CC BY
10
Auniversum:
_ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_июнь. 2021 г.
СИНТЕЗ ИЗОПРОПАНОЛА ИЗ РЕАКЦИИ ТЕЛОМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА
Худойберганова Севара
докторант
Национального университета Узбекистана Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: element.xudayberganova.1991@mail.ru
Нурмонов Сувонкул
д-р техн. наук, профессор Национального университета Узбекистана
Республика Узбекистан, г.Ташкент E-mail: nurmonov se@mail.ru
SYNTHESIS OF ISOPROPANOL FROM ETHYLENE TELOMERIZATION REACTION
Sevara Khudoyberganova
Doctoral student of the National University of Uzbekistan Uzbekistan, Tashkent
Suvonkul Nurmonov
Doctor of Science, Professor of the National University of Uzbekistan Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
В данной статье описан метод получения изопропанола из этилена теломеризацией. Определено влияние температуры на выход продукта и оптимальные условия процесса.
ABSTRACT
This article describes a method for producing isopropanol from ethylene by telomerization. The influence of temperature on product yield and optimal process conditions has been determined.
Ключевые слова: метиловый спирт, этилен, изопропанол, температура, давление, катализатор, реакция теломеризации.
Keywords: methyl alcohol, ethylene, isopropanol, temperature, pressure, catalyst, telomerization reaction.
Введение
Сегодня одноатомные спирты широко используются во многих областях. Изопропиловый спирт используется в качестве дезинфицирующего средства против микробов и вредных бактерий, которые могут вызывать болезни и инфекции. Хотя вода является универсальным растворителем, некоторые вещества не растворяются в воде. Изопропиловый спирт, в отличие от воды, растворяет многие неполярные соединения, такие как хлороформ и некоторые масла. Сферы его применения разнообразны и широко используются в народном хозяйстве. В частности, он используется в качестве консерванта в производстве [1, 2].
Согласно литературным данным, метанол использовался в качестве сырья, а ацетон, титан и алюминий в качестве катализатора при синтезе насыщенных спиртов. Изопропиловый спирт получают окислением парафинов, а также гидрированием ацетона водородом в газовой фазе или гидрированием пропилена серной кислотой.
Сегодня при производстве изопропанола используются два типа гидратации. В первом случае непрямая гидратация в присутствии 65% серной кислоты дает диметилкарбинол с выходом 45%, а 99% спирт получают прямой гидратацией.
(СШ)2С=СШ + H2O ^ (СШ^НС^
Процесс прямой гидратации происходит в присутствии катализаторов. Исходная смесь состоит из 88% спирта и 12% воды. Для получения продукта его необходимо отделить от компонентов реакции. Для этого используется метод азеотропной перегонки, в котором используются такие соединения, как циклогексан. Этот метод в основном используется в европейских странах. Непрямая гидратация достигается за счет взаимодействия пропилена с серной кислотой. Этот метод получения пропанола широко используется в США. Изопропиловый спирт получают по ГОСТ 9805 84 [3,4].
Библиографическое описание: Худойберганова С., Нурмонов С.Э. Синтез изопропанола из реакции теломеризации этилена // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 6(87). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/11924
№ 6 (87)
AuiMi am те)
universum:
технические науки
июнь, 2021 г.
Методы исследования
Одним из нетрадиционных методов производства спиртов, необходимых для промышленности, является получение высоких спиртов из низкомолекулярных спиртов посредством процесса тело-мерации. Этот метод использует этилен в качестве мономера, метанол, этанол, пропанол и бутанол в качестве телогена и органические пероксиды в качестве катализатора при производстве высокомолекулярных спиртов. Процесс в основном осуществляется при температуре до 100 °С, давлении около 6,0 МПа и времени реакции 1-6 часов, и в процессе образуются различные теломеры в зависимости от исходного спирта.
Процесс синтеза проводился в герметичном реакторе, устойчивом к высокому давлению. В качестве исходных материалов использовали метиловый спирт и этилен.
Обсуждение результатов
Подбирая технологические параметры, можно контролировать вид и выход получаемого продукта. Процесс протекает под влиянием давления, катализатора, температуры и в общих чертах может быть выражен следующими уравнениями реакции:
СНз-ОН + СН2=СН2 СНз-ОН + 2СН2=СН2 CH3-OH + 3CH2=CH2 СНз-ОН + 4СН2=СН2
р.к р.к
р,к
СзНуОН
► СзНиОН
► C7H15OH
► С9Н19ОН
Реакция теломеризации протекает в присутствии метанола и этилена на основе следующих стадий:
СНз-ОН + СН2=СН2^ С3Н7ОН + СН2= СН2^ С5Н11ОН + + СН2=СН2^ С7Н15ОН + СН2=СН2^ С9Н19ОН
Процесс синтеза изопропанола проводили в различных условиях, при температуре 20-100 ° С, давлении 10-40 атм и времени реакции 2-6 часов. На основании анализа результатов было определено, что оптимальными условиями являются температура 60 0С, давление 40 атм., Время реакции 4 часа. При синтезе изопропанола было изучено влияние температуры на выход продукта, которое оказалось относительно высоким при 60 ° С (таблица 1).
Таблица 1.
Влияние температуры на выход продукта
Температура, 0С Выход изопропанола, %
20 17
40 34
60 52
80 34
100 22
Строение синтезированного определяли по ИК-спектру (рис. 1).
изопропанола
Рисунок 1. ИК спектр изопропанола
№ 6 (87)
AunÎ Am te)
universum:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
июнь, 2021 г.
В ИК-спектре изопропанола водородная связь гидроксильной группы наблюдалась в области интенсивного сигнала связи 3333 см-1, а сигнал деформационного колебания углеродно-связанной гидроксильной группы (С-ОН) наблюдался в области 950 см-1. Асимметричные деформационные колебания углерода и водорода с высокой интенсивностью в области 1460 см-1, симметричный сигнал деформационных колебаний в области 1376 см-1; асимметричные валентные колебания метильной (СН3) группы наблюдались в области 2960 см-1, а асимметричные деформационные колебания наблюдались в области 1460 см-1. Асимметричные валентные
колебания углерода и водорода с высокой интенсивностью наблюдались в области 2932-2960 см-1, симметричный сигнал валентных колебаний наблюдался в области 2883 см-1.
Выводы
Таким образом, изучен синтез изопропанола на основе этилена и метанола. Определено влияние температуры на выход продукта и оптимальные условия процесса. Получен результат ИК-спектро-скопического анализа синтезированного соединения.
Список литературы:
1. Beata Kolesinska, Justyana Fraczyk, Michal Binczarski, Magdalena Modelska //Butanol Synthesis Routes for Biofuel Production: Trends and Perspectives. 23 January 2019.
2. Hahn H., D. Dambkes G., Rupprich N., Bahl H., Frey G.D. Butanols//Ullmann's Encyclopedia of Industry Chemistry. -Wiley. -2013.
3. Monique Smeets & Pamela Dalton. Perceived odor and irritation of isopropanol: a comparison between naïve controls and Occupational and Environmental Health. -Springer, 2002. -November (vol.750).
4. William S. Cain/Efficacy of Volatile Organic Compounds in Evoking Nasal Pungency and Odor// Archives of Environmental Health: An International Journal. -Taylor &Francis, 1993.-May (vol. 48(iss.5)). P. 309-314.
5. А.Э.Зиядуллаев и др. Теоретические основы реакции гомогенного каталитического винилирования цианура-вой кислоты // Евразийский союз ученых. Россия. -2019. - № 9. - С. 37-41.
6. Нурманов С.Э. и др. Электронная структура ароматических ацетиленовых спиртовых и моделирование их винилирования // «Современные научные исследования и инновации» [Электронный ресурс]. 2015. № 3. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=23501671 (Дата обращения: 05.06.2021).
7. Солиев М.И. и др. Расчет электронных строении молекулы некоторых веществ с основе компьютерных программ // Журнал «Новые информационные технологии в науке». ООО «АЭТЕРНА» 2015. №2, Т-2. С. 12-14.
8. Солиев М.И., Охундадаев А.К. Теоретическое расчёты электронных строении молекулы ментола и тимола // Журнал «Вопросы науки и образование». №8 (20), 2018 год. Россия. Сайт журнала: https://scientificpublication.ru.
