Kümen jarayoni - Cumene process

The kumen jarayoni (kumen-fenol jarayoni, Hock jarayoni) an sanoat jarayoni sintez qilish uchun fenol va aseton dan benzol va propilen. Bu atama kelib chiqadi kumen (izopropil benzol), jarayon davomida oraliq material. U 1942 yilda (SSSR) R. Edris va P. Sergeyevlar tomonidan ixtiro qilingan.[1]va mustaqil ravishda 1944 yilda Geynrix Xok tomonidan[2][3]

Ushbu jarayon ikki nisbatan arzon boshlang'ich materialni o'zgartiradi, benzol va propilen, yana ikkita qimmatbahoga, fenol va aseton. Kerakli boshqa reaktiv moddalar kislorod havodan va oz miqdordagi a radikal tashabbuskor. Fenol ishlab chiqarishning butun dunyo bo'ylab va aseton endi ushbu usulga asoslangan. 2003 yilda kumen jarayoni natijasida qariyb 7 million tonna fenol ishlab chiqarildi.[4] Ushbu jarayon tejamkor bo'lishi uchun unga talab ham bo'lishi kerak aseton yon mahsulot, shuningdek fenol.[5]

Kumen jarayoniga umumiy nuqtai

Jarayonning bosqichlari

Kümen gaz fazasida hosil bo'ladi Fridel - hunarmandchilik alkilatsiyasi propilen bilan benzol. Benzol va propilen birgalikda 30 bosimgacha siqiladi standart atmosfera a mavjudligida 250 ° C da katalitik Lyuis kislotasi. Fosforik kislota ko'pincha afzal ko'riladi alyuminiy galogenidlar. Kümen havoda oksidlanadi, bu uchinchi darajani yo'q qiladi benzil kumendan vodorod va shu sababli kumen hosil qiladi radikal:

Kümen-radikal-shakllanish-2D-skelet V2.svg

Keyin kumen radikalidir obligatsiyalar kumen berish uchun kislorod molekulasi bilan peroksid radikal, bu esa o'z navbatida shakllanadi kumen gidroperoksidi (C6H5C (CH3)2O2H) boshqa kumen molekulasidan benzil vodorodni ajratib olish yo'li bilan. Ushbu oxirgi kumen kumen radikaliga aylanadi va yana kumen gidroperoksidlarining zanjir shakllanishiga qaytadi. Bosim 5 atm beqaror peroksidni suyuq holatda saqlashini ta'minlash uchun ishlatiladi.

Kümen-peroksid-radikal-shakllanish-2D-skeletal.svg
Kümen-gidroperoksid hosil bo'lishi-2D-skeletal.svg

Kümen gidroperoksidi keyin gidrolizlangan ichida kislotali o'rta (the Hockni qayta tashkil etish) bermoq fenol va aseton. Birinchi bosqichda terminal gidroperoksi kislorod atomi protonlanadi. Buning ortidan fenil guruhi benzil ugleroddan qo'shni kislorodga o'tishi va suv molekulasi yo'qolishi natijasida rezonans stabillashgan uchinchi daraja karbokatsiya. Ushbu qadamning kelishilgan mexanizmi-ning mexanizmlariga o'xshaydi Baeyer-Villiger oksidlanishi[6] va shuningdek oksidlanish bosqichi gidroboratsiya-oksidlanish.[7]2009 yilda kislotalandi bentonit loy kislotali muhit sifatida oltingugurt kislotasidan ancha tejamkor katalizator ekanligi isbotlangan.

Kümen-jarayon-fenil-migratsiya-2D-skelet V2.svg

Quyida ko'rsatilganidek, natijada karbokatsiya Keyin suv hujumga uchraydi, keyinchalik proton gidroksi kisloroddan efir kislorodiga o'tadi va nihoyat ion fenol va asetonga ajraladi.

Cumene-process-final-steps-2D-skeletal.svg

Asetonni birgalikda ishlab chiqarishga alternativalar

Sikloheksilbenzol izopropilbenzol o'rnini bosishi mumkin. Xokni qayta tuzish orqali sikloheksilbenzol gidroperoksid ajralib chiqib, fenol va beradi sikloheksanon. Sikloheksanon ba'zilar uchun muhim kashshofdir neylonlar.[8]

Benzolni aralashmasi bilan alkillashdan boshlang 1 va 2-butenlar, kumen jarayonida fenol va hosil bo'ladi butanonlar.[5]

Fenol ishlab chiqarishning alternativalari

  • Gidroxinon berish uchun benzolni propen bilan dialkillash yo'li bilan tayyorlanadi 1,4-diizopropilbenzol. Ushbu birikma havo bilan reaksiyaga kirishib, bis (gidroperoksid) beradi. Ning xatti-harakatlariga o'xshash kumen gidroperoksidi, u berish uchun kislotani qayta tashkil qiladi aseton va gidrokinon. Gidroxinon oksidlanganda 1,4-benzoxinon hosil bo'ladi:[9]
C6H4(CHMe2)2 + 2,5 O2 → C6H4O2 + 2 OCMe2 + H2O
  • Resortsinol shunga o'xshash tarzda konvertatsiya qilish yo'li bilan tayyorlanadi 1,3-diizopropilbenzol rezorsinol va asetonga bo'linadigan bis (gidroperoksid) ichiga kiradi.[10]
  • 2-naftol shuningdek, kumen jarayoniga o'xshash usul bilan ishlab chiqarilishi mumkin.[11]
  • 3-xlorofenol fenolni xlorlash natijasida paydo bo'lmaydigan xlorobenzolni propilen bilan alkillashidan boshlanadigan Cumene jarayoni natijasida hosil bo'lishi mumkin.[12]

Asetonni qayta ishlash

Xom aseton suyuqlik fazasida vodorodlanadi Raney nikeli yoki berish uchun mis va xrom oksidi aralashmasi izopropil spirt. Ushbu jarayon ortiqcha aseton ishlab chiqarish bilan birlashganda foydalidir.[13][1]

Mitsui & Co. ga qo'shimcha qadam (lar) ni ishlab chiqdi gidrogenlash aseton mahsuloti va suvsizlantirish The izopropanol boshlang'ich reaktiv sifatida qayta ishlanadigan propengacha bo'lgan mahsulot.[5]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ http://izgudrojumi.lza.lv/izg_en.php?id=54
  2. ^ Xok, H. va Lang, S. (1944), Avtoksidatsiya fon Kohlenwasserstoffen, IX. Mitteil. Über Peroksid von Benzol-Derivaten. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A va B seriyalari), 77: 257-264 doi:10.1002 / cber.19440770321
  3. ^ Qisqacha ensiklopediya kimyo (1993) Meri Eagleso
  4. ^ Manfred Weber, Markus Weber, Maykl Kleine-Boymann "Fenol" Ullmannning Sanoat Kimyosi Entsiklopediyasida 2004, Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a19_299.pub2.
  5. ^ a b v "Fenolga to'g'ridan-to'g'ri marshrutlar". Arxivlandi asl nusxasi 2007-04-09. Olingan 2006-12-26.
  6. ^ Stritvayzer, A; Heathcock, C.H. (1992). "30". Organik kimyoga kirish. Kosower, EM (4-nashr). Nyu-York: MakMillan. pp.1018. ISBN  0-02-418170-6.
  7. ^ K.P.C., Vollhardt; N.E. Shor (2003). "22". Organik kimyo: tuzilishi va vazifasi (4-nashr). Nyu-York: Freeman. p. 988. ISBN  0-7167-4374-4.
  8. ^ Plotkin, Jeffri S. (2016-03-21). "Fenol ishlab chiqarishda qanday yangiliklar bor?". Amerika kimyo jamiyati. Arxivlandi asl nusxasi 2019-10-27 kunlari. Olingan 2018-01-02.
  9. ^ Gerxard Franz, Rojer A. Sheldon "Oksidlanish" Ullmannning Sanoat kimyosi ensiklopediyasi, Wiley-VCH, Weinheim, 2000 yil doi:10.1002 / 14356007.a18_261
  10. ^ K. V. Schmiedel, D. Decker (2012). "Resortsinol". Ullmannning Sanoat kimyosi ensiklopediyasi. Vaynxaym: Vili-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a23_111.pub2.CS1 maint: mualliflar parametridan foydalanadi (havola)
  11. ^ Jerald But "Naftalanning hosilalari" Ullmanning Sanoat kimyosi entsiklopediyasida, 2005, Vili-VCH, Vaynxaym. doi:10.1002 / 14356007.a17_009.
  12. ^ François Myuller, Liliane Caillard (2011). "Xlorofenollar". Ullmannning Sanoat kimyosi ensiklopediyasi. Vaynxaym: Vili-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a07_001.pub2.CS1 maint: mualliflar parametridan foydalanadi (havola)
  13. ^ Papa, A. J. "Propanollar". Ullmannning Sanoat kimyosi ensiklopediyasi. Vaynxaym: Vili-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a22_173.

Tashqi havolalar