O 2 ® 2CH 3 O + 2H 2 O + 159 кДж/моль
Технічний формалін являє собою водний розчин з вмістом формальдегіду не менше 40% (мас), вміст метилового спирту в ньому не більше 0,6% (мас). Як джерело изобутилена можуть бути використані фракції C 4 різного походження: продукти дегідрірованія ізобутану, піролізу і крекінгу нафтових фракцій і т.д. Зміст изобутилена у вихідній фракції не менше 42% (мас).
Поряд з основними реакціями, як на першій, так і на другій стадії протікають побічні реакції, в результаті яких утворюються численні продукти різного складу і будови.
Конденсація изобутилена з формальдегідом, коли поряд з ДМД виходить проміжний продукт З-метілбутандіол - 1,3, що знаходиться в рівновазі з ДМД:
Гідратація изобутилена з утворенням тріметілкарбінола (TMK) [3]:
Взаємодія метилового спирту, присутнього в якості домішки у вихідному формаліні, з формальдегідом з утворенням метілаля:
Взаємодія метилового спирту з тріметілкарбінолом з утворенням метил-трет-бутилового ефіру:
Взаємодія изобутилена з формальдегідом з утворенням непредельного спирту З-метил-З-бутен - 1-олу (ІПЕС):
Дегідратація 3-метілбутандіола з утворенням трьох ізомерних неграничних спиртів C 5 H 9 OH (ІПЕС, ДМАС, ДМВК), а також ізопрену. Ці продукти на другій стадії легко перетворюються в ізопрен. [3]
[7]
Взаємодія неграничних спиртів з формальдегідом призводить до утворення висококиплячих діоксанові спиртів [3]:
Гідроліз діоксанові спирту ДС-II з утворенням трехатомного спирту З-метілпентантріола - 1, 3, 5:
Неповна дегідратація триола призводить до утворення третинного тетрагідропіранового спирту, а повна дегідратація - метілдігідропірана
У технічній ізобутан-изобутиленовой фракції містяться бутени нормальної будови і бутадієн, які реагують з формальдегідом з утворенням ізомерних діоксанів. При розкладанні яких утворюються шкідливі домішки в ізопрену: піперілен, ізовалеріанової альдегід і циклопентадієн [3]:
Особливо небажані домішки циклопентадієну, його вміст у ізопрену повинно бути не більше 0,0005% (мас).
Друга стадія процесу отримання ізопрену також супроводжується численними побічними реакціями.
Розпад ДМД на вихідні продукти:
Відщеплення від ДМД молекули формальдегіду призводить до утворення непредельного спирту, який піддається дегідратації з утворенням ізопрену:
Основним побічним продуктом розкладання ДМД є ме-тілдігідропіран, що утворюється при взаємодії ізопрену з формальдегідом [3]:
Невелика частина формальдегіду, обр?? зующий при розкладанні ДМД, частково піддається крекінгу:
При гідруванні ізопрену воднем, що виділяється при цій реакції, виходять амілени:
При взаємодії амиленом з формальдегідом утворюються відповідні диоксани, які піддаються розщепленню з утворенням гексадіенов [3]:
Крім зазначених протікають також реакції, викликані присутністю в ДМД інших ізомерних діоксанів, що утворюються на першій стадії при взаємодії бутен з формальдегідом. У незначній мірі протікають реакції полімеризації ізопрену, переважно з утворенням його циклічних димарів терпенового ряду:
Ці вуглеводні складають основну частину так званого «зеленого масла», яке сприяє утворенню коксу.
Кількість речовин, що утворюються в результаті побічних реакцій, набагато більше, ніж перераховано вище. Виділення та ідентифікація багатьох побічних продуктів представляють значні труднощі і потребують подальшого вивчення. В даний час проводяться дослідження з вишукування ефективних шляхів використання побічних продуктів синтезу ізопрену з изобутилена і формальдегіду [3].
Синтез діметілдіоксана
Конденсація изобутилена з формальдегідом з утворенням ДМД ввозяться трьох послідовно з'єднаних трубчастих реакторах 7. Синтез проводиться в рідкій фазі при температурі 80? 100 0 С під тиском 0,16? 0,20 МПа. Молярне співвідношення формальдегід: ізобутилен=2: 1. [3]
Свіжий 40% розчин формальдегіду в суміші з поворотним надходить у ємність 1на змішання з рециркулюючим водним кислим шаром каталізатора. Далі формальдегидная шихта підігрівається парою до 90 0 С в підігрівачі 6 і подається в нижню частину трубного про...
