Дифенилолпропан - Верховская З.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Присутствующая в катионите влага препятствует протеканию-целевой реакции образования дифенилолпропана, так как она идет с выделением воды; поэтому катиониты необходимо обезвоживать. Для этого предложены различные пути: сушка при темпер ату ре-около 10O0C (или в вакууме при —40 °С), сушка над фосфорным ангидридом, азеотропная отгонка воды с бензолом, гептаном и другими растворителями. Предложен способ26, по которому катионит выдерживают некоторое время в расплавленном феноле, а затем Удаляют воду в виде азеотропной смеси с фенолом. Недостатком многих способов является резкое сокращение объема гранул при высушивании, что приводит к их разрушению и образованию пыли. При набухании высушенных гранул в смеси реагентов происходит их Дальнейшее растрескивание. Поэтому приемлемыми способами обезвоживания катионита являются лишь такие, при которых обеспечивается минимальное изменение объема гранул. Авторами разработан способ, основанный на вымывании воды из катионита смесью-Исходных реагентов20.
Если через предварительно высушенный катализатор пропускать влажную смесь реагентов, ионит через некоторое время оказывается
обводненным. Это объясняется тем, что из смеси растворителей (в данном случае смесь фенола, ацетона и воды) ионит лучше адсорбирует тот компонент, который является более полярным и имеет, 'более высокую диэлектрическую проницаемость, т. е. воду. Поэтому^ допустимое количество воды в исходной смеси должно быть ограниченным. На рис. 19 показан график изменения степени конверсии ацетона на катионите КУ-2 со временем в зависимости от влажности исходной смеси (мольное соотношение фенол : ацетон = 10 : 1, тем-лература 75 °С). Видно, что только при содержании влаги не более
Чао
I
ЗІ**
s?
о
2ч
1ч
I_ ' —'
Jz
--о-'
0,3ч г
--о--
* 8
Соотношение
12 16 фенол'ацетон
20
Рис. 20. Зависимость выхода дифенилолпропана от мольного соотношения ф нол :ацетои з исходной смеси при разном времени контакта.
0,3% достигается высокая степень конверсии ацетона (70%), не и меняющаяся со временем.
Необходимым условием для поддержания активности ионита является также отсутствие в исходной смеси ионов металлов, в частности железа, что обеспечивается подбором подходящего материала при изготовлении оборудования.
Влияние параметров процесса на степень конверсии ацетона и выход дифенилолпропана. При использовании катионитов выход дифенилолпропана в значительной мере обусловливается выбранными параметрами процесса. Авторы исследовали влияние изменения мольного соотношения от 2 : 1 до 20 : 1, температуры — от 60 до 90 °С и времени реакции — от 0,5 ч до 3,5 ч на степень конверсии ацетона, производительность катализатора, выход и чистоту получаемого продукта (катализатор — катионит КУ-2).
Зависимость выхода дифенилолпропана от мольного соотношения фенола к ацетону показана на рис. 20. Видно, что значительное повышение скорости реакции и выхода дифенилолпропана наблюдается при увеличении соотношения до 10: 1, но дальнейшее повышение этой величины (с 10 : Ідо 20 : 1) увеличивает выход дифенилолпропана всего на несколько процентов. На этом же графике видно влияние времени реакции. При любом мольном соотношении фенола к ацетону в первые полчаса от начала реакции скорость значительно выше, чем в последующее время. При более продолжительном времени контакта можно повысить выход дифенилолпропана, но при этом снижается производительность катализатора (рис. 21).
Производительность катализатора связана также и с мольным; соотношением фенола к ацетону — она проходит через максимум при соотношении от 3,7 : 1 до 5 : 1. Производительность и срок службы катализатора определяют его расход. Если учесть, что катиониты пока являются дорогостоящими катализаторами, желательно иметь-максимальную производительность.
по
130
90
50
W
/0,5ч
T
Л 3 ч
^3,Oh
г,5ч
г-1 ^r7"?
500
Аш
S ^300 ¦=1 200
о и а >г т 2о
Соотношение фено릦O.j.efOH
Рис. 21. Зависимость производительности катализатора от мольного соотношения феиол : ацетон в исходной смеси при разном времени контакта.
ч 8 г2 76 20
Соотношение фенол аиетон
Рис. 22. Зависимость выхода побочных продуктов от мольного соотношения фенол : ацетон в исходной смеси.
Чистота получаемого дифенилолпропана и выход побочных продуктов в значительной мере обусловливаются мольным соотношением* фенола к ацетону и температурой. С увеличением мольного соотношения выход побочных продуктов снижается (рис. 22) и качество дифенилолпропана улучшается. При повышении температуры с 60
! і
S
6
60 70 80 90 Температура, °С
Рис. 23. Зависимость выхода дифенилолпропана от температуры при разном времени контакта: t — 3,5 ч; 2 — 3 ч; 3 — 2,5 ч; 4 — 2 ч; 5—1,5 ч; 5—1 7 — 0,5 ч.
60 70 80 90
Температура, 0C
Рис. 24. Зависимость выхода побочных продуктов от температуры.
