Практикум по химической технологии - Тихвинская М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
При разгонке на колонке по мере удаления низкокипящих компонентов температура жидкости в кубе и паров повышается. Поэтому необходимо для сохранения рабочего режима постепенно (очень осторожно) увеличивать обогрев рубашки, если нужно, и куба, поддерживая режим орошения одинаковым во время всей разгонки. Остаток после перегонки определяют по разности масс перегонной колбы.
Анализ продуктов ректификации. Температура кипения органических веществ не является абсолютным критерием чистоты продукта. Поэтому определяют показатель преломления жидкостей и вычисляют молярную рефракцию MRlR:
Д nl + 2 P
где пд — показатель преломления жидкости, дистиллята; M — молярная масса, г/моль; р — плотность, кг/м3. Далее вычисляют теоретическую молярную рефракцию MR2^.
Значение рефракции является характерной константой данного вещества. Для органических соединений молярную рефракцию можно с достаточной точностью считать аддитивной, и ее рассчитывают как сумму инкрементов (составляющих), относящихся к содержащимся в молекуле атомам (атомные рефракции), некоторым их группировкам и связям (рефракции связей):
MRl = 2т *
где т — число атомов или связей данного типа в молекуле; Ra — атомная рефракция или рефракция связи.
Совпадение значения молярной рефракции, найденной по показателю преломления MR^ (Мир берут из справочных данных) с вычисленным М/?д, свидетельствует о том, что данное вещество действительно имеет предполагаемое строение. Показатель пре-
ломления жидкостей определяют в лаборатории на рефрактометрах Аббе (PЛУ) или РДУ, ИРФ-22.
По окончании работы начертите схему устройства ректификационной колонки. Опишите методику проведения эксперимента и анализов. Дайте характеристику исходных веществ по справочным данным: /кип, л^3, р, М. Результаты экспериментальной работы оформите в виде таблицы:
№ фракции
Температурный интеграл (К)
Объем дистиллята (мл)
Показатель преломления
Молярная рефракция
практическая MR]x
теоретическая MRl
Путем сравнения МЯ*Д и MR2^ отдельных фракций сделайте вывод о чистоте полученных продуктов, о количественном соотношении между фракциями и о четкости разделения смеси.
РАБОТА 35
ОКИСЛЕНИЕ АЛКИЛАРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ МОЛЕКУЛЯРНЫМ КИСЛОРОДОМ
Окислением алкилароматических углеводородов получают альдегиды, кетоны, кислоты и другие кислородсодержащие соединения. Первичными продуктами при этом будут гидропероксиды. Наибольшее значение в промышленности органического синтеза имеет гидропероксид изопропилбензола, который служит полупродуктом в производстве фенола и ацетона. Его используют в качестве инициатора радикальных реакций полимеризации:
H CH8
QH6-C- CH3 -Іні QH6 -С - CH3 I I
СНЯ О —ОН
4C6H6 - С — О — О — Н-> C8H5OH + CH3COCH8 CH3
Гидропероксид ИПБ Фенол Ацетон
Окисление углеводородов молекулярным кислородом протекает по радикально-цепному механизму и сопровождается побочными реакциями. Поэтому, например, при окислении изопропилбензола на первой стадии, кроме гидропероксида, получаются побочные продукты: ацетофенон, диметилфенилкарбинол, ацетон, муравьиная кислота и др. Высокий выход гидропероксида на прореагировавший углеводород получают при точном соблюдении оптималь-
ных условий окисления: температуре 383 К, скорости подачи кислорода 6—8 л/ч, концентрации катализатора 0,1—0,2 (в % от массы углеводорода) и т. д.
Цель работы. Провести жидкофазное окисление алкил-ароматических углеводородов молекулярным кислородом, определить содержание гидропероксида в реакционной массе, построить график зависимости содержания гидропероксида от времени реакции.
Реактивы: углеводороды (по выбору): этилбензол, нзопропилбеизол, 4-этил-толуол, 2-изопропилтолуол, 2-изопропнл ксилол; катализаторы: олеат кобальта или резинат марганца; инициатор: гидропероксид изопропилбензола (гипериз); щелочные добавки: гидроксид натрии, карбонат натрия, стеарат натрия.
Оборудование: установка для окисления (рис. 35), колбы конические вместимостью 100 мл (3—4 шт.), капилляры для отбора проб, капельница для инициатора.
Порядок выполнения работы. Сборка установки для окисления и подготовка ее к работе. Реакцию жидкофазного окисления алкилароматических углеводородов проводят на установке (рис. 35), которая состоит из четырехгорлой колбы / — реактора вместимостью 150 мл, снабженной мешалкой 2, обратным - холодильником 4 и сифонной трубкой 5 для ввода кислорода. Обогрев осуществляют с помощью бани 7, заполненной силиконовым маслом. Подачу кислорода ведут из баллона или газометра через реометр 10 и регулируют зажимом 9. Перед началом работы
кран для регулировки подачи кислорода; и щелочные добавкИ. ОсТОрОЖ-
Рис. 35. Установка жидкофазного окисления углеводородов:
8
собирают установку, проверяют работу мешалки и включают подачу воды в холодильник. Нагревают баню до нужной температуры. Режим процесса следующий: температура опыта 373 -5- 393 К, скорость подачи кислорода 6—8л/ч, продолжительность окисления 3—4 ч, концентрация катализатора 0,1— — 0,2 %, навеска щелочной добавки 0,1—0,3% от массы углеводорода, объем инициатора 3—4 капли. Необходимо рассчитать загрузку катализатора и щелочных добавок, исходя из объема окисляемого углеводорода 30 мл. (Навески взвешивают на аналитических весах.)
