Введение к работе
Актуальность работы. Эпихлоргидрин (ЭХГ) является важным продуктом основного органического синтеза. Обладая высокой реакционной способностью, обусловленной наличием в молекуле подвижного атома хлора и эпоксидной группы, эпихлоргидрин находит широкое применение. Он легко вступает во взаимодействие с соединениями различных классов, что позволяет получать на его основе ряд продуктов, используемых во многих отраслях промышленности (эпоксидные смолы, лаки, клеи, синтетические волокна, ионообменные смолы, каучуки и др.).
Традиционный «хлоргидринный» метод получения эпихлоргидрина, широко применяемый в промышленности, имеет ряд существенных недостатков, к числу которых можно отнести невысокий коэффициент использования хлора, образование значительных количеств загрязненных сточных вод (40-60 м /т продукта), очистка которых трудоемка и требует больших затрат. Жесткие требования экологического и экономического характера диктуют настоятельную необходимость создания новых технологий получения эпихлоргидрина, которые могли бы заменить устаревшие процессы.
Одним из перспективных направлений решения этой проблемы является разработка технологии синтеза эпихлоргидрина, основанной на жидкофазном эпоксидиро-вании аллилхлорида (АХ) водным раствором пероксида водорода (ПВ) в присутствии гетерогенного катализатора. Применение данного способа позволяет устранить недостатки присущие традиционному методу и в значительной степени повысить эко-логичность процесса получения эпихлоргидрина. Учитывая постоянно возрастающий спрос на эпихлоргидрин и продукты на его основе, разработка новой технологии его производства является актуальной и своевременной задачей.
Цель работы заключается в разработке теоретических основ технологии промышленного способа получения эпихлоргидрина эпоксидированием аллилхлорида пероксидом водорода в присутствии гетерогенного катализатора. Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:
разработка эффективного гетерогенного катализатора жидкофазного эпоксиди-рования аллилхлорида водным раствором пероксида водорода;
изучение влияния технологических параметров на процесс получения эпихлоргидрина и выбор условий осуществления стадии эпоксидирования;
определение кинетических закономерностей эпоксидирования аллилхлорида пероксидом водорода;
исследование фазовых равновесий жидкость-пар в системах продуктов синтеза эпихлоргидрина и разработка эффективной схемы разделения реакционной массы с получением эпихлоргидрина требуемой чистоты;
разработка принципиальной технологической схемы процесса получения эпихлоргидрина.
Научная новизна. Впервые разработан гранулированный катализатор жидко-фазного эпоксидирования аллилхлорида водным раствором пероксида водорода, оптимизирован его состав и способ получения.
Установлены количественные закономерности процесса эпоксидирования аллилхлорида и найдены оптимальные условия получения эпихлоргидрина.
Впервые изучена кинетика эпоксидирования и разработана адекватная математическая модель взаимодействия аллилхлорида с водным раствором пероксида водорода в присутствии гранулированного катализатора.
Проведено комплексное изучение фазовых равновесий в системах, образованных компонентами реакционной смеси, и для ряда систем получены неизвестные ранее данные, необходимые для математического моделирования фазовых равновесий жидкость-пар в многокомпонентных смесях.
Практическая значимость. Предложен эффективный гранулированный катализатор процесса эпоксидирования аллилхлорида на основе титане о держащего цеолита для работы в стационарном слое. Разработаны научные основы технологии гетеро-генно-каталитического синтеза эпихлоргидрина эпоксидированием аллилхлорида водным раствором пероксида водорода, включая стадию разделения продуктов реакции. Предложена принципиальная технологическая схема синтеза и выделения эпихлоргидрина. Выданы исходные данные на проектирование опытно-промышленной установки получения эпихлоргидрина мощностью 5 тонн в год.
Апробация работы. Основные материалы, представленные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на конференциях: «Наукоемкие химические технологии» (Волгоград, 2008 г., Суздаль, 2010 г.), «Математические методы в технике и технологиях» (Псков, 2009 г., Саратов, 2011 г.), «VIII international conference mechanisms of catalytic reactions» (Novosibirsk, 2009 г), «Основные тенденции развития химии в начале ХХ1-го века» (Санкт Петербург, 2009 г.), «Будущее технической науки» (Нижний Новгород, 2009, 2011 г.), «14-ая Нижегородская сессия молодых ученых. Естественнонаучные дисциплины» (Нижний Новгород, 2009 г.), Международный конгресс молодых ученых по химии и химической технологии (Москва, 2010, 2011 г.), Российский конгресс по катализу «Роскатализ» (Новосибирск, 2011 г.), XIX Менделеевский съезд по общей и прикладной химии (Волгоград, 2011 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 13 тезисов докладов научно-технических конференций. Получен 1 патент РФ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, списка литературы и приложений. Работа представлена на 172 страницах машинописного текста, содержит 63 рисунка и 20 таблиц. Библиография включает 192 наименования.
![СИНТЕЗ (4-ФТОРБЕНЗИЛ)[R-(1H-ТЕТРАЗОЛ-1-ИЛ)ФЕНИЛ]АМИНОВ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ](/i/i/5406/570610.png "СИНТЕЗ (4-ФТОРБЕНЗИЛ)[R-(1H-ТЕТРАЗОЛ-1-ИЛ)ФЕНИЛ]АМИНОВ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ Павлов Антон Викторович")
