусловливает почти полную Получение ЭС ароматизацию образующихся жидких продуктов: в них содержание соединений других классов (главным образом, олефинов) не превышает 3 -5%. Коксовый газ обогащен термодинамически более стабильными углеводородами и водородом. В нем содержится ~60% водорода, 25% метана и 2 -3% этилена. Как органическое сырье он представляет небольшой интерес, хотя из него иногда выделяют этилен. Главным же образом коксовый газ применяют как газообразное топливо и для получения водорода. Технологическую схему процесса коксования изучить самостоятельно!!!
Скачать презентацию Ароматические углеводороды Синтезы на основе ароматических углеводородов Способы
Лекция 6 ароматические ув.pptx