Usoro cumene na-achịkwa mmepụta phenol-acetone zuru ụwa ọnụ, mana mmeghachi omume ya dị mgbagwoju anya na usoro distillation chọrọ nlekota oge ziri ezi. Nha njupụta dị n'ime enweghị ike ịgbakọ ebe a: ọ na-esochi nhazi mmiri mmiri ozugbo n'ofe nkewa dị ọcha, nhicha acetone, na ọkwa nhazi phenol, na-eme ka nchọpụta ngwa ngwa nke mgbanwe adịghị ọcha ma ọ bụ ihe ndị na-adịghị mma na usoro. Data a na-eduzi mgbanwe paramita distillation ozugbo, na-ahụ na ịdị ọcha ngwaahịa na-emezu ụkpụrụ ụlọ ọrụ, ma na-ebelata ihe egwu nchekwa dị ka coking ụlọ elu ma ọ bụ mmebi hydroperoxide na-adịghị ike - na-emeju oghere nke nlele na-anọghị n'ịntanetị, yana igbu oge na ihe egwu ndọda ya, enweghị ike idozi.
Nchịkọta nke Usoro Cumene maka Mmepụta Phenol na Acetone
Usoro mmepụta cumene, nke a maara dịka usoro Hock, bụ ụzọ kachasị mma isi mepụta phenol na acetone site na benzene na propylene. O nwere usoro atọ bụ isi: alkylation nke benzene iji mepụta cumene, oxidation nke cumene gaa na cumene hydroperoxide, na mmebi nke acid-catalyzed nke hydroperoxide a iji mepụta phenol na acetone.
Ná mmalite, benzene na-emeghachi omume na propylene n'okpuru ọnọdụ acidic - na-ejikarị ihe na-akpali akpali nke zeolite nke oge a - iji mepụta cumene. Nhọrọ dị oke mkpa n'oge a; a na-achịkwa paramita usoro dịka okpomọkụ na oke benzene-to-propylene nke ọma iji gbochie polyalkylation achọghị. Nnukwu nhọrọ nke ihe na-akpali akpali nke oge a na-ebelata ihe mkpofu ma na-ebelata mmetụta gburugburu ebe obibi, nke bụ isi ihe a na-atụle na ọnọdụ nchịkwa nke oge a.
Osisi Cumene
*
A na-eji ikuku eme oxidation nke cumene, na-emepụta cumene hydroperoxide site na mmeghachi omume nke usoro radical. Nkewa a dị mkpa na usoro ahụ mana ọ na-ebute nnukwu ihe egwu ọrụ. Cumene hydroperoxide na-adịkarị mfe ire ere na nke nwere ike ịgbawa n'okpuru njikwa okpomọkụ na-adịghị mma, si otú a chọrọ nchekwa injinia siri ike n'ebe nchekwa na mpaghara mmeghachi omume.
Mgbe ahụ, hydroperoxide na-abanye na nkewa nke acid catalyzed—nke a na-ejikarị sulfuric acid eme ihe—nke na-eme ka mmepụta phenol na acetone n'otu oge n'ime oke molar 1:1. Nkewa a na-akọwa njikọta akụ na ụba nke usoro ahụ, ebe mgbanwe na ọchịchọ ma ọ bụ ọnụ ahịa ahịa nke otu ngwaahịa a na-apụghị izere ezere na-emetụta ndụ nke ọzọ. A na-emepụta Phenol na acetone na nde tọn kwa afọ, usoro cumene na-aza ihe dị ka 95% nke mmepụta phenol zuru ụwa ọnụ dịka nke 2023. A na-emegharị ngwaahịa ndị sitere na ya, dị ka alpha-methylstyrene, n'ime sistemụ ahụ, na-eme ka arụmọrụ ihe dịkwuo mma.
Nhọrọ nke cumene hydroperoxide dị ka isi ihe dị n'etiti na-akpụzi ma kemistri usoro na akụrụngwa. Njedebe ya dị mkpa maka nnukwu mmepụta na ntụkwasị obi usoro. Ihe mkpali nke njedebe hydroperoxide na imewe reactor kachasị mma emeela ka ọnụego mgbanwe dịkwuo mma ma na-egbochi mmeghachi omume dị ize ndụ. Ọrụ nke kọlụm distillation crude na nkeji nhicha acetone na-egosikwa nkà nke usoro distillation ụlọ ọrụ etinyere n'okpuru usoro mmeghachi omume mbụ. Nkewa ndị a na-achịkwa site na nhazi kọlụm distillation siri ike na atụmatụ ọrụ iji kwado usoro nhicha ketone nke na-emezu iwu ọkwa ngwaahịa.
Usoro cumene na-eweta ọtụtụ ihe ịma aka ọrụ na nchekwa pụrụ iche na kemịkalụ ya. N'ime ha bụ njikwa ziri ezi nke mmeghachi omume siri ike, mgbochi mkpokọta hydroperoxide, na igbochi mwepụta ọkụ ma ọ bụ ihe na-egbu egbu n'ime oke gburugburu ebe obibi kwekọrọ. Ntinye ụlọ ọrụ chọrọ reaktọ pụrụ iche, nlekota dị elu, na sistemụ mberede n'ihi ọdịdị dị ize ndụ nke cumene hydroperoxide na oke ọkụ nke iyi usoro. Ọbụna na nhazi usoro ọgbara ọhụrụ na njikwa, profaịlụ ihe egwu na-achọ nlekota na-aga n'ihu, ọzụzụ ndị ọrụ, na nyocha nchekwa usoro zuru oke.
N'agbanyeghị nnyocha na-aga n'ihu n'ime ụzọ mmepụta phenol ndị ọzọ, ikike usoro cumene nwere ijikọta mmepụta phenol na acetone dị ọcha nke ukwuu na sistemụ nhicha na mgbake agbakwunyere na-eme ka ọrụ ya dị ka ihe atụ nke ụlọ ọrụ ahụ. Njikọ ya na ahịa, kemistri, na injinia usoro na-akpụzi ahịa phenol na acetone zuru ụwa ọnụ ruo taa.
Usoro na Njikwa nke Cumene Hydroperoxide Discomposition
Usoro na Ụzọ Ndị Na-emebi Okpomọkụ
Cumene hydroperoxide (CHP) bụ isi ihe dị mkpa na usoro mmepụta phenol-acetone. Nsị ya na-akwado mgbanwe nke cumene ka ọ bụrụ phenol na acetone, kemịkalụ abụọ a na-achọsi ike n'ụlọ ọrụ mmepụta ihe. Usoro nsị ahụ na-amalite site na mwepu homolytic nke njikọ O–O na CHP, na-emepụta radicals cumyloxy. Radicals ndị a na-enweta β-scission ngwa ngwa, na-emepụta acetone na phenol, ngwaahịa ebumnuche nke usoro cumene.
Mmegharị mmeghachi omume dị mgbagwoju anya ma na-agbanwe site na omume dị mfe nke usoro mbụ. Calorimetry nyocha dị iche iche (DSC) na ụdị kinetic integral (Flynn-Wall-Ozawa na Kissinger-Akahira-Sunose) na-ekpughe ike mkpali nke ~122 kJ/mol, yana usoro mmeghachi omume dị nso na 0.5, na-egosi usoro nhazi agwakọtara. Ụzọ ahụ gụnyere mmeghachi omume yinye nke gụnyere cumyl peroxy na cumyloxy radicals, nke nwere ike imeghachi omume ọzọ na mmepụta ihe ndị sitere na ya dịka acetophenone, α-methylstyrene, na methane.
Ọnọdụ ọrụ, gụnyere okpomọkụ, nrụgide, na ntinye CHP, na-akpụzi nhọrọ na mmepụta acetone na phenol nke ọma. Okpomọkụ dị elu na-eme ka mmalite dị ngwa ngwa, na-amụba ọnụego mgbanwe n'ozuzu mana o nwere ike ibelata nhọrọ site na ịkwado mmeghachi omume ndị ọzọ asọmpi. N'aka nke ọzọ, nrụgide dị ala na ntinye CHP kacha mma na-akwalite nhazi phenol na acetone ebe ọ na-egbochi mmepụta ihe sitere na ngwaahịa. Mmega ahụ ike - site na iji njikwa okpomọkụ ziri ezi - ka bụ akụkụ dị mkpa nke nrụpụta phenol na acetone dị mma, nke nwere nnukwu mkpụrụ, yana nlekota oge site na mita njupụta inline, dị ka ndị Lonnmeter mepụtara, na-enye nzaghachi usoro a pụrụ ịdabere na ya n'oge usoro nrụpụta cumene.
Ihe ndị na-akpali akpali na nkwụsi ike kemịkalụ
Mbibi nke ihe na-akpata catalytic na-akpụzi ma arụmọrụ na nchekwa nke usoro cumene. Ihe ndị na-akpali ihe dị ka sodium hydroxide (NaOH) na-ebelata okpomọkụ mmalite nke mmebi na ike mkpali nke CHP nke ukwuu, na-ebute mgbanwe ngwa ngwa mana ọ na-amụbakwa ohere nke mmeghachi omume na-agba ọsọ. Ihe ndị dị ka acidic, gụnyere sulfuric acid (H₂SO₄), na-emekwa ka mmebi ngwa ngwa, ọ bụ ezie na site na ụzọ dị iche iche nke usoro, na-agbanwekarị ndụ ihe dị ndụ ma na-emetụta ngwakọta ngwaahịa na oke ngwaahịa.
Nhọrọ nke ihe na-akpali akpali na-emetụta ọnụego mgbanwe, ibelata ngwaahịa ndị sitere na ya, na nchekwa ọrụ. Maka mmepụta phenol na acetone, a na-ahọrọkarị ọnụọgụ NaOH a na-achịkwa na ụlọ ọrụ mmepụta, ebe ọ bụ na ha na-akwalite mmebi nke CHP nke ọma ma na-eme ka nhọrọ dị elu dịkwuo mfe maka ngwaahịa achọrọ. Agbanyeghị, ihe na-akpali akpali gabigara ókè nwere ike ịkwalite mgbasa nke yinye a na-achịkwaghị achịkwa, na-ebuli ihe egwu nke mwepụ okpomọkụ na mmepụta nke ngwaahịa ndị nwere ike ịdị ize ndụ, dị ka α-methylstyrene na acetophenone. Ya mere, nhazi ọgwụ na-akpali akpali na nke na-adịgide adịgide, yana nyocha usoro ziri ezi, dị oke mkpa na mmebi nke cumene hydroperoxide.
Njikwa Nchekwa na Mmebi
CHP anaghị eguzosi ike n'ihe n'oge okpomọkụ ma na-akpata nnukwu ihe egwu n'oge njikwa na ire ere. Ndị a gụnyere ike ya maka mmeghachi omume mpụga ngwa ngwa, nnabata maka ihe na-eme ka ihe gbapụ, na mmetụta maka mmetọ na ebe ndị dị nso. Nchikota CHP nke a na-ejighị n'aka nwere ike ibute mmụba nrụgide, mgbawa akụrụngwa, na mwepụ ihe ndị dị ize ndụ.
Ijigide nkwụsi ike sistemụ na-adabere n'ọtụtụ omume dị mkpa. Ngwaọrụ nlekota inline, dị ka mita njupụta inline Lonnmeter, na-enye nghọta oge n'ime profaịlụ ntinye na ọnọdụ okpomọkụ, na-ahụ na achọpụtara ọnọdụ ndị na-adịghị mma n'oge. Sistemụ usoro emechiri emechi na-egbochi ikpughe na mmetọ. Njikwa nlezianya nke okpomọkụ nchekwa CHP, ojiji nke ikuku na-adịghị arụ ọrụ (dị ka nitrogen), na izere oke ọgwụ mkpali na-ebelata ohere nke mmeghachi omume na-agba ọsọ. A na-eji nyocha amụma calorimetric (iji adiabatic calorimetry) eme atụmatụ mmalite mmebi n'okpuru ọnọdụ kpọmkwem usoro ma na-ahazi usoro mberede.
Nhazi usoro gụnyere nkewa na sistemụ ikuku iji jikwaa mmụba nrụgide, ebe ndị na-achịkwa okpomọkụ na mkpọchi na-ebelata ohere nke oke okpomọkụ. A na-emekarị mmeghachi omume mmebi n'okpuru njikwa na-aga n'ihu, n'ime reaktọ emebere maka iwepụ okpomọkụ ngwa ngwa. Usoro ndị a na-eme ka mmebi okpomọkụ nke CHP - dị mkpa maka mmepụta acetone na phenol - nọgide na-arụ ọrụ nke ọma ma dị nchebe n'ime usoro usoro cumene sara mbara.
Nhazi Usoro n'ime Usoro Mmepụta Cumene
Ime ka mmepụta na arụmọrụ ike dịkwuo mma
Njikọta okpomọkụ bụ usoro dị mkpa n'usoro mmepụta cumene iji mee ka arụmọrụ okpomọkụ dịkwuo mma. Site n'ịgbanwe ma jiri ike okpomọkụ sitere na iyi dị elu mee ihe ọzọ, osisi nwere ike ikpo ọkụ tupu oge eruo, belata oriri ọrụ mpụga, ma belata mmefu ọrụ. Atụmatụ njikọta okpomọkụ kachasị emetụta na-agụnyekarị imewe na imeziwanye netwọk mgbanwe okpomọkụ (HENs), nke a na-eduzi site na nyocha pinch iji hazie usoro ngwakọta ọkụ na oyi maka okpomọkụ kachasị mma a ga-eweghachi. Dịka ọmụmaatụ, ịhazi ọrụ okpomọkụ reboiler na condenser n'ime ngalaba distillation na preheating nwere ike ime nnukwu nchekwa ike ma belata mwepụta gas griinhaus nke sitere na mmepụta uzuoku. Ọmụmụ ihe ikpe ụlọ ọrụ ugbu a akọpụtala mbelata ọrụ ruo 25%, yana uru kpọmkwem na ọnụ ahịa ike na nrubeisi gburugburu ebe obibi.
Ihe ọzọ dị mkpa maka ime ka ihe dị n'ime ya dị mma bụ imegharị ihe oriri. N'ime usoro cumene, a naghị enweta mgbanwe zuru oke nke benzene na propylene n'otu ngafe ihe nrụpụta. Site n'imegharị benzene na cumene na-anaghị emeghachi omume, usoro a na-eme ka mgbanwe ihe nrụpụta dị irè dịkwuo mma ma jiri akụrụngwa ihe nrụpụta rụọ ọrụ nke ọma. Ụzọ a anaghị ebelata mfu ihe ndị sitere n'okike kamakwa ọ na-enye aka na mmụba nke mmepụta ihe ọkụkụ n'ozuzu ya. Nhazi okirikiri ihe nrụpụta dị irè na-atụle mbelata nrụgide, nlekota nhazi oge, na nhazi ziri ezi. Njikwa imegharị ka mma na-ebelatakwa ihe egwu nke mmebi ihe mkpali ma na-agbatị ndụ okirikiri ihe nrụpụta, na-ebelata ma oge nkwụsị na ọnụ ahịa nnọchi ihe nrụpụta.
Ngwa nyocha mmega ahụ dịka Aspen Plus na MATLAB na-eme ka a mata nke ọma gbasara thermodynamic nke ngalaba osisi ọ bụla. Ọmụmụ ihe na-egosi na nnukwu mfu exergy—ya mere enwere ike imeziwanye—dị na nkeji distillation na nkewa dị elu. Ya mere, a na-ebute atụmatụ ọnụọgụgụ, nke a na-eji dịka ihe atụ nke ngalaba ndị a ụzọ mgbe a na-achọ ime ka ike na-aga nke ọma ma belata enweghị ike ịgbanwe agbanwe n'ofe osisi ahụ dum.
Ọrụ kọlụm Reactor na Distillation
Ịhazi nha na imewe nke reaktọ dị oke mkpa iji dozie ọnụ ahịa isi obodo na arụmọrụ ọrụ. A ghaghị ịhazi olu reaktọ, oge obibi, na ibu ihe mkpali iji hụ na mgbanwe dị elu n'otu ngafe na-enweghị ihe egwu nke mbelata nrụgide dị ukwuu ma ọ bụ oriri gabigara ókè nke ihe eji arụ ọrụ. Dịka ọmụmaatụ, ịbawanye dayameta reaktọ nwere ike ibelata mbelata nrụgide mana ọ nwere ike ibute ngwakọta na-adịghị mma, ebe reaktọ ndị dị ogologo na-eme ka ntụgharị ahụ ka mma ruo n'ókè nke mbelata nloghachi n'ihi oke nhazi mmeghachi omume na mmepụta ngwaahịa.
Maka kọlụm distillation dị n'okpuru ala, ọkachasị distillation dị nro, nhazi ọrụ nke reflux ratio, ebe nri dị, oghere tray, na nrụgide kọlụm na-eme ka nkewa dị nkọ nke cumene na benzene, polyisopropylbenzene, na ngwaahịa ndị ọzọ na-adịghị anabata mmeghachi omume dịkwuo mma. Nhazi distillation dị irè abụghị naanị na ọ na-eme ka cumene gbakee kamakwa ọ na-ebelata ibu dị na reboilers na condensers, na-agbanwe ozugbo na mbelata ọnụ ahịa ike. Ojiji atụmatụ nke drọwa akụkụ ma ọ bụ imewe nri kewara ekewa nwere ike imeziwanye nkewa n'etiti ihe ndị na-esi ísì dị nso dịka acetone na cumene, na-akwado mmepụta nke phenol na acetone dị ọcha nke ahịa phenol na acetone chọrọ.
E gosiri profaịlụ ike nke kọlụm distillation nke na-anọchite anya ya n'okpuru, na-egosipụta mmụba ike na-abata na boiler na mwepụta na condenser, yana njikọ mgbake okpomọkụ dị n'akụkụ agbakwunyere na-ebelata mkpokọta ọchịchọ na ngwa ọkụ na oyi mbụ.
Mmepụta ihe ọhụrụ na Nhazi Reactor
Usoro ndị na-adịbeghị anya na-agbanwe usoro reactor cumene. Itinye microbubble na sistemụ reactor dị obere na-eme ka mmekọrịta dị n'etiti reactor dịkwuo mma, na-enweta mbufe oke ngwa ngwa na nhọrọ dị elu. Ụdị reactor ndị a na-adịghị ahụkebe nwere ike ịrụ ọrụ n'oge obibi dị ala ma na-edobe ma ọ bụ karịa ebumnuche ntụgharị, si otú a na-ebelata ntinye ike achọrọ maka otu nkeji nke ngwaahịa emepụtara.
Ngwakọta ihe na-eme ka ihe dị n'ime obere ihe na-enye njikwa ka mma na mmụba okpomọkụ ma belata mmepụta nke ihe ndị dị arọ nke nwere ike imebi ihe mkpali ma ọ bụ mee ka nkewa dị n'okpuru ala dịkwuo njọ. Nke a na-eme ka nchekwa dịkwuo mma - site n'ibelata ebe ọkụ na mmụba nrụgide - ma na-ebelata akara gburugburu ebe obibi site na mbelata ikuku, okpomọkụ mkpofu, na oke oriri nke ihe oriri. Na mgbakwunye, ngwakọta ihe ndị a na-eme ka ihe owuwu osisi dị iche iche, nke nwere modular, na-eme ka ọ dịkwuo mma iji kwekọọ na ọchịchọ ahịa na-agbanwe agbanwe maka mmepụta phenol na acetone.
Ihe ọhụrụ ndị a na-eguzobe ihe atụ ọhụrụ maka arụmọrụ nke ihe nrụpụta na nkwado usoro na oxidation cumene na mmebi hydroperoxide, na-eme ka mmepụta phenol-acetone dị n'otu ma na-emezu ụkpụrụ ịdị ọcha ngwaahịa siri ike nke achọrọ na usoro nhicha acetone na usoro nhicha ketone.
Site n'iji usoro nhazi usoro ndị a eme ihe, ndị nrụpụta nwere ike nweta nguzozi dị elu n'etiti arụmọrụ ike, mmepụta ihe ọkụkụ, ihe mgbaru ọsọ ịdị ọcha, na nkwado na-enweghị imebi ụkpụrụ nchekwa siri ike nke usoro cumene.
Nhazi Ala: Nkewa Phenol na Acetone
Ikewapụ phenol na acetone mgbe cumene hydroperoxide gwụchara chọrọ usoro siri ike nke distillation na sachaa. Njikwa ike na mgbake ngwaahịa nke ọma na-akpụzi nhazi usoro na omume ọrụ na mmepụta phenol na acetone buru ibu.
Usoro nkewa nke Ngwaahịa
Akụkụ ala na-amalite site n'ịgwọ ihe na-esi na reaktọ ahụ pụta, nke nwere phenol, acetone, mmiri, α-methylstyrene, cumene, benzene, na obere ihe ndị ọzọ na-esi na ya apụta. Mgbe ọ hapụrụ reaktọ ahụ, a na-ewepụ ngwakọta ahụ ma kewapụ nkebi ma ọ bụrụ na mmiri dị ukwuu dị.
Ihe mbụ a na-elekwasị anya na nkewa bụ iwepụ acetone. N'ihi obere ebe a na-esi acetone (56°C), a na-esikarị ya n'elu site na akụkụ ndị ọzọ nke usoro organic na-esi elu. A na-enweta nke a na kọlụm distillation siri ike, ebe acetone, mmiri, na ihe ndị na-adịghị ọcha na-aga n'elu, ebe phenol nwere ihe ndị dị arọ ka na-anọgide dị ka ngwaahịa dị ala. Acetone dị n'elu nwere ike ịnwe mmiri na akara nke nsọtụ ìhè ndị ọzọ, yabụ ọ nwere ike ịkpọ nkụ na imeziwanye ya mgbe e mesịrị - site na azeotropic ma ọ bụ ihe na-ewepụta ihe ma ọ bụrụ na achọrọ ịdị ọcha dị elu - ọ bụ ezie na distillation nkịtị zuru oke na ọtụtụ ọrụ azụmahịa.
A na-asacha ihe fọdụrụ nke phenol n'usoro kọlụm distillation. Nke mbụ na-ewepụ nsọtụ ìhè dịka acetone fọdụrụ, benzene, na gas agbazere agbaze. Kọlụm phenol na-esote na-enye nkewa isi, na-emepụta phenol dị ọcha ma na-ekewapụta ngwaahịa ndị na-esi ísì dị elu na ala kọlụm. N'ọtụtụ nhazi, a na-enwetakwa ngwaahịa ndị bara uru dị ka α-methylstyrene site na ịdọrọ akụkụ ma ọ bụ usoro distillation na-esote. A na-arụ ọrụ kọlụm ndị a na nrụgide na usoro okpomọkụ agbakọrọ iji mee ka arụmọrụ nkewa dịkwuo elu ma belata mfu ngwaahịa.
Arụmọrụ Kọlụm Distillation na arụmọrụ Kọlụm Distillation Cruise
Ogidi mmetọ dị mkpa maka nhicha acetone na phenol. Nhazi na ọrụ ha na-emetụta kpọmkwem ịdị ọcha, mmepụta, na oriri ike n'ime usoro mmepụta cumene.
Maka iwepụ acetone, kọlụm ntụpụ mmiri dị ọcha ga-enye arụmọrụ dị elu nkewa ebe ọ bụ na oghere dị n'etiti acetone na phenol adịghị agbanwe agbanwe. A na-eji ogidi ndị dị ogologo nwere tray dị irè ma ọ bụ ngwugwu arụmọrụ dị elu. Njikọta ike dị oke mkpa; okpomọkụ sitere na uzuoku dị n'elu nwere ike ikpo ọkụ tupu oge eruo ma ọ bụ weghachite ya na sekit reboiler, na-ebelata ojiji ike zuru oke dịka egosiri site na ọmụmụ ihe nlereanya usoro na-egosi mbelata 15% na oriri ike kpọmkwem mgbe etinyere njikọta okpomọkụ na nnukwu ụlọ ọrụ ([Chemical Engineering Progress, 2022]).
Ihe ịma aka ọrụ gụnyere mmepụta azeotrope, ọkachasị n'etiti acetone na mmiri. Ọ bụ ezie na nke a nwere ike ime ka nkewa zuru oke sie ike, mgbanwe dị n'etiti nha ụlọ ọrụ na-abụkarị mmezi nkịtị. Njikwa nrụgide dị oke mkpa iji zere mfu uzuoku acetone ma nọgide na-enwe ike ịnyagharị thermodynamic. Njikwa okpomọkụ kpọmkwem n'elu na ala na-eme ka e nweta ihe ndị a chọrọ na-enweghị imebi ngwaahịa ndị ahụ na okpomọkụ.
Mbelata Phenol na-eche oke nke ya ihu. Oke mmiri Phenol na-esi na ya na oke oxidation nke pụtara na ihe ndị dị n'ime kọlụm ga-eguzogide ire ere, na-ejikarị alloys pụrụ iche eme ihe. A na-ahazi nrụgide kọlụm iji kwado ọnụ ahịa ike ma belata ihe egwu ire ere. A na-ewepụ ngwaahịa ndị nwere ike ibute polymerization okpomọkụ, dị ka α-methylstyrene, ngwa ngwa ma jụọ oyi iji gbochie mmeghachi omume ndị ọzọ.
A na-eji njikwa usoro dị mgbagwoju anya na ngwaọrụ nha inline—dị ka mita inline njupụta na viscosity nke Lonnmeter—eme ihe mgbe niile iji hazie ọrụ kọlụm, na-ahụ na e mezuru ihe mgbaru ọsọ ịdị ọcha na nguzozi oke kọlụm mgbe niile.
Njikọta na Mbugharị Hydroperoxide na Mweghachi Ngwaahịa
Njikọta nke ihe ndị na-emebi emebi, nkewa, na nhicha dị oke mkpa maka usoro cumene. Ihe na-esi na mmeghachi omume ahụ apụta na-aga ozugbo na nkewa dị n'okpuru ala. Mbufe ngwa ngwa na-ebelata mmeghachi omume akụkụ ma ọ bụ polymerization na-adịghị mma.
A na-ejikọ usoro nkewa ọ bụla na nke ọzọ nke ọma. A na-achịkọta acetone dị n'elu ngwa ngwa ma chịkọta ya iji gbochie mfu ndị na-agbanwe agbanwe. Phenol na mmiri ndị ọzọ na-abanye na usoro nhicha ha. Ebe ewepụtara ngwaahịa ndị bara uru, a na-adọta mmiri ndị ha na-apụ mgbe e mesịrị nyocha zuru ezu na nhazi ha.
Isi ihe dị mkpa bụ izere mmetọ dị n'etiti nsọtụ ìhè (acetone/mmiri) na ihe ndị na-emerụ ahụ dị arọ (cumene na-anaghị emeghachi omume, tars). A na-enweta nke a site na ọtụtụ usoro nhazi nke mmiri mmiri na-efe efe n'ime kọlụm na iji mmiri reflux. Emebere paịpụ na arịa iji belata njide na obere sekit.
Ọnụọgụ mgbake maka acetone na phenol gafere 97% na osisi ndị e ji aka hazie, ebe mfu kachasị na-adabere na iyi nhicha a na-apụghị izere ezere na mgbanwe ihe ndị na-adịghị mma. Mmiri mkpofu a na-emepụta n'oge usoro a, nke nwere ihe ndị a gbazere agbaze, ka a na-edobe iche ma na-eduga na sistemụ ọgwụgwọ dị elu iji mezuo ihe achọrọ maka iwu.
Njikọta dị irè dabere na nlekota na-aga n'ihu nke isi ihe dị iche iche: ọgụgụ njupụta na viscosity site na mita inline dị ka ndị sitere na Lonnmeter na-enyocha ịdị mma nri na ịdị ọcha ngwaahịa n'oge, na-enye ohere njikwa nzaghachi maka mmepụta kachasị na nchekwa ọrụ.
Nhazi usoro dị irè na mmepụta phenol-acetone dabere na usoro nkewa siri ike, mwepu nke ike kachasị mma, njikọta nke mmeghachi omume na nhicha, yana nlekota inline na-aga n'ihu, na-akwado ma akụ na ụba usoro yana ịdị mma ngwaahịa.
Usoro dị elu maka nhicha acetone
Nchacha acetone mgbe emechara mmepụta phenol-acetone site na usoro cumene na-adabere na mkpa ngwaahịa siri ike. Ịhọrọ usoro nhicha acetone kwesịrị ekwesị dabere na ihe achọrọ maka ịdị ọcha nke ngwa ikpeazụ, oke iwu, na profaịlụ adịghị ọcha nke e mepụtara n'oge mmebi nke cumene hydroperoxide na mmeghachi omume dị n'elu.
Isi ihe dị mkpa n'ịsachapụ acetone
Acetone dị nro nke sitere na oxidation cumene nwere nnukwu mmiri, phenol, α-methylstyrene, cumene, acetophenone, carboxylic acid, aldehydes, na ihe ndị ọzọ dị ndụ nwere oxygen. Nhicha dị n'okpuru ala na-elekwasị anya na ihe ndị a na-adịghị ọcha maka iwepụ. Ọkpụkpụ azụ ya bụ usoro distillation:
- Ogidi mbụ na-ewepụ ihe ndị na-adịghị mma ma na-esi oke mmiri—karịsịa phenol, α-methylstyrene, acetophenone, na ihe ndị na-emepụta tar—site na mwepụta ala. Akụkụ etiti nwere azeotrope acetone-water, ebe enwere ike kewaa nsọtụ ìhè (dị ka cumene na-anaghị emeghachi omume) n'elu na ngalaba ndị na-esote.
Azeotropic distillation na-adịkarị mkpa maka kewaa ngwakọta acetone na mmiri siri ike, site na iji ihe na-etinye hydrocarbon iji mebie ihe mejupụtara azeotropic ma kwalite ịdị ọcha acetone. Ebe ihe ndị na-adịghị ọcha nwere ebe esi mmiri yiri nke ahụ, a na-etinye ihe na-ewepụta ihe - yana glycols ma ọ bụ ihe mgbaze ahaziri ahazi - na ya. N'ebe a, ihe mgbakwunye ahụ na-agbanwe mgbanwe ndị dị n'otu, na-eme ka nkewa dị irè nke ihe ndị metụtara ya na-eme ka mmepụta acetone dịkwuo elu.
E wezụga ntụpụ mmiri, usoro nhicha adsorptive na-ewepụ ihe fọdụrụnụ phenol na polar compounds. Kabọn, silica gel, na ion-exchange resins na-arụ ọrụ nke ọma n'etiti ma ọ bụ mgbe usoro kọlụm gasịrị. Ebe ihe ndị dị ndụ dị na acidic, usoro a nwere ike ịgụnye neutralization na caustic soda, wee saa mmiri mmiri iji wepụ nnu na asịd tupu ntụpụ mmiri ikpeazụ.
Acetone dị ọcha nke ukwuu (≥99.5 wt% maka ọtụtụ ihe achọrọ maka ụlọ ọrụ mmepụta ihe ma ọ bụ ụlọ nyocha) na-agafe usoro "ịchacha" ikpeazụ nke na-ejikọta nzacha dị mma na mmịpụta dị elu iji hụ na emezuola nkọwapụta maka mmiri (<0.3 wt%), phenol (<10 ppm), aromatic dị arọ (<100 ppm), na mkpokọta ihe ndị na-adịghị agbanwe agbanwe (<20 ppm). Nke a dị oke mkpa maka eletrọniki ma ọ bụ acetone nke ọkwa ọgwụ.
Nhazi na Nchọpụta Nsogbu na Distillation
Irè nke usoro acetone distillation dabere na nhazi kọlụm distillation ziri ezi na ọrụ nhazi. A na-ahazi kọlụm fractioning nha ma na-arụ ọrụ iji kwalite mbufe oke ibu siri ike na nkewa kachasị mma. Ọtụtụ atụmatụ na-eme ka ịdị ọcha na mmepụta dịkwuo mma:
- Ogidi ndị dị ogologo nwere ọtụtụ tray ma ọ bụ ngwugwu a haziri nke ọma na-eme ka a kewaa ha nke ọma, ọkachasị ebe ebe a na-esi mmiri acetone-mmiri ma ọ bụ acetone-cumene dị nso.
- Njikọta okpomọkụ n'etiti ihe na-eku ume na ihe na-eme ka mmiri dị jụụ (dịka ọmụmaatụ, site na nrụgide ikuku ma ọ bụ ihe na-agbanwe okpomọkụ) na-ebelata oriri ike ma na-eme ka okpomọkụ dị jụụ, nke na-akwado nkewa mgbe niile.
- Nhazi nke oke reflux na ọnụego mwepụ ngwaahịa, nke a na-eduzi site na nlekota njupụta na ihe mejupụtara ya (na ngwaọrụ dịka mita njupụta Lonnmeter inline), na-enye ohere mgbanwe ngwa ngwa na nhazi ngwaahịa ziri ezi, na-eme ka ogbe ọ bụla mezuo ihe achọrọ maka ịdị ọcha siri ike.
Nsogbu distillation na-emekarị gụnyere idei mmiri n'ime kọlụm, ụfụfụ, na nchịkọta ihe fọdụrụ:
Idei mmiri na-eme ma ọ bụrụ na ọnụego mmiri dị oke elu—mmiri na-ebuga elu kama ịda ala, nke na-ebelata arụmọrụ nkewa nke ọma. Imezi nke a chọrọ ibelata mmepụta ma ọ bụ ịgbanwe oke reflux. Ịfụ ụfụfụ na-esi na ọsọ uzuoku dị elu ma ọ bụ site na ọnụnọ nke ihe ndị na-arụ ọrụ n'elu (dịka ọmụmaatụ, tars ma ọ bụ phenol tracks). Ihe ndị na-egbochi ụfụfụ, nhazi kọlụm nke ọma, na ntinye usoro nke iyi mmiri nwere ike ibelata ụfụfụ na-aga n'ihu.
Mkpokọta ihe fọdụrụ, nke a na-ahụkarị n'ime tray kacha ala ma ọ bụ ihe e ji esi mmiri ọkụ nke unit distillation, sitere na ngwaahịa oligomerization ma ọ bụ tar. Iwepụ ngwaahịa dị n'okpuru ala mgbe niile, nhicha ya mgbe niile, na idobe profaịlụ okpomọkụ n'ime oke ókè na-ebelata mmepụta tar ma hụ na kọlụm dị ogologo.
Mgbe a na-ekewapụ azeotropes ma ọ bụ na-ejikwa ihe ndị na-adịghị ọcha nke ọma, a pụrụ iji ihe ndị dị mkpa dochie tray ọdịnala. A na-edobe profaịlụ okpomọkụ na nrụgide n'akụkụ kọlụm ahụ n'ime windo siri ike. Ngwaọrụ akpaaka - dịka nha njupụta dị n'ime ahịrị na-aga n'ihu - na-enye ndị ọrụ ohere ịchọpụta ngwa ngwa ngwaahịa na-abụghị nke akọwapụtara ma zaghachi n'oge, na-eme ka arụmọrụ na mmepụta dịkwuo elu.
Chaatị dị mfe nke na-egosi mwepụ na nhicha acetone dị iche iche maka mmepụta phenol na acetone (eserese nke dabere na omume ọkọlọtọ)
Mmetụta nke usoro nhicha acetone ndị a dị elu na-eme ka a hụ na ejiri nchekwa nke ngwaahịa ndị sitere na usoro mmepụta cumene mee ihe, na-agbaso ụkpụrụ ahịa acetone na phenol, yana mbelata mmetụta gburugburu ebe obibi.
Mmetụta maka Mmezi na Ịkwado Ụlọ Ọrụ
N'ime usoro mmepụta cumene, njikọta nhazi usoro, nhazi catalysis, na nhọrọ nkewa na arụmọrụ akụrụngwa dị oke mkpa. Nhazi usoro ejikọtara ọnụ na-ahazi injinịa mmeghachi omume, teknụzụ nkewa, na mgbake ike iji bulie mmepụta ma belata mkpofu na ọkwa ọ bụla nke mmepụta phenol-acetone. Site na itinye sistemụ catalytic dị elu, dị ka ihe mkpali siri ike siri ike (gụnyere zeolites na heteropolyacids), ndị ọrụ na-enweta nhọrọ dị elu na mmebi nke cumene hydroperoxide, na-ebelata nhazi ngwaahịa dịka α-methylstyrene na acetophenone. Mmụba nhọrọ a abụghị naanị na ọ na-eme ka mmepụta usoro ka mma kamakwa ọ na-akwado nkwado site na mbelata iyi mkpofu.
Mgbe ị na-ahọrọ ihe na-akpali mmepụta hydroperoxide, ike usoro na-arụ ọrụ dị mkpa. Dịka ọmụmaatụ, ụzọ ndị na-akwalite mmepụta ihe, nke na-ejikọta atụmatụ nke ihe na-akpali ihe na-akpali ihe, na-enweta mmetụta n'ihi mmụba nke mgbanwe ọrụ ha na ndụ ihe na-akpali ihe. Agbanyeghị, nhazi ihe na-akpali ihe ga-eme ka ihe dị elu na nkwụsi ike megide nsogbu dịka coking na nsị site na ihe ndị na-adịghị ọcha, na-ahụ na obere mgbanwe ihe na-akpali ihe na ibu gburugburu ebe obibi sitere na mkpofu ihe na-akpali ihe. Mmepụta ihe na-akpali ihe na-aga n'ihu na-emetụta arụmọrụ akụrụngwa ozugbo, na-ebelata mfu ihe ndị dị mkpa ma na-ebelata mkpa ọrụ.
Njikọta nhazi usoro, karịsịa n'oge nhicha acetone na usoro mwepụ acetone, ka dị oke mkpa maka imeziwanye ụlọ ọrụ mmepụta ihe. Mmejuputa nhazi kọlụm distillation dị elu - dịka nkewa kọlụm mgbidi - na nkewa dabere na membrane na-azọpụta ike na-eme ka ọrụ dị ọnụ ala ma na-adịgide adịgide dịkwuo mma. Dịka ọmụmaatụ, ikewa kọlụm mgbidi, na-eme ka ọrụ kọlụm distillation dị mfe, na-ebute nchekwa ike ruru 25% karịa ntọala kọlụm ọdịnala dị iche iche, ebe ọ na-enyekwa ohere osisi anụ ahụ. Ọzọkwa, atụmatụ njikọta okpomọkụ dị elu, nke usoro dịka nyocha pinch na-eduzi, egosipụtala mbelata oriri uzuoku karịrị 20%, dịka egosiri na mmelite phenol na acetone edepụtara na ebe mmepụta. Usoro ndị a na-asụgharị obere ikuku gas na-ekpo ọkụ na mbelata ịdabere na isi iyi uzuoku sitere na mmanụ ọkụ.
Njikọta mmiri na okpomọkụ na-eme ka arụmọrụ akụrụngwa dịkwuo elu n'usoro oxidation cumene na usoro nkewa ndị na-esote. Sistemụ imegharị ihe na mpaghara ebe a na-ekpochapụ ihe nwere ike ibelata mmepụta mmiri mkpofu ruo 40%, na-alụso oke na oke mmetọ nke ihe mkpofu. Nke a dị mkpa karịsịa maka ịgbaso usoro iwu na-agbanwe agbanwe na ahịa phenol na acetone, ebe mmachi na mwepụta ihe mkpofu na ikuku carbon na-esikwu ike.
A na-atụle ụkpụrụ na gburugburu ebe obibi nke ọma n'ihe gbasara mmepụta phenol-acetone site na iji usoro cumene. Njikwa siri ike na ihe ndị dị ize ndụ—dị ka cumene hydroperoxide—na-enye iwu ka a na-achịkwa usoro ziri ezi na nlekota nchekwa n'oge ọrụ dị oke egwu. Iwu gburugburu ebe obibi, karịsịa na mpaghara North America na Europe, na-eme ka ihe achọrọ maka ọgwụgwọ nsị, njikwa mwepụta, na imegharị ihe mgbaze/okpomọkụ dịkwuo elu. Atụmatụ nrubeisi dị na nhazi usoro mmalite, na-agụnyekarị usoro nha ike usoro na nyocha okirikiri ndụ nke na-akpụzi nhazi osisi na nhọrọ teknụzụ ozugbo.
Nlekota na nhazi usoro n'oge dị mkpa iji kwado arụmọrụ na ibelata mfu usoro a na-apụghị izere ezere. Dịka ọmụmaatụ, mita njupụta dị n'ime ahịrị na mita viscosity site na Lonnmeter na-enye ohere ijikwa paramita mmeghachi omume na nkewa n'oge usoro mmepụta acetone na phenol. Site na ịgbaso kpọmkwem mkpokọta ngwaahịa na ngwaahịa, ndị ọrụ nwere ike ịhazi mgbanwe dị mkpa - dị ka oke reflux, isi ihe dị na distillation, na dose catalyst - si otú a belata ojiji ike ma belata olu nke ihe mkpofu na-abụghị nke akọwapụtara ma ọ bụ ihe mkpofu.
Iji usoro mwepụta ihe mkpofu ụlọ ọrụ mmepụta ihe, nke data sensọ oge-oge kwadoro, na-emekwa ka nsogbu na nzaghachi mmechi dịkwuo ngwa ngwa n'agbanyeghị ọnọdụ ndị na-adịghị mma. Site na mbelata mgbanwe mkpọsa-ruo-mkpọsa na mmụba nke mmepụta otu, ndị ọrụ na-enweta nchekwa ego ozugbo, belatara ngwa ahịa ihe ndị e ji emepụta ihe, na obere mmebi gburugburu ebe obibi. N'ihi ya, nhazi usoro n'oge-oge, nke teknụzụ nha inline ziri ezi na-akwalite, ka dị mkpa maka mmepụta phenol na acetone asọmpi, irube isi, na nke na-adịgide adịgide.
Ajụjụ Ndị A Na-ajụkarị (Ajụjụ Ndị A Na-ajụkarị)
Kedu usoro cumene na gịnị mere o ji dị mkpa maka mmepụta phenol-acetone?
Usoro cumene, nke a makwaara dịka usoro Hock, bụ ụzọ ụlọ ọrụ mmepụta ihe maka imepụta phenol na acetone n'otu usoro ejikọtara ọnụ. Ọ na-amalite site na alkylation, ebe benzene na-emeghachi omume na propylene iji mepụta cumene site na iji ihe ndị na-akpali acid siri ike dị ka zeolites ma ọ bụ phosphoric acid. A na-eji ikuku eme ka cumene ahụ dị oxidized iji mepụta cumene hydroperoxide. Nkewa a na-agafe na nkewa acid-catalyzed, na-emepụta phenol na acetone na oke molar 1: 1 kpọmkwem. Usoro a dị mkpa n'ihi na ọ na-achịkwa mmepụta phenol na acetone zuru ụwa ọnụ, na-enye arụmọrụ mmepụta dị elu na njikọta akụrụngwa. Ihe dị ka 95% nke phenol zuru ụwa ọnụ ka emepụtara site na usoro a dịka nke 2023, na-egosi isi ihe dị mkpa na ụlọ ọrụ mmepụta na akụ na ụba ya.
Kedu ka mmebi nke cumene hydroperoxide si emetụta nchekwa na mmepụta usoro?
Mbibi nke cumene hydroperoxide na-eme ka okpomọkụ dị oke elu, na-ewepụta okpomọkụ dị ukwuu. Ọ bụrụ na ejighị ya nke ọma, ọ nwere ike ịkpalite ọsọ okpomọkụ, mgbawa, ma ọ bụ ọkụ - na-etinye ihe achọrọ siri ike na nhazi usoro na usoro ọrụ. Ịhọrọ nke ọma nke ihe na-akpalite mmebi hydroperoxide na njikwa siri ike nke ọnọdụ mmeghachi omume dị oke mkpa maka ọrụ nchekwa. Nleba anya na ọnụego okpomọkụ na mmeghachi omume na-eme ka mmepụta phenol na acetone dịkwuo elu ebe ọ na-ebelata mmepụta nke ngwaahịa ndị sitere na ya na ihe egwu nchekwa. Omume kachasị mma n'ime ụlọ ọrụ gụnyere nlekota sistemụ na-aga n'ihu, imechi ihe mberede, na imewe reactor siri ike iji jikwaa exothermicity ma gbochie mmụba nrụgide ọ bụla.
Kedụ ọrụ kọlụm ntụpụ nke ihe ndị a na-akpọ skwọshọn na-arụ n'usoro mmepụta cumene?
Ogidi ntụpụ mmiri dị ọcha bụ ọrụ dị mkpa mgbe emechara ka hydroperoxide kewaa ya. Ọ na-ekewa phenol, acetone, cumene na-anaghị emeghachi omume, na obere ngwaahịa ndị ọzọ. Ọrụ kọlụm ntụpụ mmiri dị irè na-eme ka mgbake ngwaahịa dịkwuo elu, na-ebelata ojiji ike, ma na-emepụta iyi ndị na-abanye ozugbo na usoro nhicha ndị ọzọ. Nhazi na ọrụ nke kọlụm ntụpụ mmiri ga-aza ajụjụ maka isi ihe dị iche iche na-esi ísì nke ihe mejupụtara ya, na-achọ nkenke na njikwa okpomọkụ na nrụgide. Ọdịda na ntụpụ mmiri nwere ike ibute mfu ngwaahịa, mmetọ, ma ọ bụ oke ọnụ ahịa ọrụ.
Gịnị mere nhicha acetone ji dị mkpa n'ime mmepụta phenol-acetone?
Acetone e nwetara site na usoro cumene nwere ọtụtụ ihe ndị na-adịghị ọcha: ngwaahịa mmeghachi omume n'akụkụ (dịka methyl isobutyl ketone, isopropanol), mmiri, na asịd organic nke a na-emepụta n'oge oxidation na kewaa. Ọ dị mkpa ka acetone mee ihe siri ike ka o wee mezuo ụkpụrụ ụlọ ọrụ siri ike maka ojiji dị n'okpuru ala na ọgwụ, ihe mgbaze, na plastik. Usoro nhicha, dị ka tight-fractionation site na kọlụm distillation, na-ewepụ ihe ndị a na-adịghị ọcha. Acetone dị ọcha na-enwetakwa ọnụ ahịa ahịa dị elu, na-eme ka ebumnuche akụ na ụba maka nhicha dị irè sikwuo ike.
Kedu otu esi ahazi njikọta na mmepụta ihe ọhụrụ nke reactor ga-esi meziwanye ọnọdụ akụ na ụba na gburugburu ebe obibi nke usoro cumene?
Njikọta usoro na-eji ohere maka mgbake okpomọkụ, imegharị ihe ndị a na-anaghị emeghachi omume, na ime ka ọrụ nkeji dị mfe iji belata ojiji ike. Dịka ọmụmaatụ, ijikọ mbupụ okpomọkụ mmeghachi omume ma ọ bụ ijikọta usoro distillation nwere ike ibelata ọnụ ahịa mmanụ na ihe eji arụ ọrụ. Ntinye nke ọganihu dị ka microbubble reactors egosila na ọ na-eme ka mbufe oke dịkwuo mma, melite arụmọrụ oxidation, ma belata mmepụta nke ihe mkpofu sitere na ihe mkpofu. Mmepụta ihe ọhụrụ ndị a na-ebelata akara ukwu gburugburu ebe obibi site na ibelata ikuku na mmepụta mmiri mkpofu, ebe ha na-ebelatakwa ọnụ ahịa nhazi zuru oke, na-eme ka mmepụta phenol-acetone na-adịgide adịgide ma sie ike n'akụ na ụba.
Oge ozi: Disemba-19-2025
