Получение изобутилена разложением метил-трет-бутилового эфира

Аннотация 4
Введение 8
Литературный обзор 11
1. Физико-химические свойства изобутилена 11
1.1 Физические свойства изобутилена 11
1.2 Химические свойства изобутилена 12
1.2.1 Галогенирование 12
1.2.2 Гидрирование 12
1.2.3 Гидрогалогенирование 12
1.2.4 Гидратация 12
1.2.5 Реакции полимеризации 13
1.2.6 Реакции окисления 13
1.2.7 Горение 14
2. Способы получения целевого продукта 14
2.1 Способ извлечения изобутилена из С4 фракции 15
2.2 Дегидрирование бутановой фракции с дальнейшей изомеризацией в изобутилен 17
2.3 Метод получения изобутилена из вторичного бутилхлорида 18
2.4 Получение изобутилена дегидрированием изобутана 19
2.5 Способ получения изобутилена из диизобутилена 19
2.6 Способ получения изобутилена из третичного бутилхлорида 20
2.7 Способ получения изобутилена из триизобутилена 21
2.8 Способ получения изобутилена из третичного бутилмеркаптана 22
2.9 Способ получения изобутилена из изобутанола 22
2.10 Способ получения изобутилена из втор-и н-бутиловых спиртов 24
2.11 Способ получения изобутилена из трет-бутилового спирта 24
2.12 Другие методы получения изобутилена 26
2.12.1 Пиролиз аренов или неопентана 26
2.12.2 Олигомеризация этилена 26
2.12.3 Получение изобутилена из синтез-газа 26
2.12.4 Получение изобутилена при помощи металлорганических соединений 27
2.12.5 выделение изобутилена из ацетона 27
3. КАТАЛИЗАТОР 28
3.1 Структура цеолитов и их физико-химические свойства 29
3.2 Лучшие качества цеолитных катализаторов, и их преимущество по сравнению с алюмосиликатами 31
3.3 Синтетический цеолит NaX (13X) 37
4. ПАТЕНТЫ 38
5 Схема потоков для расчета материального баланса 39
5.1 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС 40
6. Тепловой эффект 44
7. Расчет реактора 45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
Список литературы 49
Купить

Изобутилен (СН3)2С=СН2 - ненасыщенный углеводород, изомерен бутилену, является важным и многотоннажным мономером алифатического ряда.
В первый раз изобутилен был получен из продуктов высокотемпературного разложения животных жиров и описан английским физиком-экспериментатором и химиком Майклом Фарадеем в 1825 году.
Чистый изобутилен был получен в следствии отщепления молекул воды из трет-бутилового спирта разбавленной серной кислотой Александром Михайловичем Бутлеровым в 1868 году.
При вдыхании изобутилен оказывает наркотическое действие [1]. Признаки отравления: головная боль, расстройство желудка и тошнота. Сила токсикологического действия зависит от особенностей каждого организма и от концентрации мономера. На более поздней стадии наблюдается потеря сознания и расстройство зрения. Долговременное нахождение в загазованном помещении приводит к летальному исходу. При работе и хранении с изобутиленом нужно следовать правилам техники безопасности.
Многие технологические процессы получения мономеров для синтетических каучуков на сегодняшний день производятся по технологиям, которые были разработаны больше сорока лет назад, которые уже устарели и не соответствуют современным требованиям эффективности и экономичности.
В настоящее время на основе изобутилена получают синтетические каучуки: полиизобутиленовый, изопреновый, смазки, присадки к маслам, пластмассы, топливо, разнообразные добавки, поверхностно-активные вещества и другие продукты, которые используются едва ли не во всех отраслях народного хозяйства. На заводе ОАО «ЭКТОС-Волга» применяют изобутилен для получения метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ)- высокооктановой добавки к бензину (октановое число смешения доходит до 135 ИОЧ (октановое число по исследовательскому методу)), а также изделий из пластмассы.
Выделение изобутилена из С4 фракций пиролиза и дегидрирование изобутана являются установившимися крупнопромышленными методами извлечения изобутилена. Химической сорбцией серной кислотой, экстрактивной ректификацией с селективными экстрагентами производится получение изобутилена. В России главным промышленным способом получения изобутилена из С4 фракции является процесс гидратации изобутилена в трет-бутиловый спирт с дальнейшим его разложением на сульфокатионитных ионообменных смолах. В источниках вдобавок описан способ получения изобутилена на тех же самых катализаторах из С4 фракций соединением и разделением трет-бутиловых эфиров.
При существовании многотоннажного производства метил-трет- бутилового эфира (МТБЭ) изготовить чистый изобутилен разложением эфира гораздо экономичней и проще. Тем временем на сульфокатионитных катализаторах разделение МТБЭ сопровождается побочными реакциями образования димеров изобутилена, диметилового эфира.
Разложением МТБЭ считается весьма актуальной проблемой при создании энергомалозатратного, экономичного процесса извлечения изобутилена полимеризационной чистоты.
На сегодняшний день в России есть много предприятий, которые выпускают высокооктановые компоненты автомобильных топлив-трет- алкиловых эфиров, в том числе этил-трет-бутилового (ЭТБЭ), метил-трет- бутилового (МТБЭ), метил-трет-амилового (МТАЭ) и других.
Существование крупнотоннажных производств МТБЭ, появления огромного количества сведений о разложении эфиров разрешают принимать, что процессы получения из С4-С5 фракций изобутилена и изоамиленов имеют большое будущее для быстрого промышленного осуществления.
Недостатком способа получения изобутилена через МТБЭ является образование диметилового эфира (ДМЭ) в этом процессе, который является ядом полимеризации изобутилена.
При использовании в качестве катализатора синтетических цеолитов образование ДМЭ сведено к минимуму. Поэтому данный метод представляет интерес с практической точки зрения.
Дегидратация с образованием триметилкарбинола (ТМК) и последующей дегидратации.
В этом процессе используется избыток воды, состав воды и изобутилена (5:1) поэтому данный способ характеризуется большими энергозатратами на нагрев большого количества воды.
Исходя из вышеуказанного, следует, что потребность в изобутилене растет постоянно.
Многие моменты технологии и химии изобутилена и продуктов на его основе не понятны. Поэтому сильный интерес к главным и перспективным исследованиям изобутилена сохраняется уже много десятилетий и постоянно стимулируется новыми экспериментальными условиями. Получается, что задача получения изобутилена важна и на нынешний день, и в то же время она довольно хорошо исследована в научной литературе.
Исходя из выше изложенного, выбранная тема дипломного проекта является актуальной.
Целью дипломного проекта является оценка возможности модернизации установки получения изобутилена путем промежуточного образования и разложения метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ).
Задачи дипломного проекта: составление технологической схемы, расчет материального баланса и определение размеров реактора разложения метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ).
Купить