Получение изопрена реакцией Принса Шпилёв Андрей 301 ХТОВ Химизм процесса Промышленный процесс производства изопрена включает в себя две стадии: • Конденсация изобутилена с формальдегидом с образованием 4,4-диметил-1,3-диоксана (ДМД) в присутствии серной кислоты: • Гетерогенное каталитическое разложение ДМД: Синтез 4,4-диметил-1,3-диоксана Схема №1 Сырье: водный раствор формальдегида (формалин) и C4-фракция, содержащая изобутилен. Синтез ДМД осуществляется при смешении двух взаимно нерастворимых реакционных фаз: водной, содержащей катализатор, и углеводородной. Синтез проводится при 85-95 С под давлением, обеспечивающим состояние С4-фракции в виде жидкости (18-20 кгс/см2). Конверсия обоих реагентов – 85-90%. Основным элементом реактора является система труб, заключенных в общий кожух. В верхней и нижней частях реактора имеются отстойные зоны. Кислый водный раствор формальдегида (формалиновая шихта) поступает в верхний отстойник и свободно стекает по трубам вниз. Сжиженная С4-фракция подается в распределительное устройство, расположенное непосредственно под нижней трубной решеткой. Внутри каждой трубы находится сопло, через которое изобутан-изобутиленовая фракция движется с высокой линейной скоростью (8—10 м/с), в результате чего, входя в соприкосновение с движущейся навстречу водной жидкостью, углеводородная фаза распыляется на мелкие капли. Таким образом, взаимодействие изобутилена и формальдегида осуществляется в трубном пространстве реактора. Число труб определяется требуемой производительностью системы. В межтрубное пространство подается теплоноситель обеспечивающий поддержание заданной температуры и отвод избыточного тепла. Теплоноситель выводится из верхней и нижней частей. ДМД -4,4-диметил-1,3-диоксан; ТМК –триметилкарбинол; ВПП – высококипящие побочные продукты. Получение изопрена Состав конечного продукта • Образец слайда с подзаголовком Соединение Содержание по массе, % – Начинайте заголовки слайдов с прописных букв. 99,69 – Изопрен В подзаголовках должно быть оформление, как в предложениях. – Изобутилен Обычно размер подзаголовков0,006 не должен превышать 36 пт, чтобы они помещались на одной строке. Изопентан 0,002 – Для этого шаблона уже задан цвет подзаголовков, но его нужно Метилэтилэтилен выбрать. В PowerPoint 2007 это0,015 четвертый цвет шрифта слева. Триметилэтилен 0,10 Изопропилэтилен 0,18 Метиленциклобутан 0,0002 Схема №2 Реакция конденсации изобутилена и формальдегида проводится под давлением, в присутствии серной кислоты. Характерной особенностью метода является проведение синтеза ДМД с рециркуляцией водного слоя реакционной жидкости. В самом деле, поскольку при возврате водной фазы на синтез ДМД нет необходимости полностью рекуперировать формальдегид из продуктов реакции, процесс можно вести при сравнительно низкой конверсии формальдегида, т. е. при подаче его на синтез в избыточном количестве. Очевидно, что рецикл водного слоя является также наиболее простым способом возврата в реактор МВД, выделение которого из водного реакционного слоя, как было показано, является весьма сложной задачей. Отпадает необходимость нейтрализации катализатора серной кислоты — который, таким образом, используется многократно, полностью ликвидируется основной поток загрязненных сточных вод производства ДМД, содержащий ВПП, соли и т. д. Синтез ДМД: Температура – 65-75 ˚С Давление 10-12 кгс/см2 Концентрация кислоты 10% Соотношение изобутилен:формальдегид 2:1 Конверсия изобутилена 70-90% Формальдегида 35-45% Выделение изопрена: Температура 250-300 ˚С Объемная скорость ДМД 0,4-1 ч-1 Соотношение пар:ДМД 0,25-0,5 Глубина разложения за проход 70%
