3.2. Процессы дегидрирования в нефтепереработке и органическом синтезе. Синтез стирола и бутадиена. Характеристика производства по выделению бутадиена на ОАО «Омский каучук».

Дегидрированеи (дегидрогенизация), отщепление водорода от молекулы орг. соединения. Осуществляется в присут. катализаторов или под действием акцепторов водорода. Каталитич. дегидрирование и обратная р-ция - гидрирование - связаны подвижным термодинамич. равновесием. Протеканию дегидрирования способствует повышение т-ры и понижение давления. Осуществляют дегидрирование обычно при т-ре > 300 °С и давлении 0,1-5 МПа; при необходимости применение более высоких давлений сочетают с соответствующим повышением т-ры.

Стирол - мономер в произ-ве полистирола (в т.ч. ударного полистирола и пенополистирола), АБС-пластиков (акрилонитрил-бутадиен-стирол), бута-диен-стирольных каучуков, термоэластопластов, сополимеров с акрилонитрилом, винилхлоридом; сополимеры с дивинилбензолом - сырье для ионообменных смол; реак-ционноспособный р-ритель полиэфирных смол, модификатор алкидных смол.

 Синтез стирола

1)Дегидрирование этил-бензола в присут. Fe₂O₃, промотированного СrO₃, KOH(NaOH) или V₂O₅ в газовой фазе при 580-650 °С; р-ция идет с поглощением тепла (ΔH 124 кДж/моль). Этим способом получают до 90% мирового произ-ва стирола.

C₆H₅CH₂CH₃ → C₆H₅CH=CH₂ + H₂

2)Окисление этилбензола О₂ воздуха:

 - Окисление при температуре 130°С

C₆H₅CH₂CH₃ + О₂ → C₆H₅CH(ООН)CH₃

- Взаимодействие гидропероксида с пропиленом при 90-100°С и 1,6-6,5МПа [Мо]

C₆H₅CH(ООН)CH₃  + CH₃CH=CH₂ → C₆H₅CH(ОН)CH₃ + CH₃CH(О)CH₂

- Дегидратация при 180-280°С [TiO₂]

C₆H₅CH(ОН)CH₃ → C₆H₅CH=CH₂ + H₂О

 Бутадиен –1,3 является одним из важнейших мономеров для производства синтетических каучуков. Кроме промышленности синтетических каучуков и латексов, бутадиен находит применение в производстве пластмасс и в органическом синтезе.

Склонность бутадиена к полимеризации создаёт определённые технологические трудности при его получении, хранении и транспортировке. Широко распространёно использование различных специальных веществ, сдерживающих самопроизвольную полимеризацию дивинила, т.н. ингибиторов.

  Синтез бутадиена

1)Бутадиен получают пропусканием этилового спирта через катализатор:

2CH₃CH₂OH → C₄H₆ + 2H₂O + H₂

2)Дегидрогенизация нормального бутилена:

CH₂=CH—CH₂—CH₃ → CH₂=CH—CH=CH₂ + Н₂

 Характеристика производства по выделению бутадиена

Выделение бутадиена из углеводородных смесей на ОАО «Омский каучук» производится на установках экстрактивной ректификации с применением в качестве экстрагента ацетонитрила.

В технике эти смеси носят общее название: бутилен-дивинильная фракция (БДФ), фракция углеводородов С₄, иногда – пиролизная фракция (ПФ). Во всех случаях содержание бутадиена в смеси различно и может находиться в широких пределах в зависимости от способа получения (от 30 до 55% вес.).

Процессы разделения углеводородов С₄ и, в частности, выделение бутадиена в чистом виде представляет значительные трудности. Эти трудности обусловлены, главным образом, близостью температур кипения углеводородов С₄ (так, например, разница температур кипения бутадиена, н. бутилена и изобутилена составляет всего лишь 1,7 и 2,3⁰С), а также образованием различных азеотропов (например, отделить н. бутан от бутадиена обычными способами невозможно из-за образования азеотропа). Вследствие этого достигаемая на практике при применении обычных методов фракционирования степень отделения бутадиена от других углеводородов С₄ недостаточна для того, чтобы получить бутадиен желаемой чистоты.

Для разделения углеводородов данной группы используются различные методы: азеотропная дистилляция, экстрактивная ректификация и хемосорбция.