49. Карбон қышқылының дегидратациясы, процесс технологиясы, теориялық негізі.
Бұл процесс басқа дегидратация реакцияларына қарағанда ерекше жағдайда жүреді. Осы жағдайда ішкі және молекулааралық дегидратация нәтижесіде өнім ретінде кетен және сірке ангидриді табылады.
CH3-COOH→CH2=C=O+H2O
2CH3-COOH→(CH3CO)2O+ H2O
Бұл реакциялар экзотермиялық және олардың тепе-теңдігі ангидрид түзген кезде 500-6000С-та, ал кетен түзген кезде 7000С-та оңға ығысады. Кетен түзген кезде тепе-теңдіктің тура бағытқа ығысуына төменгі қысымда әсер етеді. Екі реакцияда қышқыл типті гетерогенді катализатор немесе бөлінген қоспаға қышқылда жеңіл гидролизденетін эфир түрінде қосуға болатын фосфор қышқылының булары қатысында жүреді. Реакция механизмін жалпы басқа дегидратация процестеріне қолдануға болады.
CH3-COOH→ CH3-COOH+ +Н-→ CH2-C+=O + H2O-
CH2=C=O→ CH2-C+=O+ CH3-COOH →(CH3CO)2O+ H2O
Кетен-410С температурада сұйықтыққа конденсирленетін, өткір иісті газ. Жоғары әрекеттесушілік қабілеті бар, сірке қышқылы және оның туындыларымен әрекеттеседі. Көбіне сірке қышқылымен әрекеттесіп, сірке ангидридін береді.
CH2=C=O→CH3-COOH →(CH3CO)2O+ H2O
Сірке ангидриді өткір иісті сұйықтық,қайнау температурасы 1410С.Ол органикалық синтездің маңызды өнімі болып табылады.Қиын жолмен алынатын –фенол ацеттары үшіншілік спирт ацеттарының,соның ішінде целлюлоза және талшық ацетаттары сонымен қатар сірке қышқылының эфирінің синтезі кезінде ацетирлеуші зат ретінде кеңінен қолданылады.Сірке ангидридін бұрын сульфурил хлоридпен натрий ацетатынан хлор әдісі бойынша бөліп алады.
SO2Cl2 +4CH3COONa→2(CH3CO)2O+Na2SO4+NaCl
Процесс технологиясы.Дегидратация процесі екі әдіспен орындалады:сұйық және газ фазада.Газ фазалы процестің температурасын жоғарлатқанда өнім мен бөлінетін реагенттің тұрақтылығы жеткіліксіз болса,сұйық фазалы дегидратация қолданылады.Бұл хлорекс,диоксан,морфолан синтезіне жатады,бірақ сұйық фазаға сәйкес қанықпаған заттарды нитроспирттер,гидроксиальдегидтер және гидроксикетондарды газ фазасында да жиі дегидратациялауға болады.Катализатор ретінде күкірт қышқылын (70%концентрлі),фосфор қышқылы,кальций фосфаты немесе магний сульфокатионы болып табылады.Процесті 1000С-тан 160-2000С-қа дейінгі температурада және қарапайым қысымда жүргізеді. Сұйық фазалы дегидратацияны (1 суретте) көбіне үздіксіз екі әдіспен жүзеге асырады. Олардың ішінен бірі болып бұл процесті бүтін қанықпаған зат немесе жай эфир және суда жеңіл қайнайтын азеотропты қоспа беретін катализаторлы ерітіндіні қолданбай-ақ үздіксіз жүргізеді. Реакторды бумен қыздырып және аппаратқа үздіксіз бөлінетін органикалық реагент салады. Реактордың үстінде конденсатор орналасқан, оның көмегімен катализатор концентрацияны тұрақты ұстап, конденсат қайтымдылығын қалыпына келтіреді. Екінші әдісті нитроолефиндер, қанықпаған альдегид, және кетон және тағы басқа заттар түзетін жылдам, жеткілікті суды бөлу реакциясына және қайтымсыз тәжірибелік зерттеулерде қолданады. Ол трубалық реакторда төмен температурада жүргізуге негізделген.
