Синтез глицерина

Содержание

Введение

1.Схема методов синтеза глицерина

2. Получение глицерина через хлористый аллил и эпихлоргидрин

3. Производство глицерина окислением аллилового спирта

Литература

Введение

Тема реферата «Синтез глицерина» по дисциплине «Органический синтез».

Глицерин (пропантриол (1, 2, 3) СН2ОН — СНОН — СН2ОН является простейшим трехатомным спиртом. При обычн

ых условиях глицерин— сиропообразная бесцветная жидкость сладкого вкуса, застывающая при температуре ниже 0° в стекловидное тело: температура кипения 290° С(с частичным разложением), удельный вес 1,26 (при 15°С). Глицерин хорошо растворяет многие органические вещества, сам растворяется в органических растворителях и воде, с которой образует растворы, замерзающие при низких температурах (до — 46,5°С) и применяющиеся как антифризы.

Глицерин употребляется дли изготовления взрывчатых веществ, глифталевых и других смол, как средство против высыхания веществ в текстильной и полиграфической промышленности, для изготовления фармацевтических, косметических препаратов, ликеров и пр:

Методы получения глицерина из животных и растительных жиров путем омыления их водой (и присутствии катализаторов) с одновременным полученном высших жирных кислот и получение глицерина в качестве побочного продукта мыловарения теряют свое значение в связи с развитием производства синтетических моющих средств.

Большая потребность в глицерине послужила толчком к развитию синтетических методов его получения.

1. Схема методов синтеза глицерина

Практическое значение имеют технологически разработанные синтетические методы:

1) получение глицерина через хлораллил и эпихлоргидрин;

2) получение глицерина прямым окислением пропилена в акролеин, с последующим гидрированием его в аллиловый спирт и окислением в глицерин.

Как видно из прилагаемой схемы синтезов, первый метод требует затраты хлора, элемента, не входящего в состав глицерипа, и едкого натра для последующего процесса омыления продуктов хлорирования. Из образующейся при этом поваренной соли извлечение хлора связано с значительными затратами энергии на электролиз.

Второй метод является бесхлорным, но требует затрат кислорода, водорода и перекиси водорода. Технологическое оформление обоих методов не является сложным. Вопросы коррозии имеют более важное значение в первом методе. Возможно варьирование методов производства. Экономических показателей различных методов производства глицерина в литературе почти не приводится.

Схема 1. Схема методов синтеза глицерина

2. Получение глицерина через хлористый аллил и эпихлоргидрин

Процесс получения глицерина по описываемой схеме слагается из 3-х последовательных стадий:

1) высокотемпературное хлорирование пропилена;

2) гипохлорпрование хлористого аллила, полученного на первой стадии;

3) омыление эпихлоргидрина, полученного на второй стадии процесса.

Сырьем для производства глицерина по описываемой схеме (схема 2) служат сжиженный пропилен с содержанием не менее 98% С3Н6 и жидкий хлор, обеспечивающий содержание С12 в хлоргазе не менее 99% по объему.

Жидкий пропилен из емкости 2 смешивается в смесителе 3 с рецир кулирующим пропиленом и через брызгоуловитель 4 поступает в подогреватель 5, где нагревается топочными газами до 340—370°С. Хлор-газ, полученный испарением жидкого хлора, из буфера 1 поступает вместе с нагретым пропиленом в реактор 6 через смеситель, смонтированный над реактором.

В реакторе протекает основная реакция получения хлористого аллила

СН2=СН – СН3+С12 →СН2 = СН-СН2С1+НС1

и побочные реакции:

образования 1,3 — дихлорпропилена

СН2 = СН - СН3 + 2С12 → СНС1= СН - СН2С1,

2 — хлориропилена

СН2 = СН – СН3 + С12 - СН2 = ССl – СН3 + НСl

в реакции образования 1—хлорпропилена; 3,3—дихлорпропилена, полихлорпдов, смолы и кокса. Наличие в системе нескольких реакторов позволяет периодически очищать их без нарушения непрерывности работы всей установки.

Быстрое охлаждение реакционных газов в холодильнике 31 увеличивает выход хлористого аллила, подавляя побочные реакции, и способствует выделению смолы и кокса. В ректификационной колонне 7, орошаемой охлажденным до 25°С жидким пропиленом, отделяют пропилен и хлористый водород, которые поступают в абсорбер 8, орошаемый водой. Образующаяся при этом соляная кислота стекает в сборник 33 и выводится из системы. Окончательное улавливание хлористого водорода производится в скруббере 9 циркулирующим раствором едкого натра. Пропилен, выходящий сверху скруббера 9, нагнетается компрессором 38 в смеситель 3, пройдя предварительно холодильник 30. Продукты хлорирования пропилена, вытекающие из ректификационной колонны 7, подаются центробежным насосом в колонну для отгонки низкокипящих функций 12, которые через дефлегматор-холодильник 10 и фазоразделитель 11 выводятся из системы. В ректификационной колонне 13 происходит отделение хлористого аллила от дихлорпропана и полихлоридов, затем они выводятся снизу колонны. Хлористый аллил, пройдя дефлегматор 14 и холодильник 15, собирается в сборнике 19.

Для проведения процесса гипохлорирования хлористый аллил спускается в реактор 26, в который подается раствор хлорноватистой кислоты, приготовленной взаимодействием хлора и воды в хлораторе 16.

Основной реакцией, протекающей в реакторе 26, является получение 1,3 — дихлоргидрина по уравнению

СН2 = СН - СН2Сl + НОСl → СН2С1 — СНОН—СН2С1,

происходит также образование 2,3—дихлоргидрина

СН2 = СН — СН2С1 + НОС1 → СН2ОН - СНС1+СН2С1,

трихлорпропана

СН2 = СН - СН2С1 + С12 → СН2С1 - СНС1 - СН2С1,

благодаря присутствию растворенного хлора в растворе хлорноватистой кислоты и других побочных продуктов.

Реакционная масса из реактора 26 сливается в разделительный сосуд 27, откуда верхний водный слой поступает па орошение хлоратора 16, а нижний слой спускается в реактор 37. Взаимодействием с гидратом окиси кальция в реакторе при температуре но выше 60°С образуется эпихлоргидрин по уравнению:

2СН2С1 – СНОН — СН2С1 + Са(ОН)2 →2сн2-сн - СН2С1+СаС12

О

Продукты реакции поступают в отпарную колонну 39, из которой острым паром отгоняется водно-эпихлоргидриновая азеотропная смесь, поступающая затем через дефлегматор 20, сборник 21 в ректификационную колонну 28 для получения 98% эпихлоргидрина, который через дефлегматор 22 собирается в сборник 29.

В реакторе 40 эпихлоргидрин гндролизуется 10%-пым раствором едкого натра, поступающим из напорного бака 23. Основная реакция гидролиза

CH2 – CH - CH2Сl + NaOH + H20 → СН2ОН — CHOH - CH2OH + NaCl.

О

Реакционная масса из сборника 41 поступает в систему вакуум-выпарных аппаратов 24, обогреваемых паром через выносные кипятильники 43. Вакуум в системе выпарных аппаратов создается работой барометрического конденсатора 25 и ротационного вакуум-компрессора, сообщенного с буфером и водоотделителем 17. Образующаяся в результате реакции поваренная соль периодически выводится снизу выпарных аппаратов. Товарный глицерин из сборника 44, планированного никелем, выпускается потребителю.

 Скачать реферат