Кумен процесі дегеніміз не?
Кумен процесі өнеркәсіптік өндірістің негізгі әдістерінің бірі болып табыладыфенол(C₆H₅OH). Бұл процесс белгілі бір жағдайларда гидроксилдену арқылы фенол алу үшін шикізат ретінде куменді пайдаланады. Технологиясы жетілген, құны төмен және өнім сапасы жоғары болғандықтан, фенол алудың кумен процесі химия өнеркәсібінде кеңінен қолданылады.
Бұл мақала оқырмандарға осы маңызды химиялық өндіріс технологиясын жан-жақты түсінуге көмектесетін кумен процесі арқылы фенолды өндіру принципі мен қадамдарын егжей-тегжейлі талдайды.
Кумен процесінің реакциялық принципі
Кумен процесі арқылы фенол алудың негізгі реакциясы куменнің гидроксилденуі болып табылады. Негізгі принцип кумен молекуласындағы метил тобын қышқылдық жағдайда гидроксил тобымен алмастырып, фенол түзеді.
Атап айтқанда, кумен (C₆H₅CH(CH₃)₂) концентрлі күкірт қышқылымен (H₂SO₄) қыздыру кезінде әрекеттесіп, p-изопропилфенол (C₆H₅C(OH)H(CH₃)₂) және аз мөлшерде сульфат түзеді. Кейіннен p-изопропилфенол гидролиз реакциясы арқылы фенолға (C₆H₅OH) айналады. Реакциялардың жалпы химиялық теңдеулері келесідей:
C₆H₅CH(CH₃)₂ + H₂SO₄ → C₆H₅C(OH)H(CH₃)₂ + HSO₄⁻
C₆H₅C(OH)H(CH₃)₂ + 3H₂O → 2C₆H₅OH + CH₄
Жоғарыда келтірілген реакциялардан кумен процесінің кілті қышқылдық жағдайдағы гидроксилдену реакциясында және одан кейінгі гидролиз реакциясында екенін көруге болады. Күкірт қышқылы бүкіл процесте катализатор ретінде маңызды рөл атқарады.
Кумен процесінің процесс қадамдары
Кумен процесі арқылы фенол алудың нақты технологиялық ағынын келесі негізгі кезеңдерге бөлуге болады:
1. Шикізатты дайындау және құрастыру
Кумен процесі арқылы фенол алудың бірінші сатысы шикізатты дайындау және құрастыру болып табылады. Кумен, бұл процестің негізгі шикізаты, оның тазалығы 99% -дан астамға жету үшін алдымен айдау арқылы тазартылуы керек. Реакцияда негізгі рөл атқаратын концентрлі күкірт қышқылы (әдетте концентрациясы 98%) катализатор ретінде қолданылады. Реакцияның тиімділігін арттыру үшін күкірт қышқылының дисперсиясын және реакцияның жүруін жақсарту үшін куменге аз мөлшерде су қосылады.
2. Гидроксилдену реакциясы
Гидроксилдену реакциясы сатысында кумен мен концентрлі күкірт қышқылын реакторда араластырып, 100–130°С дейін қыздырады. Қышқылдық жағдайда кумен молекуласындағы метил тобы гидроксилденуден өтіп, р-изопропилфенол мен сульфаттың қосалқы өнімдерін түзеді. Бұл реакция экзотермиялық реакция болып табылады және реакцияның біркелкілігі мен тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін реакция температурасы мен араластыру жылдамдығын бақылау қажет.
3. Гидролиз реакциясы
Гидроксилдену реакциясы аяқталғаннан кейін өнім гидролиз реакциясынан өтуі керек, оның мақсаты p-изопропилфенолды фенолға айналдыру. Бұл кезде реакциялық қоспаға көп мөлшерде су қосылады, осылайша р-изопропилфенол сумен гидролиз реакциясына түсіп, фенол мен метан газын түзеді.
4. Бейтараптандыру және бөлу
Гидролиз реакциясы аяқталғаннан кейін жүйеде күкірт қышқылының және сульфаттың жанама өнімдерінің көп мөлшері бар. Бұл қышқыл заттарды бейтараптандыру үшін бейтараптандыру реакциясы үшін сілтілі заттар (мысалы, натрий гидроксиді немесе кальций гидроксиді) қосылады, еритін сульфаттар мен су пайда болады. Кейіннен фенол стратификациялық бөлу немесе айдау технологиясы арқылы жанама өнімдерден бөлінеді.
5. Тазарту және тазарту
Шикі фенолдағы қоспалар жоғары таза фенол өнімдерін алу үшін дистилляция сияқты тазарту процестері арқылы жойылады. Тазарту процесінде фенолдың сапасы мен тазалығы өнеркәсіптік стандарттарға сай болуы үшін реакция жағдайларын да қатаң бақылау қажет.
Кумен процесінің артықшылықтары мен қолданылуы
Фенол алу үшін кумен процесі келесі маңызды артықшылықтарға ие:
Жеңіл реакция жағдайлары:Дәстүрлі фенол өндіру әдістерімен салыстырғанда, кумен процесі жұмсақ реакция жағдайларына және қауіпсіз өндіру процесіне ие.
Шикізаттың мол көздері:Куменді мұнай өңдеу зауыттарының жанама өнімдерінен алуға болады, нәтижесінде шикізат құны төмен болады.
Өнімнің жоғары тазалығы:Процесті дәл бақылау арқылы фенолдың тазалығы мен сапасы жоғары деңгейге жетуі мүмкін.
Қазіргі уақытта кумен процесі арқылы өндірілген фенол фенолды шайырлар, эпоксидті шайырлар және нейлон сияқты әртүрлі химиялық өнімдерді өндіруде кеңінен қолданылады және нарықтың үздіксіз өсіп келе жатқан сұранысы бар.
Түйіндеме
Фенол алу үшін кумен процесі тиімді және үнемді өндіріс процесі болып табылады, оның негізі куменнің гидроксилденуінен және одан кейінгі гидролиз реакциясынан тұрады. Шикізатты дайындау, гидроксилдеу реакциясы, гидролиз реакциясы, бейтараптандыру өңдеу, тазарту және тазарту сияқты қадамдар арқылы ақырында жоғары таза фенол өнімдерін алуға болады.
Химиялық өнімдерге әлемдік сұраныстың үздіксіз өсуі жағдайында фенолды кумен процесі арқылы өндіру технологиясын оңтайландыру жалғасады, бұл сабақтас салалардың дамуына маңызды қолдау көрсетеді.
Жіберу уақыты: 23 маусым-2025 ж
