Изобутилен открыт и идентифицирован в 1825 г. Фарадоем [1], получившим его в числе продуктов сухой перегонки животных жиров. С тех пор изобутилен стал объектом многочисленных исследований. Вюрц [2] в 1857 г. приготовил изобутилен разложением сивушных масел, а Бутлеров [3] в 1868 г. получил его дегидратацией третичного бутилового спирта разбавленной серной кислотой. Важнейший промышленный метод получения изобутилена крекированием фракций нефти основан на крекинге лигрошювой фракции (т. кип. 60—90°), проведенном впервые Прунье [4] в 1875 г. Перспективы применения изобутилена в производстве синтетического каучука и возможность получения высокооктановых бензинов методом алкилирования олефинов, подобных изобу-тилену, привлекли внимание работников промышленности. Было найдено, что для промышленного получения изобутилена наиболее пригодны бутан-бутиленовые фракции, считавшиеся отбросными продуктами крекинг-газов. К 1944 г. для снабжения США изобу-тиленом, из которого получалось приблизительно 132 000 т бутил-каучука, использовались почти исключительно фракции нефти [5]. Изобутилен в небольших количествах получается в числе других газообразных продуктов при нагревании циклогексана в кварцевых трубках при 650° [6]; он может быть также получен из неопентана. Согласно Раису [7], реакция образования метана и изобутилена должна быть единственной цепной реакцией, возможной при разложении неопентана. В качестве другого источника изобутилена был предложен [8] хлористый изобутил. При пропускании его над глиноземом получается изобутилен с выходом 95% *.[6, С.90]
Процессы получения изобутилена можно разделить на две группы: специа-[4, С.17]
Изобутан для получения изобутилена марки А должен иметь следующий массовый состав, %:[5, С.78]
Важным способом получения изобутилена в промышленности является де-[4, С.22]
Основным источником получения изобутилена являются газы нефтедобычи и нефтепереработки, содержащие изобутан и изобутилен. Изобутилен может быть получен дегидрированием изобутана.[2, С.70]
Главными источниками получения изобутилена являются бута-новая, бутиленовая, изобутановая и изобутиленовая фракции, получающиеся в качестве побочных продуктов перегонки нефти. Так как производственные методы получения изобутилена защищены большим числом патентов, то мы ограничимся только общим описанием этих методов. Пиролиз изобутана при 500—600° дает изобутилен в смеси с водородом, метаном, этаном и пропиленом [11, 12]. Удалось добиться регулирования разложения таким образом, что получаются только изобутилен и водород [13]. Процесс проводили при 350, 400 и 450° при атмосферном давлении с гелем окиси хрома в качестве катализатора. Изобутилен получается из м-бутиленов изомеризацией. Бутилены пропускают над бокситом при 370—650° в течение 0,2—2,0 сек. при давлении, не превышающем 7 атм [14, 15]. При этих условиях полимеризация протекает очень слабо (меньше 5% при 370°), но даже эта небольшая полимеризация может быть устранена проведением реакции в присутствии водяного пара с применением катализатора, устойчивого к действию воды, а именно боксита, пропитанного гидратом окиси бария (2% от веса боксита).[6, С.91]
Процессы получения изобутилена можно разделить на две группы: специализированные процессы с максимальным выходом изобутилена или фракции углеводородов С4 и процессы, в которых они являются побочными продуктами.[7, С.17]
Важным способом получения изобутилена в промышленности является дегидрирование бутановой фракции (оксид хрома на оксиде алюминия, 770-775 К) с последующей изомеризацией в изобутилен (Н3РО4 на силикагеле, кремнеземе или шамоте; А12О3 и другие, 575-815 К) и изомеризация бутановой фракции (А1С13, А1Вг3, BF3 • HF • НС1 и т.п.) с последующим дегидрированием изобутана на хромалюминийоксидных катализаторах по непрерывной схеме (810-875 К, 980 кПа) [2, 46, 47]. Выход изобутилена при 50% конверсии достигает 42% при селективности 82% (в пересчете на изобутан).[7, С.22]
Некондиционные олигомерные продукты можно использовать непосредственно, например в качестве смазывающих веществ (в буксах колесных пар железнодорожных вагонов), герметизирующих составов (в строительстве) и т.д. Но в общем случае технологические отходы олигомеров изобутилена должны перерабатываться простым и экономичным методом. Одним из основных способов переработки отходов является пиролиз (деполимеризация) полимерных продуктов с целью получения изобутилена [56-58]. Невысокая теплота полимеризации изобутилена (72 кДж/моль) служит термодинамическим обоснованием целесообразности осуществления таких процессов. Менее экономичны, хотя и достаточно распространены, способы газификации и сжигания. Вторичная переработка ПИБ, как и многих других полимеров, сжиганием (газификацией) проводится с целью рекуперации энергетических затрат [57, 58]. Для сжигания используют самые различные аппараты, принцип работы которых основан на распылении сжигаемого полимера в топливных камерах в присутствии окисляющего агента (кислорода). Получающуюся тепловую энергию используют для выработки пара, отопления жилых и производственных зданий, теплиц, парников и др. Заслуживают внимания методы термического разрушения высокомолекулярных ПИБ до низкомолекулярных продуктов типа олитомеров, масел и тому подобных, полностью исключающих образование газообразных веществ. Контролированием температуры крекинга в реакторе по отдельным зонам достигается практически 100%-ная конверсия сырья - от отходов до конечных продуктов любой молекулярной массы и состава. Одним из способов разрушения отходов ПИБ является фотолиз полимерных продуктов до смеси низкомолекулярных продуктов изобутилена, диизобутилена и насыщенных углеводородов [59].[7, С.349]
Для промышленного получения изобутилена в небольших масштабах применяется каталитическая дегидратация изобутилового и трег-бутилового спиртов [72], обеспечивающая высокую чистоту мономера. Этот метод реализуется как вторая стадия извлечения изобутилена из фракции С4 каталитической гидратацией (см. выше).[7, С.29]
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!! Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.