Сафарова Ирина Ильгисовна. Совершенствование технологии получения 4,4-диметил-1,3-диоксана из изобутиленсодержащих фракций

Короткий опис

Сафарова Ирина Ильгисовна. Совершенствование технологии получения 4,4-диметил-1,3-диоксана из изобутиленсодержащих фракций : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.04 / Сафарова Ирина Ильгисовна; [Место защиты: Казан. гос. технол. ун-т].- Казань, 2009.- 143 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2512

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
На правах рукописи
I0U0 0.9 0 0 7 63 “
Сафарова Ирина Ильгисовна
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ
4,4- ДИМЕТИЛ-1,3-ДИОКСАНА ИЗ ИЗОБУТИЛЕНСОДЕРЖАЩИХ ФРАКЦИЙ
05.17.4 - Технология органических веществ
ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор А. Г. Лиакумович
Казань 
6
9
9
18
26
26
32
34
36
43
43
46
47
48
50
53
53
53
54
55
56
56
Оглавление
Введение
Литературный обзор
Основные закономерности реакции синтеза 4.4-диметил-1,3-диоксана
(ДМД) j
Промышленная технология получения ДМД конденсацией изобутиле¬на с формальдегидом
Основные механизмы влияния ПАВ на процесс массообмена в гетеро¬генных системах «вода-углеводород»
Основы теории межфазного переноса Мицеллярный катализ
Взаимодействия и реакции в микроэмульсиях
Методы выделения изобутилена из отработанных низкоцентрирован¬ных изобутиленсодержащих фракций в качестве вторичного сырья в производстве ДМД
Характеристики сырья, методики проведения экспериментов, анализов и обработки данных
Исходные материалы и реактивы Методики проведения экспериментов
Описание лабораторной установки периодического действия Описание лабораторной установки проточного типа Описание реакционно-ректификационной лабораторной установки Аналитические методы исследования исходных веществ и продуктов Газохроматографические методики анализов Определение состава С4-фракции
Определение состава продуктов реакций синтеза ДМД, МТБЭ, ЭТБЭ и разложения МТБЭ
Определение массовой доли воды в продуктах синтеза ДМД Титриметрические методики анализа Определение массовой доли формальдегида в исходном формалине и продуктах реакции синтеза ДМД 
2.3.2.2 Определение массовой доли кислоты в продуктах синтеза ДМД 57
2.3.3 Методика определения полной статической обменной емкости сульфо-
катионитов 57
2.3.4 Методика измерения пенообразующей способности ПАВ 58
2.3.5 Методика измерения коэффициента поверхностного натяжения водных
растворов ПАВ 60
2.4 Методики расчета содержания компонентов в исходной реакционной
шихте и обработки результатов анализов процесса синтеза ДМД 62
2.5 Методика обработки результатов анализов продуктов синтеза и разло¬жения АТБЭ 64
2.6 Методики расчета адсорбционных параметров ПАВ 64
2.6.1 Определение критической концентрации мицеллообразования 64
2.6.2 Расчет величины предельной адсорбции ПАВ на границе раздела фаз 65
2.6.3 Расчет посадочной площадки молекулы ПАВ и величины работы
адсорбции 67
Глава 3 Исследование процесса получения ДМД в присутствии
поверхностно-активных веществ 68
3.1 Оптимизация процесса конденсации изобутилена с формальдегидом 68
3.1.1 Температура синтеза и интенсивность перемешивания реакционной
массы 68
3.1.2 Оптимальная концентрация поверхностно-активной добавки 70
3.1.3 Скорость протекания процесса конденсации изобутилена с формальде¬гидом в присутствии ПАВ 76
3.2 Влияние типа используемого ПАВ на синтез ДМД 87
3.3 Оценка пенообразующей способности ПАВ 92
3. 4 Влияние ПАВ на процесс конденсации изобутилена с формальдегидом
в условиях моделирования промышленной технологии получения
ДМД 96
3.5 Поверхностно-активные и адсорбционные характеристики ПАВ и ме¬ханизм их воздействия на конденсацию изобутилена и формальдегида 102
Глава 4 Извлечение изобутилена из возвратной С4-фракции синтеза ДМД 109
Глава 5 Технологическое оформление производства ДМД 119
с использованием ПАВ и дополнительного узла переработки отработанной С4-фракции
5.1 Узел синтеза ДМД 119
5.2 Узел синтеза и разложения МТБЭ 121
5.3 Материальный баланс и расходные нормы сырья 124
Выводы 129
Список использованной литературы 131

Список літератури

Выводы
1. Установлено, что анионактивные и неионогенные ПАВ на основе оксиэтили- рованных алкилфенолов и высших жирных спиртов, а так же сульфоэтоксилатов и олефинсульфонатов позволяют повысить скорость реакции конденсации изобутилена с формальдегидом и увеличить селективность процесса по ДМД.
2. На основе исследования поверхностно-активных свойств и адсорбционных характеристик широкого ряда ПАВ показано, что проявляемый положительный эф¬фект анионактивных и неионогенных ПАВ в реакции конденсации изобутилена и формальдегида, в присутствии ортофосфорной кислоты как катализатора, хорошо со-гласуется с теорией образования микроэмульсии и мицеллярного катализа.
3. Выявлено, что диоксановые спирты, образующиеся при синтезе ДМД как побочные продукты способствуют увеличению скорости расходования реагентов при одновременном снижении селективности. Установлено, что при проведении синтеза ДМД в присутствии олефинсульфоната натрия с рециклом в реакционную среду ди-оксиновых спиртов наряду с обеспечением высокой скорости превращения реагентов наблюдается снижение выхода ВПП на 20-25 %.
4. Проведено сравнительное исследование кинетических и термодинамических параметров реакций синтеза метил- и этил-трет-бутиловых эфиров и установлено, что реакционная способность этанола и достигаемые равновесные конверсии изобутилена достаточны для организации процесса получения ЭТБЭ на установке синтеза МТБЭ.
5. На основании комплекса исследований определены оптимальные технологи-ческие параметры проведения процесса разложения МТБЭ: t — 110- 120 °С,
Р - 1,7 - 2 кгс/см2, объемная скорость - 0,75 час'1, позволяющие достигать выхода изобутилена до 78 - 79 % при селективности разложения эфира выше 98 %.
Разработана эффективная технологическая схема процесса получения ДМД, включающая: узел приготовления и подачи водного раствора олефинсульфоната на-трия; узел переработки отработанной изобутиленсодержащей С4-фракции в МТБЭ с последующим его разложением и рециклом выделенного изобутилена в реактор син-теза ДМД. Реализация данной технологии предполагает снижение расходных коэф-фициентов по сырью на 9-10 %