Pêvajoya kumenê di hevberhemanîna fenol-asetonê ya cîhanî de serdest e, lê reaksiyonên wê yên tevlihev û gavên distîlasyonê çavdêriya rast û rast-dem hewce dikin. Pîvandina dendika di rêza rêzê de li vir ne munaqeşebar e: ew tavilê pêkhateya herikîna şilek li seranserê qonaxên veqetandina xav, paqijkirina asetonê, û rafinerkirina fenol dişopîne, ku tespîtkirina bilez a guhertinên nepakiyê an anomaliyên pêvajoyê gengaz dike. Ev dane rasterast rêberiya guhertinên parametreyên distîlasyonê dike, piştrast dike ku paqijiya hilberê li gorî standardên pîşesaziyê ye, û xetereyên ewlehiyê yên wekî kokskirina bircê an hilweşîna hîdroperoksîda nearam kêm dike - valahiyek tijî dike ku nimûnegirtina negirêdayî, bi derengmayîn û xetereyên driftê, nikare çareser bike.
Pêşdîtina Pêvajoya Kumenê ji bo Hilberîna Fenol û Asetonê
Pêvajoya çêkirina kumenê, ku bi gelemperî wekî pêvajoya Hock tê zanîn, rêya pîşesaziyê ya sereke ye ji bo sentezkirina fenol û asetonê ji benzen û propîlenê. Ew ji sê qonaxên sereke pêk tê: alkîlasyona benzenê ji bo çêkirina kumenê, oksîdasyona kumenê bo hîdroperoksîda kumenê, û hilweşîna vê hîdroperoksîdê ya bi katalîzasyona asîdê ji bo çêkirina fenol û asetonê.
Di destpêkê de, benzen di bin şert û mercên asîdî de - pir caran katalîzatorên zeolîtê yên nûjen bikar tînin - bi propîlenê re reaksiyon dike da ku kumen çêbike. Hilbijartin di vê qonaxê de girîng e; parametreyên pêvajoyê yên wekî germahî û rêjeyên benzen-propîlenê bi hişkî têne kontrol kirin da ku polîalkîlasyona nexwestî were tepeser kirin. Hilbijartina bilind a katalîzatorên hemdem bermayiyan kêm dike û bandora jîngehê sivik dike, ku ev yek di avhewaya rêziknameyî ya îroyîn de faktorek girîng e.
Nebata Kumenê
*
Oksîdasyona kumenê bi hewayê re tê kirin, hîdroperoksîda kumenê bi rêya reaksiyoneke zincîrî ya radîkal çêdibe. Ev navbeynkar ji bo pêvajoyê girîng e lê xetereyên operasyonê yên girîng derdixe holê. Hîdroperoksîda kumenê di bin kontrola germahiyê ya nebaş de meyldarê hilweşîna eksotermîk û potansiyel teqîner e, ji ber vê yekê li seranserê deverên hilanîn û reaksiyonê tedbîrên endezyariyê yên bihêz hewce dike.
Dû re hîdroperoksîd bi katalîzatora asîdê re derbas dibe - pir caran ji hêla asîda sulfurîk ve tê hêsankirin - ku di encamê de fenol û aseton di heman demê de bi rêjeyek molar a 1:1-ê ya sabît çêdibin. Ev rêje sembiyoza aborî ya pêvajoyê diyar dike, ji ber ku guherînên di daxwaz an bihayê bazarê yê yek hilberê de bandorê li ser guncawbûna ya din dike. Fenol û aseton bi mîlyonan ton di salê de bi hev re têne hilberandin, û pêvajoya kumenê ji sala 2023-an vir ve bi qasî 95% ji hilberîna fenolê ya cîhanî pêk tîne. Berhemên alîgir, wekî alfa-metîlstîren, dîsa di nav pergalê de têne vegerandin, ku karîgeriya materyalê bêtir zêde dike.
Hilbijartina hîdroperoksîda kumenê wekî navbeynkarek sereke hem kîmyaya pêvajoyê û hem jî binesaziyê şekil dide. Hilweşîna wê ya kontrolkirî ji bo berhemdariya bilind û pêbaweriya pêvajoyê girîng e. Katalîzatorên hilweşîna hîdroperoksîdê û sêwirana reaktorê ya çêtirkirî rêjeyên veguherînê tûj kirine di heman demê de reaksiyonên alî yên xeternak tepeser kirine. Xebata stûnên distîlasyona xav û yekîneyên paqijkirina asetonê bêtir sofîstîkebûna teknîkên distîlasyona pîşesaziyê yên ku li jêr xeleka reaksiyona seretayî têne yek kirin nîşan dide. Ev veqetandin ji hêla sêwirana stûna distîlasyonê û stratejiyên xebitandinê yên hişk ve têne rêvebirin da ku piştgiriyê bidin pêvajoyên paqijkirina ketonê ku li gorî rêziknameyên asta hilberê ne.
Pêvajoya kumenê çend pirsgirêkên operasyonel û ewlehiyê yên bêhempa yên kîmyaya wê pêşkêş dike. Di nav van de rêveberiya rast a reaksiyonên radîkal, pêşîgirtina li kombûna hîdroperoksîtê, û kontrolkirina emisyonên şewatbar an jehrîn di nav sînorên jîngehê yên lihevhatî de hene. Saziyên pîşesaziyê ji ber xwezaya xeternak a hîdroperoksîda kumenê û şewata bilind a herikên pêvajoyê hewceyê reaktorên taybetî, çavdêriya pêşkeftî û pergalên awarte ne. Tewra bi sêwiranên kontrol û xurtkirina pêvajoyê yên nûjen re jî, profîla rîskê çavdêriya domdar, perwerdehiya operatoran, û analîzek ewlehiya pêvajoyê ya berfireh ferz dike.
Tevî lêkolînên berdewam ên li ser rêyên alternatîf ên hilberîna fenolê, şiyana pêvajoya kumenê ya hilberîna hevbeş a fenol û asetonê bi paqijiya bilind re bi pergalên paqijkirin û vegerandinê yên yekbûyî rola wê wekî pîvana pîşesaziyê misoger dike. Têkiliya wê ya bazar, kîmya û endezyariya pêvajoyê bazara cîhanî ya fenol û asetonê heta roja îro şekil dide.
Mekanîzma û Kontrolkirina Şikestina Hîdroperoksîda Kumenê
Kînetîk û Rêyên Dekompozîsyona Germahî
Hîdroperoksîda kumenê (CHP) di pêvajoya hevberkirina fenol-asetonê de roleke navendî dilîze. Hilweşandina wê bingeha veguherîna kumenê bo fenol û asetonê, du kîmyewiyên pîşesaziyê yên ku daxwazek mezin li ser wan heye, vedigire. Mekanîzmaya hilweşînê bi şikestina homolîtîk a girêdana O-O di CHP de dest pê dike, ku radîkalên kumîloksî çê dike. Ev radîkal bi lez β-dişkibin, aseton û fenol çêdikin, ku berhemên mebestkirî yên pêvajoya kumenê ne.
Kînetîka reaksiyonê tevlihev e û ji tevgera hêsan a rêza yekem dûr dikeve. Kalorîmetriya şopandina cûdahiyê (DSC) û modelên kînetîk ên entegralê (Flynn-Wall-Ozawa û Kissinger-Akahira-Sunose) enerjiya çalakkirinê ya navînî ya ~122 kJ/mol nîşan didin, bi rêza reaksiyonê ya nêzîkî 0.5, ku pêvajoyek rêza tevlihev nîşan dide. Rê reaksiyonên zincîrî yên ku radîkalên kumîl peroksî û kumîloksî tê de hene vedihewîne, ku dibe ku bêtir reaksiyon bikin da ku berhemên alîgir ên wekî asetofenon, α-metîlstîren û metan çêbikin.
Şert û mercên xebitandinê, tevî germahî, zext û konsantrasyona CHP-ê, bi awayekî girîng hilbijartin û berhema hilberîna aseton û fenolê şekil didin. Germahîyên bilind destpêkirina radîkal lez dikin, rêjeya veguherîna giştî zêde dikin lê bi potansiyelî bi erêkirina reaksiyonên alî yên reqabetê hilbijartinê kêm dikin. Berevajî vê, zexta nerm û konsantrasyona CHP-ê ya çêtirîn pêkhatina fenol û asetonê pêş dixin di heman demê de çêbûna berhemên alî sînordar dikin. Zêdekirina pêvajoyê - bi karanîna kontrola germî ya rast - beşek girîng a çêkirina ewledar û berhemdar a fenol û asetonê dimîne, bi çavdêriya rast-dem bi rêya pîvanên dendika rêzê, wekî yên ku ji hêla Lonnmeter ve têne hilberandin, di tevahiya pêvajoya çêkirina kumenê de bersiva pêvajoyê ya pêbawer peyda dikin.
Katalîzator û Aramiya Kîmyewî
Hilweşîna katalîtîk hem karîgerî û hem jî ewlehiya pêvajoya kumenê şekil dide. Katalîzatorên bingehîn ên wekî hîdroksîda sodyûmê (NaOH) germahiya destpêka hilweşînê û enerjiya çalakkirinê ya CHP-ê bi girîngî kêm dikin, di encamê de veguherînek zûtir çêdibe lê di heman demê de xetera reaksiyonên bêserûber jî zêde dibe. Maddeyên asîdî, di nav de asîda sulfurîk (H₂SO₄), jî hilweşînê lez dikin, her çend bi rêyên mekanîstîk ên cûda, pir caran temenê radîkal diguherînin û bandorê li tevliheviya hilberê û belavbûna hilberên alî dikin.
Hilbijartina katalîzator rasterast bandorê li rêjeyên veguherînê, kêmkirina berhemên alîgir, û ewlehiya xebitandinê dike. Ji bo hilberîna fenol û asetonê, mîqdarên kontrolkirî yên NaOH di pîşesaziyê de pir caran têne tercîh kirin, ji ber ku ew bi bandor hilweşîna CHP-ê katalîze dikin û hilbijarbûna bilind ber bi hilberên xwestî ve hêsan dikin. Lêbelê, katalîzatorê zêde dikare belavbûna zincîra bêkontrol pêş bixe, xetera revîna germî û çêbûna berhemên alîgir ên potansiyel xeternak, wek α-metîlstîren û asetofenon, zêde bike. Ji ber vê yekê, dozaja katalîzatorê ya ewle û domdar, digel analîtîkên pêvajoyê yên rast, di hilweşîna hîdroperoksîda kumenê de pir girîng e.
Rêveberiya Ewlehiyê di Dekompozasyonê de
CHP ji hêla termal ve nearam e û di dema destgirtin û hilweşandinê de faktorên xetereya girîng çêdike. Ev faktor potansiyela wê ya ji bo reaksiyonên bilez ên ekzotermîk, hesasiyeta wê ya ji bo revîna katalîtîk, û hesasiyeta wê ya ji bo gemarîbûn û xalên germ ên herêmî vedihewîne. Ger neyê birêvebirin, hilweşîna CHP dikare bibe sedema kombûna zextê, şikestina alavan, û emisyonên xeternak.
Parastina aramiya pergalê li ser çend pratîkên sereke disekine. Amûrên çavdêriya di rêzê de, wekî pîvanên dendika rêzê yên Lonnmeter, têgihîştinên demrast li ser profîlên kombûnê û rewşa germî ya pêvajoyê peyda dikin, û tespîtkirina di wextê xwe de ya şert û mercên anormal misoger dikin. Sîstemên pêvajoya girtî rûbirûbûn û qirêjbûnê sînordar dikin. Kontrolkirina baldar a germahiyên hilanîna CHP, karanîna atmosferên bêbandor (wek nîtrojen), û dûrketina ji zêdedoza katalîzator îhtîmala reaksiyonên revîn kêm dike. Nirxandinên pêşbînî yên kalorîmetrîk (bi karanîna kalorîmetriya adîabatîk) bi berfirehî têne bikar anîn da ku destpêka hilweşandinê di bin şert û mercên taybetî yên pêvajoyê de texmîn bikin û prosedurên awarte kalîbre bikin.
Sêwirana pêvajoyê sîstemên veqetandin û hewakirinê vedihewîne da ku zêdebûna zextê birêve bibe, di heman demê de kontrolkerên germahiyê û kilîtkirinên navberê potansiyela germbûna zêde kêm dikin. Reaksiyonên hilweşandinê bi gelemperî di bin herikîna domdar a kontrolkirî de, di nav reaktorên ku ji bo rakirina germê ya bilez hatine çêkirin de têne kirin. Ev tedbîr piştrast dikin ku hilweşandina germî ya CHP-ê - ku ji bo hilberîna aseton û fenolê girîng e - di nav pergala pêvajoya kumenê ya berfirehtir de bi bandor û ewle dimîne.
Optimîzasyona Pêvajoyê di Pêvajoya Çêkirina Cumene de
Zêdekirina Berhem û Karîgeriya Enerjiyê
Entegrasyona germê teknîkek bingehîn e di pêvajoya çêkirina kumenê de ji bo zêdekirina karîgeriya germî. Bi vegerandin û ji nû ve bikaranîna sîstematîk a enerjiya germî ji herikên germahiya bilind, santral dikarin xurdemeniyan pêşgerm bikin, xerckirina karûbarê derveyî kêm bikin, û lêçûnên xebitandinê kêm bikin. Stratejiyên entegrasyona germê yên herî bibandor bi gelemperî sêwirandin û çêtirkirina torên guheztina germê (HEN) vedihewîne, ku ji hêla analîza pinch ve têne rêve kirin da ku xêzên tevlihev ên germ û sar ji bo germahiya herî zêde ya vegerandinê hevrêz bikin. Mînakî, hevrêzkirina erkên germê yên ji nû ve boylerê û kondenserê di nav beşên distîlasyon û pêşgermkirinê de dikare teserûfa enerjiyê ya girîng pêk bîne û emîsyonên gazên serayê yên ku bi hilberîna buharê têne hilberandin kêm bike. Lêkolînên dozên pîşesaziyê yên heyî kêmkirina karûbarê heya% 25 ragihandine, bi feydeyên rasterast di lêçûna enerjiyê û pabendbûna jîngehê de.
Levereke din a girîng a baştirkirinê ji nû ve bikaranîna xurekê ye. Di pêvajoya kumenê de, veguherîna tevahî ya benzen û propîlenê kêm caran di yek derbasbûna reaktorê de tê bidestxistin. Bi ji nû ve bikaranîna benzen û kumenê ya nereaktîf, pêvajo veguherîna reaktantê ya bi bandor zêde dike û çavkaniyên katalîzatorê bi bandortir bikar tîne. Ev rêbaz ne tenê windahiyên madeya xav kêm dike, lê di heman demê de beşdarî hilberîna giştî ya santralê ya bilindtir dibe. Sêwirana çerxa ji nû ve bikaranîna bi bandor kêmkirina kêmbûna zextê, çavdêriya pêkhateya demrast, û hevsengiya herikîna rast li ber çavan digire. Rêveberiya ji nû ve bikaranîna baştirkirî di heman demê de xetera qirêjbûna katalîzatorê kêm dike û temenê çerxa katalîzatorê dirêj dike, hem dema bêçalaktiyê û hem jî lêçûnên guheztina katalîzatorê kêm dike.
Amûrên analîza ekserjiyê yên wekî Aspen Plus û MATLAB nirxandina termodînamîkî ya berfireh a her beşê santralê gengaz dikin. Lêkolîn piştrast dikin ku windahiyên ekserjiyê yên herî mezin - û ji ber vê yekê potansiyela başbûnê - di yekîneyên distîlasyon û veqetandina germahiya bilind de ne. Ji ber vê yekê, dema ku meriv dixwaze herikîna enerjiyê baştir bike û vegerandina wê li seranserê santralê kêm bike, hedefgirtina hejmarî û simulasyonê ya van beşan tê pêşîn kirin.
Xebitandina Reaktor û Stûna Distilasyonê
Baştirkirina mezinahî û sêwirana reaktorê ji bo hevsengkirina lêçûnên sermayeyê bi karîgeriya xebitandinê re pir girîng e. Qebareya reaktorê, dema mayînê, û barkirina katalîzator divê werin mîheng kirin da ku veguherînên yek-derbasbûnê yên bilind bêyî xetera kêmbûna zexta zêde an zêde xerckirina karûbaran werin misoger kirin. Mînakî, zêdekirina qûtra reaktorê dikare kêmbûna zextê kêm bike lê dibe ku bibe sedema tevlihevkirina nebaş, di heman demê de reaktorên dirêjtir veguherînê heta xala kêmbûna vegera ji ber sînorên hevsengiya reaksiyonê û çêbûna berhemên alî baştir dikin.
Ji bo stûna distilasyonê ya jêrîn, bi taybetî distilasyona xav, mîhengkirina operasyonel a rêjeya refluksê, cîhê xwarinê, mesafeya tepsiyê, û zexta stûnê veqetînek tûjtir a kumenê ji benzena nereaktîf, polîîzopropîlbenzen, û berhemên din ên hevberkirî dihêle. Mîhengkirina distilasyonê ya bi bandor ne tenê vegerandina kumenê zêde dike, lê di heman demê de barê li ser ji nû ve kelandin û kondenseran jî kêm dike, ku rasterast vedigere kêmkirina lêçûnên enerjiyê. Bikaranîna stratejîk a kişandinên alî an sêwirana xwarina dabeşkirî dikare veqetandina di navbera pêkhateyên kelandî yên nêzîk de wekî aseton û kumenê baştir bike, piştgirîya hilberîna fenol û asetonê ya paqijiya bilind dike ku ji hêla bazara fenol û asetonê ve tê xwestin.
Profîla enerjiyê ya stûna distilasyonê ya nûner li jêr tê nîşandan, ku herikîna enerjiyê li ji nû ve boylerê û herikîna enerjiyê li kondenserê ronî dike, bi lûpên vegerandina germahiya alî yên entegrekirî ku daxwaza giştî ya li ser karûbarên sereke yên germkirin û sarkirinê kêm dike.
Nûjenî di Sêwirana Reaktorê de
Stratejiyên nû yên zêdekirina pêvajoyê teknolojiya reaktorên kumenê ji nû ve şekil didin. Bikaranîna pergalên reaktorên mîkrobil û yên mînîaturîzekirî têkiliya navrûyî di navbera reaktantan de zêde dike, veguhestina girseyî ya zûtir û hilbijartina bilindtir pêk tîne. Ev formatên reaktorên ne-kevneşopî dikarin di demên rûniştinê yên kêmtir de bixebitin dema ku armancên veguherînê diparêzin an jî derbas dikin, bi vî rengî têketina enerjiyê ya ku ji bo her yekîneya hilbera sentezkirî hewce dike kêm dikin.
Reaktorên mîkrobobble kontroleke mezintir li ser bilindbûnên germahiyê pêşkêş dikin û çêbûna berhemên giran ên ku dikarin katalîzatoran jehrî bikin an jî veqetandina jêrîn tevlihev bikin kêm dikin. Ev yek ewlehiyê baştir dike - bi kêmkirina xalên germ û zêdebûna zextê - û bi rêya kêmkirina emîsyonan, germahiya bermayî û zêdexwarina madeyên xav, şopa jîngehê kêm dike. Wekî din, reaktorên mînîaturîzekirî mîmariyên santralên nenavendî û modular çalak dikin, ku bi awayekî erzan têne pîvandin da ku li gorî daxwaza bazarê ya guherbar a ji bo hilberîna fenol û asetonê bin.
Ev nûjenî ji bo karîgeriya reaktorê û domdariya pêvajoyê di oksîdasyona kumenê û dekompozasyona hîdroperoksîdê de pîvanek nû datînin, hevberhemanîna fenol-asetonê çêtir dikin û standardên paqijiya hilberê yên ku di rêbazên paqijkirina asetonê û pêvajoyên paqijkirina ketonê de hewce ne, bicîh tînin.
Bi karanîna van taktîkên baştirkirina pêvajoyê, hilberîner dikarin bêyî ku li ser standardên ewlehiyê yên hişk ên pêvajoya kumenê tawîz bidin, hevsengiyek çêtir di navbera karîgeriya enerjiyê, hilberîna kargehê, armancên paqijiyê û domdariyê de bi dest bixin.
Pêvajoya Dawî: Veqetandina Fenol û Asetonê
Ji bo veqetandina fenol û asetonê piştî hilweşîna hîdroperoksîda kumenê rêzek hişk a gavên distîlasyon û paqijkirinê hewce dike. Rêveberiya bi bandor a vejandina enerjî û hilberê sêwirana pêvajoyê û pratîkên xebitandinê di hilberîna fenol û asetonê ya di asta mezin de şekil dide.
Rêzeya Veqetandina Berheman
Beşa jêrîn bi dermankirina derana reaktorê ya xav dest pê dike, ku tê de fenol, aseton, av, α-metîlstîren, kumen, benzen û berhemên din ên piçûk hene. Dema ku ji reaktorê derdikeve, tevlihev tê bêbandorkirin û heke aveke girîng hebe, veqetandina qonaxan tê kirin.
Yekem xala veqetandinê rakirina asetonê ye. Ji ber xala kelandina nizm a asetonê (56 °C), ew bi gelemperî ji mayîya qonaxa organîk a kelandina bilindtir tê distilkirin. Ev di stûna distilasyona xav de tê bidestxistin, ku aseton, av û nepakiyên sivik diçin ser, û fenol bi pêkhateyên girantir wekî berhema jêrîn dimîne. Asetona ser jî dibe ku hîn jî av û şopên dawiya sivik ên din hebe, ji ber vê yekê ew dikare paşê zuwakirin û rafinkirinê derbas bike - bi rêya distilasyona azeotropîk an jî ekstraktîf heke paqijiya ultra-bilind hewce be - her çend distilasyona kevneşopî di piraniya operasyonên bazirganî de bes e.
Mayîya dewlemend bi fenol di rêzek stûnên distilasyonê de bêtir tê paqijkirin. Ya yekem madeyên sivik ên wekî asetonê mayî, benzen û gazên çareserbûyî radike. Stûna fenolê ya din veqetandina sereke pêk tîne, fenola paqij dide û berhemên alî yên kelandî yên bilind li binê stûnê vediqetîne. Di piraniya nexşeyan de, berhemên alî yên hêja yên wekî α-metîlstîren jî bi gavên kişandina alî an jî yên paşê têne wergirtin. Ev stûn di zext û bernameyên germahiyê yên hesabkirî de têne xebitandin da ku bandora veqetandinê herî zêde bikin û windahiyên hilberê kêm bikin.
Performansa Stûna Distilasyonê û Stûna Distilasyona Xav
Stûnên distilasyonê ji bo paqijkirina aseton û fenolê girîng in. Sêwirandin û xebitandina wan rasterast bandorê li ser paqijî, berhem û xerckirina enerjiyê di pêvajoya hilberîna kumenê de dike.
Ji bo rakirina asetonê, divê stûna distilasyona xav karîgeriya veqetandinê ya bilind pêşkêş bike ji ber valahiya bêîstîqrariyê ya di navbera aseton û fenolê de. Stûnên bilind bi tepsiyên bikêrhatî an pakkirina performansa bilind têne bikar anîn. Yekbûna enerjiyê pir girîng e; germahiya ji buhara jor dikare xurdemeniyan pêşwext germ bike an jî di devreyên ji nû ve kelandinê de were vegerandin, û karanîna tevahî ya enerjiyê kêm bike wekî ku ji hêla lêkolînên simulasyona pêvajoyê ve tê îspat kirin ku piştî pêkanîna entegrasyona germê di santralên sereke de kêmkirina 15% di xerckirina enerjiya taybetî de radigihînin ([Pêşveçûna Endezyariya Kîmyewî, 2022]).
Di nav zehmetiyên operasyonel de pêkhatina azeotropê, bi giranî di navbera aseton û avê de, heye. Her çend ev dikare veqetandina tevahî tevlihev bike jî, neguhêrbarîya nisbî di pîvanên pîşesaziyê de bi gelemperî rastkirina kevneşopî tercîh dike. Kontrolkirina zextê ji bo pêşîgirtina li windabûna buxara asetonê û parastina hêzên ajotinê yên termodînamîk girîng e. Rêvebiriya germahiya rast li jor û jêr garantî dike ku pêkhateyên hedef bêyî ku hilber bi germî hilweşin têne bidestxistin.
Distilasyona fenolê bi sînorkirinên xwe re rû bi rû ye. Xala kelandina bilindtir a fenolê û hesasiyeta oksîdasyonê tê vê wateyê ku divê hundirê stûnê li hember korozyonê li ber xwe bidin, pir caran bi karanîna alavên taybetî. Zeexta stûnê tê mîheng kirin da ku lêçûna enerjiyê hevseng bike û xetereyên hilweşînê kêm bike. Berhemên ku meyldarê polîmerîzasyona germî ne, wekî α-metîlstîren, bi lez têne rakirin û sar dibin da ku reaksiyonên alî werin tepeserkirin.
Kontrolên pêvajoyê yên sofîstîke û cîhazên pîvandina rêzikî - wekî pîvanên densiteyê û vîskozîteyê yên rêzikî yên Lonnmeter - bi rêkûpêk têne bikar anîn da ku xebata kolonê bi rengekî baştir bikin, û piştrast bikin ku armancên paqijiyê û hevsengiyên girseya kolonê bi berdewamî têne bicîh kirin.
Entegrasyon bi Dekompozasyona Hîdroperoksîdê û Vegerandina Berhemê re
Entegrasyona bêqusûr a yekîneyên hilweşandin, veqetandin û paqijkirinê ji bo pêvajoya kumenê girîng e. Bermayiyên reaksiyonê rasterast ber bi veqetandina jêrîn ve diçin. Veguhestina bilez reaksiyonên alîgir ên nexwestî an polîmerîzasyonê kêm dike.
Her gaveke veqetandinê bi ya din ve bi zexmî ve girêdayî ye. Asetona serjêr bi lez tê kondensasyon û berhevkirin da ku pêşî li windabûnên firar were girtin. Fenol û herikên alî yên berhemên hev-berheman paşê dikevin nav gavên paqijkirina wan. Li cihê ku berhemên alî yên hêja têne bidestxistin, herikên wan ên derxistinê piştî analîza berfireh a qonax û pêkhateyê têne kişandin.
Pêşîniyek sereke ew e ku meriv ji gemarbûna xaçerêyî di navbera serên sivik (fraksiyona aseton/av) û gemarîyên girantir (kumena nereaktîf, qatran) dûr bisekine. Ev bi rêya gelek qonaxên hevsengiya buhar-şilek di nav stûnan de û karanîna herikên refluksê tê bidestxistin. Borî û konteyner ji bo kêmkirina astengkirin û kurtçûnan hatine çêkirin.
Rêjeyên vegerandina aseton û fenolê di santralên optîmîzekirî de ji %97 derbas dibin, û windahî bi piranî bi herikînên paqijkirinê yên neçar û şopên volatîlîzasyonê ve girêdayî ne. Ava qirêj a ku di tevahiya pêvajoyê de çêdibe, ku madeyên organîk ên çareserbûyî dihewîne, ji hev cuda tê girtin û ji bo bicîhanîna pêdiviyên rêziknameyê ber bi pergalên dermankirina pêşkeftî ve tê rêve kirin.
Entegrasyona bi bandor xwe dispêre çavdêriya berdewam a guherbarên sereke: xwendinên densite û vîskozîteyê yên ji pîvanên rêzê yên mîna yên ji Lonnmeter kalîteya xwarinê û paqijiya hilberê di wextê rast de piştrast dikin, û kontrola bersivê ji bo berhema herî zêde û ewlehiya xebitandinê gengaz dikin.
Sêwirana pêvajoyek bi bandor di hilberîna fenol-asetonê de li ser rêzikên veqetandina xurt, distilasyona enerjiyê-optimîzekirî, entegrasyona nêzîk a reaksiyon û paqijkirinê, û çavdêriya domdar a di hundurê rêzê de ve girêdayî ye, ku hem aboriya pêvajoyê û hem jî kalîteya hilberê piştgirî dike.
Teknîkên Pêşketî ji bo Paqijkirina Asetonê
Paqijkirina asetonê piştî hevberhemanîna fenol-asetonê bi rêya pêvajoya kumenê ji hêla daxwazên hişk ên kalîteya hilberê ve tê şekilkirin. Hilbijartina rêbaza paqijkirina asetonê ya guncaw bi hewcedariyên paqijiya serîlêdana dawîn, sînorên rêziknameyî, û profîla nepakiyê ya ku di dema hilweşîna hîdroperoksîda kumenê û reaksiyonên jorîn de çêdibe ve girêdayî ye.
Prensîbên Sereke di Paqijkirina Asetonê de
Asetona xav a ji oksîdasyona kumenê tê wergirtin, mîqdarên girîng ên av, fenol, α-metîlstîren, kumen, asetofenon, asîdên karboksîlîk, aldeîd û madeyên din ên organîk ên oksîjenkirî dihewîne. Paqijkirina jêrîn van nepakiyan ji bo rakirinê hedef digire. Beşa bingehîn distilasyona qonaxî ye:
- Stûnên destpêkê bi kişandina ji binî ve qirêjiyên giran û yên kelandî yên bilind - di serî de fenol, α-metîlstîren, asetofenon, û madeyên ku qatranê çêdikin - ji holê radikin. Fraksiyona navîn azeotropa aseton-avê dihewîne, di heman demê de dawiya sivik (wek kumena nereaktîf) dikare di beşên paşîn de li jor were dabeş kirin.
Distîlasyona azeotropîk pir caran ji bo parçekirina tevliheviyên dijwar ên aseton-avê girîng e, bi karanîna hîdrokarbonek tevlihevker da ku pêkhateya azeotropîk têk bibe û paqijiya asetonê zêde bike. Li cihê ku nepakiyên xwedî xalên kelandina wekhev in, distîlasyona ekstraktîf - bi glîkol an çareserkerên taybetî - tê bikar anîn. Li vir, lêzêdekirin volatîlîteyên nisbî diguherîne, veqetandina bi bandor a organîkên nêzîk hêsan dike û hilberîna asetonê herî zêde dike.
Ji bilî distilasyonê, gavên paqijkirina adsorptive fenol û pêkhateyên polar ên mayî radikin. Karbona çalakkirî, jela silîkayê, û rezînên guheztina îyonê di navbera qonaxên stûnê de an piştî wê di vê rolê de serketî ne. Li cihê ku organîkên asîdî hene, pêvajo dikare bêbandorkirinê bi soda kaustîk û dûv re şuştina avî vedihewîne da ku xwê û asîd berî distilasyona dawîn werin rakirin.
Asetona paqijiya bilind (≥99.5 wt% ji bo piraniya hewcedariyên pîşesazî an laboratûarê) pir caran gaveke "cilşûştinê" ya dawîn derbas dike ku fîltrekirina nazik û adsorpsiyona pêşkeftî li hev dicivîne da ku piştrast bike ku taybetmendiyên ji bo avê (<0.3 wt%), fenol (<10 ppm), aromatîkên giran (<100 ppm), û tevahî madeyên ne-firîner (<20 ppm) têne bicîhanîn. Ev ji bo asetona elektronîk an dermansazî girîng e.
Çêtirkirin û Pirsgirêkên Di Distîlasyonê de
Bandora pêvajoya distilasyona asetonê bi sêwirana stûna distilasyonê ya rast û xebitandina dîsîplînkirî ve girêdayî ye. Stûnên parçekirinê bi pîvan û xebitandinê têne çêkirin da ku veguhastina girseyî ya bihêz û veqetandina çêtirîn pêşve bibin. Çend stratejî hem paqijiyê û hem jî berhemê zêde dikin:
- Stûnên bilind bi tepsiyên pir an pakkirina birêkûpêk a bi karîgeriya bilind veqetînek tûjtir misoger dikin, nemaze li cihên ku xalên kelandina aseton-avê an aseton-kumenê nêzîk in.
- Entegrasyona germê di navbera ji nû ve boyler û kondenseran de (mînak, bi rêya ji nû ve kompresasyona buharê an guhêrkerên germê) xerckirina enerjiyê kêm dike û germahiyan sabît dike, ku piştgirîya veqetandina domdar dike.
- Mîhengkirina baş a rêjeya refluksê û rêjeyên vekişîna hilberê, bi çavdêriya di rêzê de ya tîrbûn û pêkhateyê (bi amûrên wekî pîvanên tîrbûnê yên rêzê yên Lonnmeter) ve tê rêvebirin, verastkirina bilez û hedefgirtina rast a hilberê gengaz dike, û piştrast dike ku her komek li gorî pîvanên paqijiyê yên hişk e.
Pirsgirêkên distîlasyonê yên pir caran ev in: lehiyê stûnê, kefkirin û kombûna bermayiyan:
Lehiya stûnê çêdibe ger rêjeyên herikînê pir zêde bin - şilek ber bi jor ve diçe ne ber bi jêr, û bi vî awayî karîgeriya veqetandinê bi tundî kêm dike. Çareserkirina vê yekê kêmkirina rêjeya veguhastinê an jî sererastkirina rêjeyên refluksê hewce dike. Kefkirin ji leza buhara bilind an jî ji hebûna madeyên rûber-çalak (mînak, qatran an şopên fenol) çêdibe. Ajanên dijî-kefkirinê, profîlkirina stûnê ya bi baldarî, û têketina qonax bi qonax a herikên pêvajoyê dikarin kefkirina domdar sivik bikin.
Bermayiyên kombûyî, ku pir caran di tepsiyên jêrîn an jî di kelandina ji nû ve ya yekîneya distilasyonê de têne dîtin, ji berhemên olîgomerîzasyonê an jî qatranê çêdibe. Vekişîna periyodîk a berhema binî, paqijkirina rûtîn, û ragirtina profîlên germahiyê di nav sînoran de, pêkhatina qatranê kêm dike û temenê stûnê misoger dike.
Dema ku azeotrop têne veqetandin an jî qirêjiyên kelandî yên nêzîk têne rêvebirin, tepsiyên kevneşopî dikarin bi materyalên pakkirinê yên bi karîgeriya bilind werin guheztin. Profîlên germahî û zextê li ser stûnê di nav pencereyên teng de têne parastin. Amûrên otomatîk - wekî pîvandina dendika domdar a di rêzê de - dihêle ku operator zû hilbera ne-spec nas bikin û di wextê rast de bersiv bidin, bi vî rengî karîgeriya xebitandinê û berhemdariyê zêde dikin.
Nexşeya herikînê ya hêsankirî ku distilasyon û paqijkirina asetonê ya pirqonaxî ji bo hilberîna fenol û asetonê nîşan dide (xêzkirina xwe li ser bingeha pratîka standard)
Bandora hevbeş a van rêbazên paqijkirina asetonê yên pêşketî rê li ber ewledarkirina berhemên nelirê yên ji pêvajoya hilberîna kumenê digire, lihevhatina pêbawer bi standardên bazara aseton û fenolê re, û kêmkirina bandora li ser jîngehê misoger dike.
Bandorên li ser Optimîzasyona Pîşesazî û Berdewamiyê
Di pêvajoya çêkirina kumenê de, girêdana xurt a sêwirana pêvajoyê, katalîz û hilbijartinên veqetandinê bi karîgeriya çavkaniyan re pir girîng e. Sêwirana pêvajoya yekgirtî endezyariya reaksiyonê, teknolojiya veqetandinê û vegerandina enerjiyê rêk dixe da ku berhemê herî zêde bike û bermayiyan di her qonaxa hilberîna hevbeş a fenol-asetonê de kêm bike. Bi karanîna pergalên katalîtîk ên pêşkeftî, wekî katalîzatorên asîda zexm ên bihêz (di nav de zeolît û heteropolyasîd), operator di hilweşîna hîdroperoksîda kumenê de hilbijartinek bilindtir bi dest dixin, û çêbûna berhemên alîgir ên wekî α-metîlstîren û asetofenon kêm dikin. Ev zêdebûna hilbijartinê ne tenê berhemên pêvajoyê baştir dike, lê di heman demê de bi riya kêmkirina herikên bermayiyan domdariyê jî piştgirî dike.
Dema ku katalîzatorên hilweşîna hîdroperoksîdê têne hilbijartin, xurtkirina pêvajoyê roleke girîng dilîze. Mînakî, nêzîkatiyên katalîtîk ên hîbrîd, ku taybetmendiyên hem katalîza homojen û hem jî ya heterojen li hev dicivînin, ji ber zêdebûna nermbûna xebitandinê û temenê dirêjkirina temenê katalîzatorê, bala xelkê dikişînin. Lêbelê, sêwirana katalîzator divê çalakiya bilind û aramiya xwe li hember pirsgirêkên wekî kokskirin û jehrîbûna ji ber nepakiyan li hev bîne, zivirîna katalîzator û barkirina jîngehê ya herî kêm ji avêtina katalîzatorê ya xerckirî misoger bike. Nûbûnên katalîzator ên berdewam rasterast bandorê li ser karîgeriya çavkaniyan dikin, windahiyên madeyên xav kêm dikin û daxwazên karûbarê kêm dikin.
Entegrasyona sêwirana pêvajoyê, bi taybetî di dema paqijkirina asetonê û pêvajoya distilasyona asetonê de, ji bo baştirkirina pîşesaziyê girîng dimîne. Bicîhanîna sêwiranên stûnên distilasyonê yên pêşkeftî - wekî stûnên dîwarê dabeşkirinê - û veqetandinên li ser bingeha membranê yên teserûfa enerjiyê operasyonên domdar û lêçûn-bandor gengaz dikin. Mînakî, stûnên dîwarê dabeşkirinê operasyona stûna distilasyona xav hêsan dikin, di encamê de li gorî sazkirinên kevneşopî yên pir-stûnî heta% 25 teserûfa enerjiyê çêdibe, di heman demê de cîhê santrala fîzîkî jî azad dike. Wekî din, stratejiyên entegrasyona germê yên sofîstîke, ku ji hêla teknîkên wekî analîza pinch ve têne rêvebirin, kêmbûna xerckirina buharê nîşan dane ku ji% 20 derbas dibe, wekî ku di nûvekirinên cîhê hilberîna fenol û asetonê yên belgekirî de tê dîtin. Ev tedbîr dibin sedema kêmbûna emîsyonên gazên serayê û kêmbûna girêdayîbûna li ser çavkaniyên buharê yên ji sotemeniya fosîl têne wergirtin.
Yekkirina av û germê di pêvajoya oksîdasyona kumenê û gavên veqetandina paşê de karîgeriya çavkaniyan bêtir zêde dike. Sîstemên ji nû ve bikaranîna kaskadê û herêmên sarkirinê yên bi awayekî stratejîk hatine danîn dikarin derana ava qirêj heta %40 kêm bikin, û hem qebare û hem jî şîdeta qirêjbûna avên qirêj çareser bikin. Ev bi taybetî ji bo pabendbûna bi çarçoveyên rêziknameyî yên pêşkeftî di bazarên sereke yên fenol û asetonê de girîng e, ku sînorkirinên li ser derxistina avên qirêj û emîsyonên karbonê tundtir dibin.
Nirxandinên rêziknameyî û jîngehî bi taybetî di çarçoveya hevberhemanîna fenol-asetonê de bi karanîna pêvajoya kumenê pir nazik in. Kontrolên hişk li ser navberên xeternak - wekî hîdroperoksîda kumenê - kontrola pêvajoyê ya rast û çavdêriya ewlehiyê ya rast-dem di dema operasyonên xetereya bilind de ferz dike. Rêziknameyên jîngehê, nemaze li dadweriyên Amerîkaya Bakur û Ewropayê, hewcedariyên ji bo dermankirina avên bermayî, kontrolên emîsyonê, û vezîvirandina çareserker/germiyê zêde dikin. Stratejiyên lihevhatinê di sêwirana pêvajoya qonaxa destpêkê de têne bicîh kirin, ku pir caran metrîkên şîdeta girseya pêvajoyê û analîza çerxa jiyanê vedihewîne ku rasterast nexşeya santralê û hilbijartina teknolojiyê şekil dide.
Çavdêrîkirina demrast û çêtirkirina pêvajoyê ji bo domandina karîgeriyê û kêmkirina windahiyên pêvajoyê yên neçar girîng in. Mînakî, pîvanên densiteya hundirîn û pîvanên vîskozîteyê yên ji Lonnmeter, kontrola domdar û di cîh de ya parametreyên reaksiyon û veqetandinê di tevahiya rêza hilberîna aseton û fenol de çalak dikin. Bi şopandina rast a konsantrasyonên hilber û hilberên alî, operator dikarin guherbarên krîtîk - wekî rêjeyên refluksê, xalên qutkirinê di distilasyonê de, û dozaja katalîzator - bi rengekî baş mîheng bikin, bi vî rengî karanîna enerjiyê kêm bikin û qebareya materyalên ne-spec an bermayî sînordar bikin.
Bikaranîna teknîkên distîlasyona pîşesaziyê, bi piştgiriya daneyên sensorên demrast, di heman demê de çareserkirina pirsgirêkan û bersiva girtinê di rewşên nebaş de lez dike. Bi kêmbûna guherbariya di navbera kampanyayan de û zêdekirina dubarekirina komê, operator teserûfa lêçûnên rasterast, stokên madeyên xav kêm dikin, û binpêkirinên jîngehê kêmtir dikin. Di encamê de, çêtirkirina pêvajoya demrast, ku ji hêla teknolojiyên pîvandina rastîn a hundurîn ve tê katalîzekirin, ji bo hilberîna fenol û asetonê ya reqabetê, lihevhatî û domdar neçar dimîne.
Pirsên Pir tên Pirsîn (FAQs)
Pêvajoya kumenê çi ye û çima ji bo hevberhemanîna fenol-asetonê girîng e?
Pêvajoya kumenê, ku wekî pêvajoya Hock jî tê zanîn, rêbazek pîşesazî ye ji bo hevberkirina fenol û asetonê di rêzek yekgirtî de. Ew bi alkîlasyonê dest pê dike, ku benzen bi propîlenê re reaksiyon dike da ku bi karanîna katalîzatorên asîdî yên hişk ên wekî zeolît an asîda fosforîk kumenê hilberîne. Dûv re kumen bi hewayê tê oksîdkirin da ku hîdroperoksîda kumenê çêbike. Ev navbeynkar bi katalîzasyona asîdê derbas dibe, fenol û aseton bi rêjeyek molar a rast 1:1 çêdike. Ev pêvajo girîng e ji ber ku ew li ser hilberîna fenol û asetonê ya cîhanî serdest e, karîgeriya berhemdariya bilind û entegrasyona çavkaniyan pêşkêş dike. Ji sala 2023-an vir ve, dora 95% ji fenolê ya cîhanî bi rêya vê pêvajoyê tê hilberandin, ku navendîbûna wê ya pîşesazî û aborî destnîşan dike.
Hilweşîna hîdroperoksîda kumenê çawa bandorê li ewlehî û berhemdariya pêvajoyê dike?
Hilweşîna hîdroperoksîda kumenê pir eksotermîk e, germahiyek girîng berdide. Ger bi baldarî neyê birêvebirin, ew dikare bibe sedema revîna germî, teqînan, an agir - ev jî daxwazên hişk li ser sêwirana pêvajoyê û dîsîplîna xebitandinê datîne. Hilbijartina bi baldarî ya katalîzatorên hilweşîna hîdroperoksîdê û kontrola hişk a şert û mercên reaksiyonê ji bo xebitandina ewle girîng in. Çavdêriya germahî û rêjeya reaksiyonê piştrast dike ku bermayiyên fenol û asetonê herî zêde dimînin di heman demê de çêbûna berhemên alî û xetereyên ewlehiyê kêm dike. Pratîka çêtirîn a pîşesaziyê çavdêriya domdar a pergalê, vemirandina awarte, û sêwirana reaktorê ya bihêz vedihewîne da ku eksotermîkiyê birêve bibe û her zêdebûna zextê kontrol bike.
Stûna distilasyona xav di pêvajoya çêkirina kumenê de çi rolê dilîze?
Stûna distilasyona xav piştî parçekirina hîdroperoksîdê operasyoneke yekîneyî ya girîng e. Ew fenol, aseton, kumenê neketiye reaksiyonê û berhemên piçûk ji hev vediqetîne. Xebata stûna distilasyona xav a bi bandor vegerandina hilberê zêde dike, karanîna enerjiyê kêm dike, û herikên ku rasterast dikevin gavên paqijkirinê yên paşîn çêdike. Sêwirandin û xebitandina stûna distilasyonê divê xalên kelandina nêzîk ên pêkhateyên cûda li ber çavan bigire, ku di kontrola germahî û zextê de rastbûn hewce dike. Têkçûnên di distilasyonê de dikarin bibin sedema windabûna hilberê, gemarîbûnê, an lêçûnên zêde yên karûbarê.
Çima paqijkirina asetonê di hilberîna fenol-asetonê de pêwîst e?
Asetona ku ji pêvajoya kumenê tê wergirtin rêzek ji nepakiyan dihewîne: berhemên reaksiyonên alî (wek metîl îzobûlît keton, îzopropanol), av, û asîdên organîk ên ku di dema oksîdasyon û parçekirinê de çêdibin. Paqijkirina hişk hewce ye da ku aseton li gorî standardên pîşesaziyê yên hişk ji bo karanîna paşîn di dermanan, çareserkeran û plastîkan de be. Pêvajoyên paqijkirinê, wekî dabeşkirina teng bi rêya stûnên distilasyonê, van nepakiyan ji holê radikin. Asetona paqij di heman demê de bihayek bazarê ya bilindtir jî bi dest dixe, ku mantiqa aborî ji bo paqijkirina bi bandor xurt dike.
Entegrasyona pêvajoyê û nûjeniyên reaktorê çawa dikarin profîla aborî û jîngehî ya pêvajoya kumenê baştir bikin?
Entegrasyona pêvajoyê derfetên ji bo vegerandina germê, ji nû ve bikaranîna materyalên nereaktîf, û hêsankirina operasyonên yekîneyê bikar tîne da ku karanîna enerjiyê kêm bike. Mînakî, entegrekirina hinartina germa reaksiyonê an jî hevgirtina rêzikên distilasyonê dikare lêçûnên sotemenî û karûbarê kêm bike. Pejirandina pêşketinên wekî reaktorên mîkrobilok nîşan daye ku veguhastina girseyî baştir dike, karîgeriya oksîdasyonê zêde dike, û çêbûna berhemên bermayî kêm dike. Ev nûbûn bi hev re şopa jîngehê kêm dikin bi kêmkirina emîsyon û hilberîna ava qirêj, di heman demê de lêçûnên giştî yên pêvajoyê jî kêm dikin, hevberhemanîna fenol-asetonê domdartir û ji hêla aborî ve xurttir dike.
Dema şandinê: 19ê Kanûna Pêşîn a 2025an
