Што такое куменавы працэс?
Кумольны працэс — адзін з асноўных метадаў прамысловай вытворчасціфенол(C₆H₅OH). У гэтым працэсе кумол выкарыстоўваецца ў якасці сыравіны для атрымання фенолу шляхам гідраксілявання пры пэўных умовах. Дзякуючы развітай тэхналогіі, нізкай кошту і высокай якасці прадукцыі, кумолавы працэс вытворчасці фенолу шырока ўжываецца ў хімічнай прамысловасці.
У гэтым артыкуле падрабязна прааналізаваны прынцып і этапы атрымання фенолу кумольным працэсам, што дапаможа чытачам усебакова зразумець гэту важную тэхналогію хімічнай вытворчасці.
Прынцып рэакцыі кумольнага працэсу
Асноўнай рэакцыяй у атрыманні фенолу кумольным працэсам з'яўляецца гідраксіляванне кумолу. Асноўны прынцып заключаецца ў тым, што метыльная група ў малекуле кумолу замяшчаецца гідраксільнай групай у кіслых умовах з утварэннем фенолу.
У прыватнасці, кумол (C₆H₅CH(CH₃)₂) рэагуе з канцэнтраванай сернай кіслатой (H₂SO₄) пры награванні з утварэннем п-ізапрапілфенола (C₆H₅C(OH)H(CH₃)₂) і невялікай колькасці пабочных прадуктаў - сульфатаў. Пасля гэтага п-ізапрапілфенол пераўтвараецца ў фенол (C₆H₅OH) праз рэакцыю гідролізу. Агульныя хімічныя ўраўненні рэакцый наступныя:
C₆H₅CH(CH₃)₂ + H₂SO₄ → C₆H₅C(OH)H(CH₃)₂ + HSO₄⁻
C₆H₅C(OH)H(CH₃)₂ + 3H₂O → 2C₆H₅OH + CH₄
З вышэйзгаданых рэакцый відаць, што ключом да працэсу атрымання кумолу з'яўляецца рэакцыя гідраксілявання ў кіслых умовах і наступная рэакцыя гідролізу. Серная кіслата адыгрывае важную ролю каталізатара на працягу ўсяго працэсу.
Этапы працэсу кумолу
Канкрэтны працэс атрымання фенолу кумольным працэсам можна падзяліць на наступныя асноўныя этапы:
1. Падрыхтоўка і рэцэптура сыравіны
Першым этапам вытворчасці фенолу з дапамогай кумолу з'яўляецца падрыхтоўка і фармуляванне сыравіны. Кумол, асноўная сыравіна гэтага працэсу, спачатку неабходна ачысціць дыстыляцыяй, каб забяспечыць яго чысціню больш за 99%. Канцэнтраваная серная кіслата (звычайна з канцэнтрацыяй 98%) выкарыстоўваецца ў якасці каталізатара, які адыгрывае ключавую ролю ў рэакцыі. Для павышэння эфектыўнасці рэакцыі да кумолу дадаюць невялікую колькасць вады, каб спрыяць дысперсіі сернай кіслаты і прагрэсу рэакцыі.
2. Рэакцыя гідраксілявання
На стадыі рэакцыі гідраксілявання кумол і канцэнтраваная серная кіслата змешваюцца ў рэактары і награваюцца да тэмпературы 100–130°C. У кіслых умовах метыльная група ў малекуле кумолу падвяргаецца гідраксіляванню з утварэннем п-ізапрапілфенола і пабочных прадуктаў сульфату. Гэтая рэакцыя з'яўляецца экзатэрмічнай, і тэмпературу рэакцыі і хуткасць перамешвання неабходна кантраляваць, каб забяспечыць аднастайнасць і стабільнасць рэакцыі.
3. Рэакцыя гідролізу
Пасля завяршэння рэакцыі гідраксілявання прадукт павінен прайсці рэакцыю гідролізу, мэтай якой з'яўляецца пераўтварэнне п-ізапрапілфенолу ў фенол. У гэты час да рэакцыйнай сумесі дадаецца вялікая колькасць вады, так што п-ізапрапілфенол падвяргаецца рэакцыі гідролізу з вадой з утварэннем фенолу і метану.
4. Нейтралізацыя і падзел
Пасля завяршэння рэакцыі гідролізу ў сістэме ўтвараецца вялікая колькасць сернай кіслаты і сульфатаў. Для нейтралізацыі гэтых кіслых рэчываў дадаюцца шчолачныя рэчывы (напрыклад, гідраксід натрыю або гідраксід кальцыю) для рэакцыі нейтралізацыі, у выніку чаго ўтвараюцца растваральныя сульфаты і вада. Пасля гэтага фенол аддзяляецца ад пабочных прадуктаў з дапамогай стратыфікацыйнага падзелу або тэхналогіі дыстыляцыі.
5. Рафінаванне і ачыстка
Прымешкі ў сырым феноле выдаляюцца з дапамогай працэсаў ачысткі, такіх як дыстыляцыя, для атрымання фенольных прадуктаў высокай чысціні. Падчас працэсу рафінавання ўмовы рэакцыі таксама павінны строга кантралявацца, каб гарантаваць, што якасць і чысціня фенолу адпавядаюць прамысловым стандартам.
Перавагі і прымяненне кумольнага працэсу
Кумольны працэс атрымання фенолу мае наступныя істотныя перавагі:
Умовы лёгкай рэакцыі:У параўнанні з традыцыйнымі метадамі вытворчасці фенолу, кумольны працэс мае больш мяккія ўмовы рэакцыі і больш бяспечны вытворчы працэс.
Багатыя крыніцы сыравіны:Кумол можна атрымліваць з пабочных прадуктаў нафтаперапрацоўчых заводаў, што прыводзіць да нізкіх выдаткаў на сыравіну.
Высокая чысціня прадукту:Дзякуючы дакладнаму кантролю працэсу, чысціня і якасць фенолу могуць дасягнуць высокага ўзроўню.
У цяперашні час фенол, які атрымліваецца кумольным працэсам, шырока выкарыстоўваецца ў вытворчасці розных хімічных прадуктаў, такіх як фенольныя смалы, эпаксідныя смалы і нейлон, прычым попыт на рынку пастаянна расце.
Кароткі змест
Працэс атрымання фенолу з выкарыстаннем кумолу — гэта эфектыўны і эканамічны вытворчы працэс, асновай якога з'яўляецца гідраксіляванне кумолу і наступная рэакцыя гідролізу. Дзякуючы такім этапам, як падрыхтоўка сыравіны, рэакцыя гідраксілявання, рэакцыя гідролізу, нейтралізацыя, а таксама рафінаванне і ачыстка, можна атрымаць фенольныя прадукты высокай чысціні.
З пастаянным ростам сусветнага попыту на хімічную прадукцыю тэхналогія вытворчасці фенолу кумольным працэсам будзе працягваць аптымізацыю, што акажа важную падтрымку развіццю сумежных галін прамысловасці.
Час публікацыі: 23 чэрвеня 2025 г.
