Основные закономерности каталитического окисления хлоралканов кислородом воздуха в присутствии катализаторов

Оглавление

Введение        5

1.Аналитический обзор научной литературы        6

2.Свойства исходных веществ и вспомогательных материалов        13

3.Основное оборудование для реализации процесса        14

4.План научного эксперимента        16

4.1Методика проведения кинетического эксперимента.        16

4.2 Выделение смеси высших хлорированных кислот из получившихся оксидатов.        16

4.3 Этерификация хлорированных высших карбоновых кислот метанолом        17

Вывод        18

Список литературы        19

Введение

Хлоралканы отличаются низкой токсичностью (четвертый класс опасности по сравнению со вторым классом опасности диоктилфталата), низкой стоимостью и доступностью сырья для их производства. Увеличение доли хлоралканы приводит к снижению стоимости и уменьшению токсичности изделий из ПВХ.

 В литературе нет сведений об окислении индивидуальных хлорированных длинноцепочных углеводородов, поэтому использование их в качестве моделей (начиная с монохлорированных − 1-хлоргексадекана) поможет определить вклад хлора в процесс окисления.

В связи с этим актуальным является дальнейшее изучение закономерностей окисления индивидуальных высших хлорированных углеводородов.

Целью работы является установление основных закономерностей каталитического окисления хлоралканов кислородом воздуха в присутствии катализаторов.

1.Аналитический обзор научной литературы

Данная работа посвящена изучению процесса каталитического окисления хлоралканов кислородом воздуха в присутствии катализаторов.

Процесс окисление хлоралканов  в литературе  описано очень мало [1, 2], по этому, в данном литературном обзоре рассмотрим всевозможные закономерности протекания реакций и их механизм.

Окисление органических веществ молекулярным кислородом приводит к образованию большого числа промежуточных и конечных продуктов: перекисей, спиртов, карбонильных соединений, кислот, сложных эфиров, а также полифункциональных соединений [3,4].

Первичными продуктами окисления, в соответствии с  перекисной теорией Баха-Энглера, являются перекиси, которые  при дальнейшем развитии процесса окисления превращаются в стабильные продукты. Относительная лёгкость образования перекисей связана с тем, что для её образования  необходимо разорвать лишь одну связь в молекуле кислорода, а для  образования любого другого кислородсодержащего продукта требуется разорвать две связи в молекуле кислорода (118 ккал/моль). [3] Состав продуктов распада гидроперекисей при этом определяется соотношением между энергиями разрыва различных связей в молекуле гидроперекиси, т.е. ее строением.

Парафиновые и нафтеновые углеводороды более устойчивы по своей природе, чем непредельные и ароматические углеводороды, поэтому   требуют для окисления более высоких температур.  Это приводит  к тому, что с самого начала процесса в окисленном углеводороде наряду с гидроперекисями  могут быть обнаружены и другие продукты окисления, поскольку повышение температуры значительно увеличивает скорости последующих превращений гидроперекисей.

Специально вопрос о роли гидроперекисей при окислении парафинов изучался на примере окисления н-декана путем сопоставления скорости накопления устойчивых продуктов реакции со скоростью распада гидроперекисей в среде окисленного н-декана [3]. Результаты проведенных опытов свидетельствуют о том, что в случае окисления предельных углеводородов гидроперекиси также единственные первичные промежуточные продукты.[4]

В исследовании [5] был составлен детальный механизм реакции окисления н-гептана при высоких и низких температурах на основе широко подтверждённых механизмов. Химическая модель, представленная в работе [5] основывается на механизме, который разработали Ворнатз, Вонг и Френклах, а также Курран и Вэстбрук. Такая компиляция мотивирована целью учёных оценить и объединить кинетику окисления высших алканов при низких и высоких температурах, а так же является важным ориентиром для изучения механизмов высших углеводородов (н-додекан, н-тетрадекан). Базой для окисления С1-С4 является механизм Хоермана, который операется на работы Ворнатза, Вонга и Френклаха. Учёные внесли некоторые изменения в этот механизм с целью прогнозирования  новых механизмов и привидение  представленных механизмов при средней и низкой температуре процесса окисления к общей схеме.