з'єднання 0,0002
6. Порівняння методів отримання (достоїнства і недоліки)
Історичний нарис про розвиток виробництва ізопрену
В основі сучасних промислових способів виробництва ізопрену лежать теоретичні дослідження в галузі хімії дієнових вуглеводнів, виконані на початку 20 століття. У 1908 - 1912 роках С.В. Лебедєв встановив загальні закономірності полімеризації ізопрену. Роботи по виробництву ізопрену розпочаті А.Є. Фаворським, що відкрив в 1905 році реакцію отримання теоретичних ацетиленових спиртів конденсацією ацетилену з карбонільних сполуками. У 1917 році Прінс довів принципову можливість отримання дієнових вуглеводнів з олефінів і формальдегіду. У 1928 році А.Е. Фаворський вивчив і в 1939 році запропонував метод синтезу ізопрену на основі ацетилену і ацетону, реалізований пізніше в промисловому масштабі в Італії.
До 1959 року бутадієн - 1,3 був у нашій країні єдиним мономером для виробництва синтетичного каучуку. У 50-х роках був розроблений метод синтезу ізопрену з изобутилена і формальдегіду (діоксанові метод), здійснений вперше в світі в промисловому масштабі в 1964-1965 роках на Самарському та Волзькому заводах синтетичного каучуку. У 1968 - 1970 роках вводяться в дію великі потужності з виробництва ізопрену двохстадійною дегидрированием ізопентану, що витягується з попутного газу Середнього Приобья. Пізніше на цій сировині організували виробництво ізопрену на Тобольськом нафтохімічному комбінаті.
У промисловості ізопрен отримують трьома способами:
. З изобутилена і формальдегіду.
На першій стадії утворюється діметілдіоксан. Реакцію проводять в трубчастих реакторах, в які протитечією подають фракцію вуглеводнів С 4 з вмістом изобутилена 40-50% і формалін, що містить не менше 35% формальдегіду, каталізатор - 1-2% -ная H 2 SO 4. Вихід продукту 74-80% по формальдегіду. На другій стадії діметілдіоксан, розбавлений перегрітою парою, розкладають в адіабатичних реакторах у присутності кальційфосфатного каталізатора, ізопрен виділяють ректифікацією. Вихід 43-46%.
. Дегидрированием ізопентану. На першій стадії в киплячому шарі алюмохромовом каталізатора при 530-610 ° С утворюються ізоамілени; вихід 28-33%. На другій стадії ізоамілени, розбавлені перегрітою водяною парою, дегидрирующей в стаціонарному шарі хромкальційнікельфосфатного каталізатора при 550-650 ° С; вихід 32-34%. Изопрен і ізоамілени після першої стадії виділяють екстрактивної ректифікацією з ДМФА або іншими екстрагентами.
. З фракції С 5 піролізу рідких нафтопродуктів (містить 15-20% ізопрен), одержуваної при виробництві етилену. Изопрен виділяють двоступеневої екстрактивної ректифікацією з ацетонітрилом. ДМФА або ін. Вихід по етилену 2-5%. Цим способом (він найбільш економічний) за кордоном виробляють понад 70% ізопрен
У лабораторії чистий ізопрен може бути отриманий розкладанням b-метилпіролідин. [7]
Таблиця 1 - Економічна оцінка різних методів отримання ізопрену
МетодПоказателіудельние капітальні вложеніяСебест.Прівед. затратиЕнерго емкостьСобств. затратис урахуванням поєднані. витрат у паливно-енергетичних. базуІз изобутилена і формальдегіду - при отриманні изобутилена дегидрированием ізопентану - при витяганні изобутилена з фракції С 4 100 100 100 102 100 85 100 89 100 105Двухстадійное дегидрирование ізопентану 1001019895105Одностадійное дегидрирование ізопентану під вакуумом9197989590Окіслітельное дегидрирование ізопентана7075656578Виделеніе з фракції С 5 піролізу рідких нефтепродуктов4776626778Дегідрірованіе ізоаміленов, виділених з фракції С 5 переробки нефті165100108105191Сінтез з пропілена1021128992141Із ацетилену і ацетону при отриманні?? цетил - з карбіду кальцію - з природного газу 94 130 108 102 101 96 100 98 87 72
Проаналізувавши таблицю 1 можна переконається, що найбільш рентабельними способами отримання ізопрену є окисне дегидрирование ізопентану і виділення ізопрену з фракції С 5 піролізу рідких нафтопродуктів. Ці методи характеризуються найменшими капітальними вкладеннями, зниженою собівартістю продукції, що випускається і зменшеними витратами енергоресурсів. [10]
Найбільш простий варіант отримання ізопрену - витяг з фракцій З 5 піролізу нафти, що містить зазвичай 15-20% ізопрену. Ця фракція утворюється в якості побічного продукту при отриманні етилену і пропилену в кількостях, що не перевищують 15-20% від виходу етилену. Однак для промислової реалізації методу необхідно транспортувати цю фракцію з різних нафтопереробних заводів, що створює певні труднощі.
ізопентан і ізопентени, що володіють вуглеводневим скелетом кінцевого продукту, є дефіцитними продуктами у зв'язку з тим, що ...
