Синтез стирола и капролактама
Для синтеза стирола и капролактама (важных продуктов для получения синтетических высокомолекулярных соединений) в качестве сырья применяют бензол. Первая стадия синтеза стирола — получение этилбензола алкилированием бензола этиленом. Катализатором при этом служит безводный хлорид алюминия, активированный небольшим количеством хлороводорода
Реакция алкилирования обратимая. Она протекает далее с об*|. разованием изомерных диэтилбензолов, которые выделяют и до-| бавляют в реакционную смесь, чтобы сместить равновесие Щ повысить выход этилбензола. Для этого же применяют избыток^ бензола (2 моль бензола на 1 моль этилена). Вследствие боль-; шой активности катализатора алкилирование проводят при сравнительно низкой температуре (85—95 °С) и давлении, близком к атмосферному. Бензол и этилен, тщательно очищенные от примесей и высушенные, а также раствор катализатора в смеси;, диэтилбензолов вводят снизу в реактор—стальную эмалиро-; ванную колонну высотой 10 м и диаметром 1,5 м; сверху из ре-; актора отводится реакционная смесь, которую промывают раствором щелочи и разделяют ректификацией на бензол, вновь направляемый в реактор, этилбензол (темп. кип. 136 °С) и смесь диэтилбензолов. Выход этилбензола до 95%, считая на этилен. В аналогичных условиях из бензола и пропилена получают изо-пропйлбензол с выходом до 92% (темп. кип. 152,5 °С).
Во второй стадии синтеза стирола осуществляют дегидрирование этилбензола с образованием стирола:
Этот процесс сходен с дегидрированием оутиленов. здесь применяется железохромовый катализатор (РегОз+СггОз+КгО) или катализатор, состоящий из оксида цинка с добавлением СаО, : K2SO4 и К2СЮ4. В присутствии большого количества перегретого пара при 600°С превращение этилбензола достигает 45%. После конденсации паров и отделения воды смесь углеводородов разделяют ректификацией на бензол и толуол, образующиеся в результате крекинга, этилбензол (добавляемый к свежему этилбензолу) и стирол. Во избежание полимеризации стирола к смеси добавляют ингибитор — гидрохинон, а ректификацию производят в вакууме. Выход стирола до 90% (считая на этилбензол), темп. кип. 145°С. Производительность установки до
125 тыс. т в год.
Дегидрированием изопропилбензола при 580 °С получают с пыхппом 94% а-метилстирол (темп. кип. 163,5°С)
Синтез капролактама (лактама е-аминокапроновой кислоты)
осуществляется преимущественно, исходя из бензола, который гидрируют в газовой фазе при 160—200 °С и давлении 106 н/м2 над никелем, нанесенным на оксид алюминия, при избытке водорода или в жидкой фазе при 250—280 °С и 3,5-106 н/м2 в колонном реакторе, заполненном платиновым катализатором; при этом получают очень большой выход циклогексана (темп. кип. 81 °С):
Производительность достигает 120 тыс. г в год.
Во второй стадии происходит окисление циклогексана в жидкой фазе кислородом воздуха при 180—200 °С и давлении не выше 2 - 10е н/м2 с катализатором стеаратом или нафтенатом кобальта. Окисление ведут осторожно, так, чтобы степень превращения не превышала 8—10%; после отгонки с ректификацией циклогексана получают в остатке смесь (выход ее 85% на прореагировавший циклогексан) 80% циклогексанола (темп. кип. 160°С) и 20% циклогексанона (темп. кип. 155 °С). Смесь разделяют ректификацией. В третьей стадии циклогексанол окисляется в циклический кетон — циклогексанон — путем отщепления водорода при 450 °С над катализатором (оцинкованным железом):
Смотрите также
Алюминий и его свойства
Алюминий - химический элемент третей группы
периодической системы Д.И. Менделеева.
Плотность, (кг/м3)
2,7
Температура плавления Тпл,
° С
...
Химия кадмия
...