Izopren kashf etilishi

I BOB. IZOPREN HAQIDA MA’LUMOT

1.1 Izopren kashf etilishi.

Kauchuklar olinadigan manbasiga ko’ra ikki turga bo’linadi. Tabiiy kauchuk va sintetik kauchuk.Tabiiy kauchuk (C₅H₈)_n formulaga ega bo’lib, Brazilyada o’sadigangeveya daraxti shirasi (lateks) dan olinadi. Kauchuk “kaocho” so’zidan olingan bo’lib, u daraxtning ko’z yoshi degan ma’noni bildiradi. Olingan daraxt shirasiga sirka kislota qo’shilsa, kauchuk ajralib chiqadi.
Tabiiy kauchukning kimyoviy tuzilishini asosan Garries o`rgangan bo`lib, izopren molekulalaridan tashkil topganligi aniqlangan. Buning uchun kauchuk ozonlash reaksiyasiga uchratilgan, so`ngra hosil bo`lgan modda parchalanganda izopren oksidlanishi natijasida hosil bo`ladigan levulin aldegid olingan.

Geveya daxtidan olingan kauchukning molecular massasi 170000 ga yaqin bo’lib, unda 2500 izopren molekulalari polimerlanganligi aniqlangan.Tabiiy kauchuklar Markaziy Osiyoda o’sadigan ko’ksag’iz, tog’zag’iz va qoqnut o’simliklarining sutsimon shirasidan ham ajratib olinadi.
Angliyalik muhandis K.Makindosh 1823-yil birinchi bo’lib kauchukni amaliyotda ishlatishni topdi va kauchuk eritmasida shimdirilgan gazmoldan suv o’tkazmaydigan buyumlarni ishlab chiqarishni yo’lga qo’yadi. Lekin, bu sof kauchukdan tayyorlangan materiallar past temperaturada mo’rt, yuqori temperaturada esa yumshab, yopishqoq bo’lib qoladi.Shu sababli kauchukni sanoatda keng miqiyosda ishlatilinishi 1849-yilda amerikalik savdogar Charlz Gudyar tomonidan vulkanizatsiya jarayoni, ya’ni rezida kashf qilinganidan so’ng boshlanadi.
Tabiiy kauchukning tuzilishini aniqlash hamda sintetik kauchuklarni sintez qilish 100 yildan ortiq yilni o’z ichiga oladi.
1826-yilda M.Faradey kauchuk molekulasi uglerod va vodorod atomlaridan iborat to’yinmagan uglevodorod ekanligini aniqladi.
1860-yilda ingliz olimi G.Vilyams kauchukni “quruq haydash” natijasida C₅H₈ tarkibli izoprenni oladi. Oradan 22 yil o’tgach, 1882-yil ingliz kimyogari U.Tilden izoprenni polimerlab kauchuksimon moddani hosil qiladi va tabiiy kauchuk bilan izopren o’rtasida bog’liqlik borligini ko’rsatadi. Tabiiy kauchuk izoprenni polimerlash mahsuloti ekanligi va uning to’liq tuzilishi 1924-yilda nemis kimyogari G.Shtaudinger tomonidan aniqlandi.
Ishlab chiqarilgan izoprenning katta qismi cis-1,4-poliizopren - izopren kauchuk sintezida ishlatiladi, bu xususiyat va tuzilishda tabiiy kauchukka o'xshaydi va avtomobil shinalari ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. Izopren polimerizatsiyasining yana bir mahsuloti - trans-1,4-poliizopren-guttapercha xususiyatlariga ega va g olf va simlarni izolyatsiyalash uchun to'plardan tashqari sanoatda keng qo'llanilmaydi.
Izoprenni qo'llashning muhim sohasi stirol-izopren-stirol kabi blok-kopolimerlarning sintezidir. Bunday mahsulotlar termoplastik polimer va bosim sezgir yopishtiruvchi moddalar sifatida ishlatiladi. Izopren shuningdek, butil kauchuk intezida - izoprenning isoputilen bilan kopolimerizatsiya mahsulotida ishlatiladi, bu erda izoprenning molyar ulushi 0,5 dan 3,0% gacha.
1972 dan beri Rhodia Incorporated (AQSh) kompaniyasi izopren terpenlarining sanoat sintezi usullarini ishlab chiqdi aseton va asetilen ishlab chiqdi. Sintetik sxema prenilxlorid hosil qilish uchun izoprenga vodorod xlorini kiritishni o'z ichiga oladi, bu esa ikki bosqichda dehidrolinalolga aylanadi.Ikkinchisi linalool, geraniol, sitral, b-ion va ularning hosilalari kabi turli ter ko'piklarini sintez qilish uchun dastlabki birikma bo'lib xizmat qildi. Keyinchalik zavod yopildi, ammo yapon ishlab chiqaruvchisi Kuraray ushbu sxema bo'yicha nafaqat ushbu mahsulotlarni, balki skualan va boshqa ulanishlarni ham ishlab chiqarishni davom ettirdi. Rhodia Incorporated, shuningdek, Grinyar sintezi yordamida ikki izopren molekulasidan lavandulolni sintez qilish usulini ishlab chiqdi.
Tabiiy terpenlar "bosh - quyruq"tamoyili bo'yicha bir-biriga bog'langan izopren qismlaridan iborat. Sintetik analoglar hambunday tuzilishga ega bo'lishi kerak, shuningdek, muayyan lavozimlarda ikki tomonlama aloqalarni o'z ichiga olishi kerak. Shu nuqtai nazardan, terpenlarning oligomerizatsiya va telomerizatsiya usullari bilan sanoat sintezi qiyin va odatda boshqa yondashuvlardan foydalaniladi. Biroq, sintez qilish usuli taklif etiladi dunyokatalizatorda (natriy/dialkilamin) izoprenning dimerizatsiyasi bilan narxlanadi. Ushbu usul Nissan Chemical Industries tomonidan sanoat miqyosida amalga oshiriladi. Dietilamin va butillitin ta'sirida izoprenning telomeratsiyasi katalizator sifatida N, n-dietilnerilaminga olib keladi, bu esa linalool, geraniol, nerol, sitronellal, gidroksitsitranellal va mentolga aylantirilishi mumkin.
Izobutenning formaldegidom (Shahzoda reaktsiyasi) bilan suyuq fazada yuqori haroratda o'zaro ta'siri natijasida 4,4-dimetil-1,3-dioksan (DMD), to'yinmagan spirtlar va diolning izopren hosil bo'lishi bilan bosqichma-bosqich ajralib chiqishi kuzatiladi. Bu 2° s da reaktsiya vaqti bilan produsk ucts chiqishi qaramligini ko'rsatadigan 160 rasmidan ko'rinadi.



- formaldegid; 2-4,4-dimetildioksan-1,3 ; 3-izopren; 4-3-metilbuten-3-ol-1; 5-3-metilbuten-2-ol-1; 6 - 5-metildihidropiran-5,6; 7-tert-butil metil metil Ester; 8 - 3-metilbutandiol-1,3.
Shakl 2-formaldegid reklamasining mahsulotlarini izobuten bilan reaktsiya vaqtidan kelib chiqadigan qaramlik jadvali

Shu asosda 150-160 ° C, ≈ 3 MPa va Lyuis suvda eruvchan kislotalar katalizida suyuq fazada bir bosqichli izopren sintezi ishlab chiqildi. U izobuten bilan muvozanatda bo'lgan reaktsiya, qaytarilishi mumkin tert-butanol, shu jumladan, yon mahsulotlar, qayta ishlash muammosini hal qilish oson bir qadam jarayonida qurilmalar va kapital xarajatlar quyi qator bilan bir qatorda.

Preposition, lekin hatto izobuten o'rniga xom ashyo sifatida ishlatiladi tert-butanol (C4 fraktsiyasidan izobutenni chiqarib olish yoki propilen epoksidatsiyasining izobuten versiyasi bilan olingan):



fraktsiyasidan va formaldegiddan izoprenni olishning soddalashtirilgan texnologik sxemasi shakl 3da tasvirlangan:



. 2-i bosqich reaktorlari; 3, 7, 10-13, 18, 19 - rektifikatsiya ustunlari; 4-deflegmator; 5 - qozon; 6 - gaz klapanlari; 8-nasoslar; 9 - neytrallashtiruvchi; 14 - issiqlik almashtirgich; 15 - II bosqich reaktori; 16 - sovutgich; 17-separator.
Shakl 3-izobuten va formaldegiddan izoprenni olishning asosiy texnologik sxemasi
Birinchi bosqich 1 va 2 ikkita quvur reaktorlarida amalga oshiriladi, ularsuv bilan ta'minlanadi. Isobutenovaya fraksiyonu va formaldegid suvli eritmasi qayta ishlash bilan suyultiriladi ularga qarshi harakat: og'ir, suv qatlami pastga tushadi, va engil, uglevodorod yuqoriga ko'tariladi, va suyuqlik dispersiyasikatta kontakt yuzasi bosqichi qurish imkonini beradi. Ushbu reaktorlarning yuqori va pastki qismlari uglevodorodlar va suv qatlamlarini ajratib turadigan separatorlar sifatida ishlaydi. Birinchi bo'lib deyarli butunlay dioksan va to'yinmagan spirtlar o'tadi, ikkinchi qatlamdaesa Nodir bo'lmagan formaldegid, metanol va diolning bir qismi qoladi.
Reaktorning pastki qismidagi suv qatlami 2 gidroksidi bilan neytrallanadi va undan 3 ustunida uglevodorod qatlami bilan birlashtirilgan barcha uchuvchi moddalar chiqariladi. Keyin 7 ustunida 3 ustunining atomining kubik ostqismidan va jarayonning ikkinchi bosqichidan qayta ishlaydigan formaldehidning suyultirilgan suvli eritmasini chiqarib tashlang, uni og'ir qoldiqlardan ajratib oling. Bu eritma reaktsiyaga qaytariladi, unga yangi formalin qo'shiladi .1 reaktorining yuqori qismidagi uglevodorod qatlami va suv qatlamini tuzatish uchun engil elkama-sumkasi birlashtirilib, neytrallashgichda qayta ishlanadi 9, reaktordan chiqadigan suvli qatlam bilan aralashtirilgan, yuqorida tavsiflangan y ni birgalikda qayta ishlashga xizmat qiladigan gidroksidi suvli eritma bilan harakatga qarshi oqimgaqarshi harakat qiladi. (Izobuten "mustahkamlash" uchun qo'shimcha rektif ikatsiya zarur qayta ishlash, ularning to'planishi oldini olish uchun, Butan va n-butenni o'z ichiga olgan fraksiyasi yordamida) reaktsiya uni qaytarib Nodir izobuten 10 ustun yuvib uglevodorod qatlami dan. Keyin reaktsiya mahsulotlarining 11 ustunida ko'proq uchuvchi metanol va metilal chiqariladi va 12 ustunida - tert-butanol. Dioksan (to'yinmagan ruhlar bilan birga) og'ir qoldiqdan ustun 13 ajratilgan va jarayonining ikkinchi bosqichiga yuboriladi.
Dioksan isitiladi va issiqlik eşanjöründe bug'lanadi 14 tufayli issiq reaktsiya massasi issiqlik, bug ' bilan aralashtiriladi va reaktor 15 ikkinchi bosqichi (heterojen katalizator statsionar qatlami bilan adiabatik turi) oziklanadi. Reaksiya aralashmasi 14 issiqlik almashtirgichidan o'tadi, sovutiladi va 16 sovutgichida kondensatlanadi, organik qatlam 17 seperatorida suvdan ajratiladi. Formaldegidni o'z ichiga olgan suv qatlami reaktsiyaning birinchi bosqichidan so'ng olingan suvli ra'lar bilan birgalikda qayta ishlash uchun 3 ustuniga yuboriladi:
- formaldegidni yo'q qilish ustuni; 2, 3-reaktorlar; 4-ekstraktsion ustun; 5-engil uchuvchi uglevodorodlarni distillash ustuni; 6-suv qatlamining bug'lanish ustuni; 7-formaldegidni konsentratsiyalash ustuni; 8-suv qatlamini tozalash bo'limi; 9-reaktivsiz formaldegidni yuvish ustuni; 10-4 bilan engil fraksiyaning distillash ustuni₄; II - DMD va TMK tanlash ustuni.
Shakl 4-DMD sintezining asosiy texnologik sxemasi
17 separatorining yuqori qismidagi organik qatlam ketma-ket ikkita rektifikatsiya ustuniga xizmat qiladi. Birinchi (18) sintezning birinchi bosqichiga qaytarilgan izobuten dioksanining parchalanishi natijasida hosil bo'lgan. Keyin 19 ustunida izopren yuqori qaynoq qoldiqdan (Nodir dioksan va yon mahsulotlardan) ajratiladi.

Oxirgi tozalash uchun izopren suv bilan yuviladi, azeotropik distillash bilan quritiladi va yakuniy tuzatish amalga oshiriladi. Ushbu bosqichlardaA. I. polimerizaslarini oldini olish uchun Inhibitor qo'shiladi:
\
- o'choq; 2-reaktor; 3-kondansatör; 4-cho'kma; 5, I0-yuvish ustunlari; 6-4 va 5 bilan uglevodorodlarni distillash ustunlari и С₅; 7-izobutilenni distillash ustunlari; 8,9 - izopren -ikat rektifining ustunlari; II-MDGP distillash ustuni; II2-qaytariladigan DMD; I3-absorber; I4-desorber; I5-suvli qatlamdan uchuvchan organik moddalarni distillash ustuni; I6-CH₂o tiklash ustuni.
Shakl 5-DMD ning litiy parchalanishining kata ning asosiy texnologik sxemasi va izoprenni olish

Yuqori selektivlik (formaldegid va isobuten bo'yicha 80% gacha), apparaturaning korroziyasini kamaytirish va olingan izoprenning yuqori sifati haqida xabar berilgan.

Katalitik degidratsion usullari izopren ishlab chiqarishda₅ - izopentan va izoamilenlardan izo-birikmalardan foydalaniladi. Agar izopentan asl mahsulot sifatida ishlatilsa, katalitik degidratsion jarayoni ikkiAi podalariga aylanadi: izopentan-izoamilen-izopren. Shu bilan birga, degidratsion bir bosqichda amalga oshirilishi mumkin va xom ashyo sifatida izoamilen va izopentan 13-15 aralashmasi sifatida olinishi mumkin^13-15.
Izoamilenlardan va izopentlardan izoprenni olishana sxematik tarzda tenglamalar bilan ifodalanishi mumkin:

Oddiy bosimdagi izopentanning katalitik degidratsion usuli va 525-535% °C izoamilenlarni o'tkazib yuborilgan 33-37% va 83-87% ayol izopentan dislokatsiyasi bilan olish mumkin.bilan uglevodorodlarning katalitik degidratsion reaktsiyalari, odatda, 25-30 °C haroratda 4 bilan uglevodorodlarning dehidrogenatsiyasiga qaraganda past bo'ladi.
Izopentandan izoprenni olish dehidrogenatsiya vazopentan bilan katta miqdordagi izomerlarning hosil bo'lishi bilan murakkablashadi. Bundan tashqari, dehidrogenatsiya izomerizatsiya reaktsiyalari bilan ko'proq birga keladi.
Izopentanning dehidrogenatsiyasi natijasida uchta izoamilen izomeri hosil bo'ladi: 2-metilbutilen-1; 2-metilbutilen-2 va 3-metilbutilh-1, navbati bilan 31,05, 38,49 va 20 °C da qaynatiladi; asosan 2-metilbutilen-2 barcha izoamilenlarning taxminan 65% miqdorida hosil bo'ladi.