Раздел 3. Технология производства органических веществ

Отечественная промышленность органического синтеза постоянно увеличивает выпуск и ассортимент химических продуктов. Среди них важнейшими являются:

– мономеры и на их основе синтетические смолы, каучуки, лакокрасочные материалы, пластмассы, волокна, клеи, красители;

– растворители, используемые в качестве реакционной среды во многих технологических процессах, как экстрагенты для извлечения из нефтепродуктов ценных веществ, а также для изготовления лаков;

– синтетические моющие средства, применяемые в разнообразных отраслях промышленности и быту;

– антидетонаторы и высокооктановые добавки, улучшающие качество моторных топлив;

– фреоны для холодильных установок; антифризы для охлаждения автомобильных и авиационных двигателей;

–высококипящие органические теплоносители для химической и нефтехимической промышленности;

– химические средства защиты растений для борьбы с сорняками, болезнями и вредителями растений и животных.

Ранее основным источником сырья органического синтеза была смола коксования и полукоксования. Широко использовалось сырье растительного и животного происхождения. В последние десятилетия преобладающее значение приобрели жидкие углеводородные нефти, природный и попутные газы, газы нефтепереработки.

Главными исходными веществами для производства многочисленных продуктов органического синтеза являются оксид углерода, водород и различные углеводороды: парафины (от метана до пентанов), олефины, диолефины (бутадиен, изопрен), ацетиленовые и ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол).

Кроме того, в больших количествах применяют неорганические соединения (кислоты, щелочи, соду, хлор), а также катализаторы.

Для проведения технологических процессов необходимо выделять индивидуальные углеводороды из смесей. Это достигается при помощи методов: сжатие с охлаждение, абсорбционно-десорбционный, адсорбционно-десорбционный, перегонка, ректификация.

Технология производства органических веществ базируется на реакциях синтеза, но в производстве используют и реакции разложения. Типичные реакции органической химии: галогенирование, сульфирование, окисление и восстановление, гидрирование и дегидрирование, гидратация и дегидратация, нитрование, алкилирование, конденсация, полимеризация, поликонденсация.

В процессах органического синтеза протекает, как правило, не одна химическая реакция, а несколько параллельных и последовательных реакций. В результате кроме целевого продукта получают еще побочные продукты и отходы.

Селективность процесса по целевому продукту определяется соотношением скоростей целевой и побочных реакций. Поэтому для интенсификации процессов органического синтеза применяют селективные катализаторы, ускоряющие лишь основную реакцию. Для ускорения реакции и увеличения равновесного выхода продукта полимеризацию, гидрирование и другие процессы, происходящие с уменьшением объема, проводят при повышенных и высоких давлениях. В газовых реакциях окисления, хлорирования, гидрирования и других движущую силу процесса и скорость процесса увеличивают, варьируя температуру и давление и смещая тем самым равновесие в сторону целевого продукта.

Наряду с катализаторами для увеличения константы скорости процесса в производстве органических продуктов используют инициаторы, фотосинтез и радиационное облучение.