Особенности технологии основного органического синтеза

Основы Технологии производств органических веществ

Производство органических веществ зародилось очень давно, но первоначально базировалось на переработке растительного и животного сырья, состоявшей в выделении ценных веществ (сахар, масло) или их расщеплении (мыло, спирт)

Органический синтез, т.е. получение более сложных веществ из сравнительно простых, зародился в середине 19 века на основе побочных продуктов коксования каменного угля, содержавших ароматические соединения. Затем, уже в 20 веке основными источниками органического сырья стали нефть и газ. На этих трех видах ископаемого сырья главным образом и базируется промышленность орг.синтеза.

В процессах их физического разделения, термического и каталитического расщепления (коксование, крекинг, пиролиз, реформинг, перегонка и ректификация и др.) получают пять главных групп исходных веществ, используемых для синтеза многих тысяч других соединений:

1)-ароматические углеводороды (бензол, толуол, нафталин)

2)оксид углерода и синтез-газ (смесь СО и Н₂)

3)ацетилен

4)парафиновые углеводороды (от СН₄ до С₁₅-С₂₀)

5)олефины (этилен, пропилен, бутадиен)

Термин «основной» орг.синтез охватывает производство многотонажных продуктов, служащих основой для всей остальной орг.технологии.

Продукты этой отрасли промышленности отличаются большим многообразием строения, свойств и областей применения. По назначению все они подразделяются на две группы;

-промежуточные продукты для синтеза других веществ.

-продукты целевого применения в различных областях народного хозяйства (обычно различают 4 позиции)

2.Место и роль промышленности органического синтеза -

Он является основой для получения следующих групп соединений:

1)Промежуточные продукты почти не имеют применения в народном хозяйстве, их производят, чтобы на их основе синтезировать другие ценные соединения (1,2 –дихлорэтан для хлорвинила),

2)Синтетические ПАВ и моющие средства (мыла)

3)Синтетическое топливо, смазочные масла и добавки к ним

4)Растворители и экстрагенты (бензин, бензол и этанол, СС1₄)

5) Мономеры и исходные вещества для полимерных материалов (олефины, диены, стирол, дикарбоновые кислоты –лавсан) и

Пластификаторы и др. вещества для полимерных материалов (сложные эфиры, трикрезилфосфат)

К настоящему времени в мире синтезировано огромное количество органических соединений, отнесённых к продуктам основного органического синтеза и обладающих ценными химическими и физико-химическими свойствами. Многие из них являются целевыми продуктами, а другие полупродуктами при производстве: красителей, взрывчатых веществ и пороха, лекарственных средств, пестицидов и химических средств защиты растений, лаков, химических волокон, резины и каучука.

Технология – наука, изучающая способы и процессы переработки сырья в продукты потребления и средства производства.

Химическая технология за счёт реакций приводит к качественным преобразованиям исходных веществ.

Технологии основного органического синтеза присущи все преимущества химической технологии, к числу которых можно отнести:

- использование внутренней активности исходных продуктов;

-возможность получения продуктов требуемого состава за счёт изменения молекулярной структуры исходных веществ;

-объективная возможность более полного использования отходов производства;

-получение энергетически выгодных продуктов из природного сырья и др.

Технологии основного органического синтеза обладают рядом особенностей. К их числу можно отнести:

-многотоннажность, кооперирование и комбинирование

-непрерывность, быстрое обновление производства

-многовариантность, высокую производительность труда,

-многоматериальность,

капитало- и энергоёмкость, высокую степень автоматизации, многообразие аппаратурного оформления и др.

Многотонажность производства основного органического синтеза обеспечивает сырьём практически все другие отрасли народного хозяйства, поэтому они отличаются не только большим ассортиментом, но и крупномасштабностью (многотоннажные производства).

Так, например, мировое производство составляет (в млн. т/год): метанола – 25, стирола – более 8, фенола – более 3, этанола – более 2, винилацетата – 2,7. Только в США выпуск 1,2 – дихлорэтана составляет около 6,5 млн. т/год, винилхлорида – свыше 3 млн. т/год.

В свою очередь, следствием многотоннажности является, во-первых, применение в технологии аппаратов большой единичной мощности и, во вторых, непрерывность производства.

Так, например, единичная мощность агрегатов синтеза метанола составляет 300 тыс. т/год, этанола – 140, изопропанола – 100, фенола – 150 тыс. т/год.

Непрерывная технология позволяет достигать не только большую производительность, но и более высокое качество продукции.

Многовариантность получения одного и того же продукта характерна для этой отрасли. Это обусловлено, тем, что один и тот же продукт может быть получен из различных видов сырья.

Например,

· винилацетат и винилхлорид, являющиеся одним из важнейших мономеров, могут быть получены из ацетилена или этилена;

· фенол, используемый для получения капролактама может быть получен из продуктов переработки угля, нефти, сланцев, древесины.

В то же время один вид сырья может быть использован для получения различных продуктов; (из этилена можно получить уксусную кислоту, уксусный ангидрид, этиловый спирт, винилацетат и др). Это приводит к расширению сырьевой базы отрасли.

Многомаршрутност ь прохождения промежуточных продуктов обусловлена многочисленностью и многообразием процессов и аппаратов, применяемых в ХТ. Так, например если рассматривать процесс производства винилацетата из ацетилена и уксусной кислоты, можно предложить более 30 вариантов технологических схем.

Кооперирование и комбинирование различных процессов, установок и производств, взаимосвязанных одной технологией позволяет более полно использовать сырье, утилизировать отходы производства (при переработке фракций нефти этилен ацетальдегид, уксусная кислота, поливинилбутираль, и другие продукты на основе винилацетата). Строительство комбинатов- позволяет снижать себестоимости продукции за счет сокращения вспомогательных служб и издержек производства.

Высокая степень автоматизации важная особенность производств орг.синтеза. Применение компьютеров - позволяет точно соблюдать технологические параметры, т.е. повышать качество продукции.

Совмещенные процессы получили значительное распространение в орг.синтезе. Имеет место совмещение как нескольких реакционных процессов, (одна реакция экзотермическая, а другая эндотермическая – окислительное дегидрирование углеводородов) так и совмещение реакционных процессов с массообменными (реакционно-ректификационные, реакционно-экстракционные).

Таким образом, основной органический синтез занимает одно из главных и основополагающих мест в системе химической промышленности.

Дата добавления: 2014-01-06