Качественные методы анализа - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Рециркуляционных реакционно-ректификационных процессов.
При анализе сложных ХТС, характеризующихся большим числом параметров и переменных необходимо исключить часть параметров, изменение которых приводит лишь к количественным, а не к качественным изменениям состояния процесса.
Из теории рециркуляционных систем известно, что для любой обратимой реакции (независимо от ее скорости протекания и величины константы равновесия) в технологической схеме, состоящей из реактора и узла разделения охваченных рециклом, теоретически всегда может быть достигнуто полное превращение реагентов при условии, что узел разделения позволяет выделять в чистом виде продукты реакции и формировать поток рецикла требуемого состава[1].
Таким образом, можно утверждать, что предельные возможности рециркуляционной схемы по достижению заданной конверсии в первую очередь связаны с эффективностью работы блока разделения. В случае использования в блоке разделения процессов ректификации предельные возможности этого блока определяются структурой диаграммы фазового равновесия жидкость-пар и эффективностью по разделению ректификационных колонн[2].
Подобное упрощение математической модели возможно при переходе к анализу предельных ХТС, в которых рассматриваются абстрактные, идеализированные аппараты, функционирующие в режимах, максимально эффективных по отношению к протекающим в них процессам. Сюда следует отнести, например, процесс ректификации в колонне бесконечной высоты, функционирующей в режиме полного орошения, равновесный химический реактор, идеальная теоретическая ступень разделения (для равновесия жидкость-жидкость или жидкость-пар) и т. д. Исследование ХТС с подобными составляющими элементами позволяет установить наиболее общие закономерности рассматриваемого процесса: обусловленные не столько выбором режима функционирования, сколько физико-химическими свойствами рассматриваемой смеси. Поскольку, при подобных допущениях речь идет об абстрактных аппаратах, то рассматриваемую задачу следует формулировать как проверку принципиальной работоспособности ХТС.
Анализ предельных ХТС позволяет ответить на вопрос о принципиальной работоспособности. Под принципиальной работоспособностью здесь будем понимать теоретическую возможность достижения полной (или некоторой заданной) конверсии реагентов и выделения продуктов реакции в чистом виде (или любого заданного качества). При такой постановке задачи можно считать, например, что все ректификационные колонны обладают бесконечной эффективностью по разделению (и, следовательно, имеют бесконечную высоту) а химические реактора могут иметь бесконечный объем Последнее означает, что в предельных ХТС могут использоваться равновесные реактора. Можно предположить, что если при этих допущениях рассматриваемая ХТС окажется неработоспособной, то эта ХТС останется неработоспособной и при любых конечных значениях высот колонн и объема реакторов.
Введение подобных допущений позволяет существенно упростить математическое описание отдельных аппаратов схемы и свести задачу анализа возможных стационарных состояний ХТС к анализу структурных особенностей диаграмм состояния реакционной смеси, таких как диаграмм химического и фазового равновесия.
Более подробно будет рассмотрен промышленный способ получения анизола и крезола. Анизол C6H5OCH3 - бесцветная прозрачная жидкость с приятным запахом, напоминающим запах семян аниса. Хорошо ратворим в этаноле, эфире, бензоле, толуоле, хлороформе. В воде растворяется плохо (1.5г/л). Благодаря индуктивному влиянию метокси-группы вступает в реакции электрофильного замещения легче, чем бензол. При хлорировании образуется смесь 4-хлор, 2,4-дихлор, 2,4,6-трихлоранизолов. Анизол ацилируется уксусным ангидридом или хлорангидридом уксусной кислоты до п-метоксиацетофенона. Возросла потребность различных отраслей промышленности и сельского хозяйства в анизоле (метоксибензоле), который используется как растворитель для полиграфической и лакокрасочной промышленности, для производства катализаторов, продуктов полимеризации, синтеза присадок к маслам и топливам, пластификаторов и медицинских препаратов, как промежуточный продукт при производстве красителей, фармацевтических препаратов, душистых веществ, кроме того, это один из немногих эффективных препаратов для борьбы с колорадским жуком и паразитами [9]. Крезолы (метилфенолы, метилоксибензолы) являются производными фенола, в котором один атом водорода замещен метильной группой. В зависимости от положения метильной группы по отношению к фенольной группе крезолы подразделяются на о - крезол, м - крезол и n - крезол.
Крезрл -- кристаллы, имеющие характерный запах (т. пл. 30,9 °С), труднорастворимый в воде, легкорастворимый в этиловом спирте, ацетоне, бензине, бензоле, хлороформе, в растворах едких щелочей. Он не растворяется в растворах карбонатов щелочных металлов и в аммиаке.
М - Крезол -- жидкость (т. пл. 10,9 °С). м - Крезол растворяется в различных растворителях так же, как и о - крезол.
N - Крезол -- призматические кристаллы (т. пл. 34 °С), которые растворяются почти так же, как и о - крезол.
Действие на организм. Крезолы содержатся в каменноугольной смоле. Они используются для получения смол, красителей, дезинфицирующих средств и т. д. Смесь трех изомеров крезолов является составной частью креозота (очищенной буковой древесной смолы). Смесь крезолов входит в состав креолина (смесь технического мыла и неочищенных крезолов) и лизола (смесь крезолов с калийным мылом). Лизол применяется для дезинфекции медицинского инструментария, а креолин используется в ветеринарии как дезинфицирующее средство.
Однако широкое применение анизола ограничивается недостаточным объемом промышленного производства. Преобладающая часть известных способов получения анизола имеет препаративное значение, кроме того, для его синтеза используют дорогостоящие и токсичные соединения. Наибольший практический интерес представляет процесс алкилирования фенола метанолом, который в зависимости от условий метилирования может быть осуществлен в жидкофазном или парофазном вариантах. Предпочтение отдается второму варианту как более экономичному, перспективному и простому в аппаратном оформлении [10].
Похожие статьи
-
Один из способов повысить селективность - это правильно подобрать катализатор. Рассмотрим этот метод, на примере получения анизола и крезола. Анизол и...
-
Расчетно-аналитическая часть - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Для того чтобы определить в какую сторону направлены реакции, которые протекают в процессе, рассчитаем термодинамику процесса. Расчет термодинамики...
-
При использовании разомкнутых химико-технологических систем в большинстве случаев принципиально невозможно проведение процессов при практически полной...
-
Введение - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Известно в некоторых случаях невозможно достичь высокой селективности химико-технологических процессов. Это происходит вследствие наличия побочных...
-
Метиловый спирт [30] - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Молекулярная формула CH3OH Молярная масса 32,04 г/моль Внешний вид бесцветная жидкость Свойства Плотность и агрегатное состояние 791,8 кг/м?,...
-
Фенол - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Фено?л (оксибензол, устар. карболовая кислота) C6H5OH -- бесцветные игольчатые кристаллы, розовеющие на воздухе из-за окисления, приводящего к...
-
О-КРЕЗОЛ - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
C7H8O/CH3C6H4OH Молекулярная масса: 108.2 Температура кипения: 191°C Температура плавления: 31°C Относительная плотность (вода = 1): 1.05 Растворимость в...
-
Свойства, получение и применение компонентов разделяемой смеси Анизол C7H8O / С6Н5ОСН3 Молекулярная масса: 108.1 Температура кипения: 155°C Температура...
-
Технологическое оформление процесса получения винилхлорида сбалансированным по хлору методом Первой стадией этого комбинированного процесса является...
-
Получение синтезированного газа - Анализ и технологическая оценка химического производства
Химические методы переработки нефти проводят при высоких температурах без катализатора (термический крекинг), при высоких температурах в присутствии...
-
Таблица 2 - Структура сырья в производстве метанола, %. Сырье В мире Беларусь и Россия Природный газ 73,8 70,7 Нефть и нефтепродукты 24,4 4,0 Отходы...
-
Азотный кислота утилизация оксид Методы получения азотной кислоты Первый завод по производству HNO3 из аммиака коксохимического производства был пущен в...
-
Задачи и методы качественного анализа - Основы аналитической химии
Обнаружение или, как иногда говорят, "открытие" отдельных элементов или ионов, входящих в состав веществ - это задачи качественного анализа. Качественный...
-
Наиболее представительные ионы и соответствующие им структуры помещены в таблицы, их используют при интерпретации масс-спектров. Кроме того сравнивают...
-
Общее описание метода В настоящее время самым современным и наиболее эффективным с экономической точки зрения является сбалансированный процесс...
-
Производство полимеров - Анализ и технологическая оценка химического производства
Высокомолекулярные соединения получают из мономеров полимеризацией, сополимеризацией, поликонденсацией и методами привитой полимеризации и...
-
МЕТОДЫ СРАВНИТЕЛЬНОГО ШКАЛИРОВАНИЯ - Многомерный статистический анализ
Шкалирование методом попарного сравнения - Это метод сравнительного шкалирования, при котором респонденту дается два объекта для выбора по определенному...
-
Принципиальная схема ректификационной установки приведена на рисунке 2.1: Рис. 2.1 : Принципиальная схема ректификационной установки: 1 -...
-
Схема 1. Технологическая схема производства серной кислоты по методу ДК. 1-серная печь; 2- котел-утилизатор; 3- экономайзер; 4- пусковая топка;...
-
Общая схема метода Монте-Карло Сущность метода Монте-Карло состоит в следующем: требуется найти значение а некоторой изучаемой величины. Для этого...
-
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ МАЗЕЙ., ПРИГОТОВЛЕНИЕ МАЗЕЙ В АПТЕКАХ - Производство мазей
ПРИГОТОВЛЕНИЕ МАЗЕЙ В АПТЕКАХ Приготовление мазей в аптеках. В аптеках мази готовят по экстемпоральным прописям, которые в среднем в нашей стране...
-
КОНТАКТНЫЙ МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ. - Получение серной кислоты
Рассмотрим процесс получения серной кислоты контактным методом из двух видов сырья: серного (железного) колчедана и серы. Получение H2SO4 из колчедана....
-
Синтезы на основе ацетилена - Анализ и технологическая оценка химического производства
Ацетилен СН=СН -- газ, легко вступающий в самые различные химические реакции с образованием многочисленных соединений, используемых при получении...
-
Одно дерево бразильской гевеи в среднем, до недавнего времени, было способно давать лишь 2-3 кг каучука в год; годовая производительность одного гектара...
-
Диспергированием называют тонкое измельчение твердых мате-риалов или жидкостей и распределение их частиц в жидкой или газообразной среде, в результате...
-
Процессы окисления. - Методы очистки и получения коллоидных растворов
Наряду с серой в реакциях окисления обычно образуются политио-новые кислоты, главным образом пентатионовая кислота H2S5O6 Реакции двойного обмена....
-
Адсорбционные явления чрезвычайно широко распространены в живой и неживой природе. Толщи горных пород и почвы являются огромными колоннами с...
-
Данные для расчета: Основная реакция: (1) Побочные реакции: Рабочий объем катализатора - 24 м3. Расход оксида углерода и метанола на побочные продукты с...
-
Количественный анализ - это совокупность, химических, физико-химических и физических методов определения количественного соотношения компонентов,...
-
Процесс биосинтеза в производственных условиях начинают с получения посевного материала в инокуляторах и посевных аппаратах. Питательная среда для...
-
Реакторами идеального (полного) смешения называются реакторы непрерывного действия, в которых осуществляется турбулентный гидродинамический режим. В них...
-
Методы анализа - Свойства флавоноидов
Качественное определение. Для обнаружения флавоноидов в ЛРС используют химические реакции и хроматографию. Химические реакции подразделяются на цветные и...
-
Подготовка угля к коксованию - Анализ и технологическая оценка химического производства
Коксование-- Процесс сухой перегонки каменных углей при их нагревании до 900--1050° С без доступа воздуха. В результате сложных физических и химических...
-
Технологическая схема установки - Абсорбция аммиака
Рассмотрим схему абсорбционной установки на примере разделения смеси бензола с каменноугольным маслом. Она приведена на рис. 1.1. 7 Рисунок 1.1 -...
-
Теоретические основы процесса Реакторы смешения - это емкостные аппараты с мешалкой или циркуляционным насосом. Человечество давно пользуется...
-
Однородные (гомогенные) смеси - это смеси, в которых компоненты смешаны на молекулярном уровне (однофазный материал); их невозможно обнаружить при...
-
Процессы, основанные на микробиологической ферментации, разработаны и для получения ряда других органических кислот. Среди них -- глюконовая кислота и ее...
-
Методы неорганического синтеза - Синтез ацетата натрия ("Горячий лед")
НЕОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ, получение неорганических соединений. Как правило, состоит из нескольких последовательных или параллельных процессов -...
-
Этот способ концентрирования обеспечивает получение чистой концентрированной азотной кислоты без вредных выбросов в атмосферу. Однако у него есть ряд...
-
Экспериментальная установка В работе используется прибор для текстурных измерений "Термосорб" серии М, фирмы "КАТАКОН" Серийный №017 Дата выпуска...
Качественные методы анализа - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола