Фталевый ангидрид:
[-- Image: Рисунок 25 --]Применяется в производстве красителей, глифталевых смол, пластификаторов, инсектицидов, лекарственных препаратов. Он является реагентом для обнаружения и титриметрического определения низших первичных и вторичных алифатических спиртов, а также для идентификации фенолов и фенольных смол.
Фталевый ангидрид является крупнотоннажным продуктом. Его мировое производство превышает 2 млн. тонн, а ежегодный прирост продукции составляет 10 %. В США, Японии, западной Европе около половины производимого фталевого ангидрида расходуется на производство пластификаторов.
Любая курсовая работа нипочём для наших авторов.
. В производстве различных видов пластмасс также нашли применение эфиры фталевой кислоты (бутилоктилфталат, диизодецилфталати др.)[7].
Следующим по значению потребителем фталевого ангидрида является производство алкидных смол, используемых для покрытий и красок. В последние годы увеличивается производство полиэфирных смол на основе фталевого ангидрида.
Более мелкими областями применения фталевого ангидрида является производство фталоцианиновых и антрахиноновыхкрасителей,тетрахлорфталевогоангидрида, используемого в качестве мономера для огнестойких алкидных смол.
С участием фталевого ангидридапроизводятполимеры поликонденсацией его с глицерином, пентаэритритом и другими многоатомными спиртами.Метиловые и этиловые эфиры фталевой кислоты применяют как препараты для отпугивания кровососущих насекомых[6].
В настоящее время существует два основных способа синтеза фталевого ангидрида: 1) окисление нафталина и 2) окисление о-ксилола.
Экспериментально метод окисления нафталина был выработан Волемв Германии и Гиббсом в США в 1916 г. Уже в 1919 г. в США производили фталевый ангидрид каталитическим окислением нафталина. А в 1929 г. годовое производство фталевого ангидрида в США составило 4155 тонн.
До 50-х годов XX в. фталевый ангидрид получали только газофазнымкаталитическим окислением нафталина. Затем наряду с нафталином стали использоватьо-ксилол, относительная доля которого в сырьевой базе резко возросла. Таким образом, в Японии к 1970 г. второй способ синтеза фталевого ангидрида составил около 70 %.
Синтез фталевого ангидрида из нафталина сталкивается с такими проблемами как недостаток сырья: ресурсы коксохимического нафталина недостаточны для обеспечения растущего производства, получение же нафталина из нефтяного сырья только начинает разрабатываться и внедряться[9].
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СИНТЕЗА ФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА
Фталевый ангидрид представляет собойтвёрдоекристаллическое вещество. Его температура плавления 130,8°С, температура кипения 284,5 °C, температура самовоспламенения 595 °C. Растворимость в холодной воде на уровне 0,6 %, в горячей воде гидролизуетсядо фталевой кислоты, легко растворим в спиртах, умеренно – в других органических растворителях.
Как было отмечено выше, фталевый ангидрид можно получать неполным парофазнымокислением нафталина, а также на основе менее дорогого о-ксилола[5]:
[-- Image: Рисунок 10 --]
[-- Image: Рисунок 46 --]
При производстве фталевого ангидрида из о-ксилоласхема превращений имеет вид:
[-- Image: Рисунок 37 --]
В данном случае при практически полной конверсии о-ксилоласелективность по фталевому ангидриду оказывается более низкой, чем приокислении нафталина, а выход малеинового ангидрида возрастает до 5 – 8 %, и на крупных установках становится экономически целесообразно выделять его из полученных смесей как второй товарный продукт. Наиболее подходящим катализатором окисления о-ксилолаявляется оксидныйванадийтитановыйконтакт, на котором выход фталевого ангидрида достигает 7- - 75 % при температуре 370 – 400 °C[6].
По технологии окисление нафталина и окисление о-ксилолааналогичны, и существуют установки, на которых можно перерабатывать оба вида сырья. Процесс ведут при атмосферном давлении и большом избытке воздуха (концентрация реагента 0,7 – 0,9 %).
Превращение исходных продуктов во фталевый ангидрид сопровождается полным окислением углеводорода (нафталина или о-ксилола) с образованием побочных продуктов. При полном окислении нафталина в двуокись углерода и воду выделяется большое количество тепла (в производственных условиях 10 % от общего количества нафталина полностью окисляется):
[-- Image: Рисунок 55 --]
При неполном окислении нафталина происходит образование побочных продуктов. До 5 % из них приходится на долю малеинового ангидрида:
[-- Image: Рисунок 58 --]
В меньшей степени образуется 1,4 – нафтохинон:
[-- Image: Рисунок 64 --]
Кроме того, в реакционной смеси могут содержаться окись углерода и бензойная кислота.
Эффективным катализатором для окисления нафталина является пятиокисьванадияV2O5. Она применяется либо в сплавленном виде, либо на инертном носителе, а также в смесях:10 % V2O5, 20 – 30 % K2SO4и 60 – 70 %SiO2. По Ворожцову Н.Н. и Гуревичу Д.А. роль катализатора заключается в переносе кислорода: окисляя углеводород, катализатор восстанавливается, а затем вновь окисляется и т.д[6].
В немецком патенте (1932) упоминались такие оптимальные условия окисления нафталина: 170 г нафталина (в смеси с воздухом) на 1 л контактного пространства в час. Марек приводит оптимальное соотношение воздуха к нафталину 6,5-кратный избыток его сравнительно с теоретически необходимым количеством для полного окисления нафталина в углекислый газ и воду.
20 страниц
70% уникальность
2013 год
150 просмотров
