Органикалық өнімдер өндірісі

         Дәріс-10. Органикалық өнімдер өндірісі.

Метанол мен этанол синтезінің физика-химиялық негіздері.

Қазіргі кезде 6-7 млн органикалық заттар белгілі. Органикалық қосылыстар үнемі синтезделуде, сондықтан  бұл  сан  үздіксіз  арту- да. Осыдан органикалық синтездеу үрдісін химиялық-технологиялық тұрғыдан жіктелудің қиындығын көруге болады. Органикалық синтез үрдісін əртүрлі белгіге қарап жіктеуге болады, көбінесе, қолданылатын шикізатқа байланысты жіктеледі.

Негізгі органикалық синтездің шикізаты ретінде парафиндер, оле- финдер, диолефиндер, ацетиленді жəне ароматты көмірсутектер, со- нымен қатар көміртек оксидімен сутегі (синтез газ) қолданылады. Көмірсутектердің, көміртек оксиді мен сутектің көзі мұнай, көмір жəне табиғи газдар болып табылады.

Оргаикалық синтез химияның типтік гидрлеу жəне дегидрлеу, ги- дратациялау жəне дегидратациялау, хлорлау гидрохлорлау жəне деги- дрохлорлау, тотықтыру, сульфидтеу, нитрлеу, конденсациялау, полимер- леу жəне т.б. реакцияларына негізделген.

Органикалық синтез өнімдері – бастапқы шикізат, жартылай өнім,

мақсатты өнім деп ажыратылады. Бастапқы шикізат пен дайын өнімнің байланысын сызбанұсқа түрінде: Бастапқы шикізат → 1-жартылай өнім → 2-жартылай өнім → дайын өнім деп көрсетуге болады:

Мысалы, мұнайхимия жəне коксобензолдық өнеркəсіптің өнімдері

- бензол, май, шайыр, каучук, күкірт жəне т.б. қосылыстардың өте жақсы еріткіші болып табылады. Сонымен қатар бензол, нитробензол, анилин, хлорбензол, фенол, этилбензол, стирол, малейн ангидридін, моносульфоқышқылды жəне т.б. химиялық өнімдерді өндірудің бастапқы шикізаты жəне бояу, синтетикалық каучук, лак, фармоцевтік жəне дезинфекциялық препараттар, қопарылғыш заттар жəне т.б. дайындауға қолданылатын жартылай өнім болып саналады.

Органикалыық синтез үрдістері көбінесе, кинетикалық аймақта жүретін болғандықтан олардың жалпы жылдамдығы химиялық реакцияның жылдамдығымен анықталады жəне теңдеуімен есептеледі:

ν    dC        k△C[pic 1]

dτ

Мұндағы: Δ C – үрдістің қозғаушы күші. Ол реакциялаушы заттардың концентрацияларының көбейтіндісіне тең. k – жылдамдық тұрақтысы, Аррениус теңдеуіне бағынады.

Органикалық синтез үрдісінде бір ғана реакция жүрмей бірнеше параллельді жəне тізбекті реакциялар жүреді. Соның нəтижесінде мақсатты өнімнен басқа қосымша заттар жəне өндіріс қалдықтары бөлінеді. Реакция санына сəйкес үрдістің жылдамдық константасы бірнеше реакциялар тұрақтыларының күрделі функциясына айналады.

К= f (K1, K2  , K3 ..  , K n)

Сонымен бірге бұл функциялы байланыс температура, қысым, реак- цияласушы заттардың концентрациясы жəне басқа  да  параметрлер- ге тəуелді үлкен өзгерістерге ұшырайды. Органикалық синтезде тек қана негізгі реакцияны жылдамдататын таңдамалы катализаторлар қолданылады.

                    Көміртек (II) оксидіне негізделген синтездер   Метил спиртін синтездеу

Метил спирті – көптеген өнімдерді алуға қолданылатын өте қажетті қосылыс.

Метил спирті таза күйінде еріткіш ретінде жəне мотор отынына қоспа ретінде қолданылады. Молекулалық массасы – 32. Қайнау темпе- ратурасы – 65,50С, тығыздығы – р =793 кг/м3. Метанол буының ауамен қоспасының жарылу шегі – 5,5-36,5 %.

1933 жылға дейін метил спиртін ағашты құрғақ айдау əдісімен өндірген. Сол себептен метанол-ағаш спирті деп аталады. Əрбір кубо- метр ағаштан 3-6 кг метанол өндірген.

Қазіргі кезде метил спиртін синтез газдан (СО+Н2) өндіреді. Метил спиртін синтездеудің физикалық-химиялық негізі жəне  технология- сы аммиакты синтездеу əдісіне ұқсас. Синтез газ азот-сутек қоспасы сияқты генератор газдарын немесе табиғи газдарды конверсиялау əдістерімен өндіріледі.

Метил спиртін синтездеу үрдісі жоғары қысымда жəне үлкен темпе- ратурада катализатор қатысуымен жүреді. Метил спиртінің шығымы, аммиак шығымы сияқты аз болғандықтан технологиялық үрдіс тұйық сызбанұсқамен жүреді, реагенттер толық аяғына дейін əрекеттеспейді. Аммиак жəне метил спиртін синтездеу əдісінің технологиясы бірдей болғандықтан, аппаратура құрылысы жəне технологиясы екеуін де син-