3. Обобщение и оценка результатов

3.1 Расчет загрузки катализатора

Массовая доля резината марганца 0,07 %. Массовая доля Na₂C0₃ 0,5 %. Температура процесса 120.

Масса изопропилбензола, загруженного в реактор определяется по формуле:

,

где - плотность изопропилбензола,

v – объем изопропилбензола,

m=20*0.8618=17.24г

Масса катализатора резината марганца составит:

г

Масса карбоната натрия составит:

г

Содержание гидропероксида:

Таблица5 - Результатыэксперимента

Время, мин	Масса навески, г	Объём Na2S4O6, пошедший на титрование, см3	Температура в реакторе, 0С	Массовая доля, % гидропер- оксида
30	0,0905	0,2	120	1,45
60	0,2339	2,5	120	7,74
90	0,2603	5,8	120	16,21
120	0,3823	11,2	120	21,35
150	0,3225	12,8	120	28,93

Рисунок 4 – Кривая накопления гидропероксида изопропилбензола

Вывод:

1. Изучили процесс каталитического окисления изопропилбензола в присутствии катализатора резината марганца и добавки карбоната натрия при температуре 120⁰С.

2. Построили кривую накопления гидропероксида изопропилбензола. По характеру полученной кинетической кривой делаем заключение, что реакция протекает по радикально- цепному механизму с вырожденным разветвлением.

Лабораторная работа №3

Наименование работы: «Получение фенола и ацетона кислотным разложением гидропероксида изопропилбензола»

1.Теоретическое обоснование процесса

Реакция кислотного гетеролитического разложения гидропероксидов алкиларома-тических углеводородов является источником получения таких ценных продуктов орга­нического синтеза, как фенолы, кетоны и альдегиды. Так, гидропероксид изопропилбен-зола (гипериз) даёт при разложении фенол и ацетон, фенил-втор-бутилгидропероксид фенол и метилэтилкетон. На реакции кислотного разложения соответствующих гидропе­роксидов основан также синтез фенола и циклогексанона, (3-нафтола и двухатомных фе­нолов.

Реакция протекает по сложному механизму ионного типа с промежуточным возни­кновением положительно заряженных ионов. В начальной стадии реакция протекает бы­стрее, чем после превращения некоторой доли исходного гидропероксида. Продолжи­тельность первого периода составляет несколько минут, а затем реакция описывается ура­внением первого порядка, который сохраняется до конверсии гидропероксида от 0,7 до 0.8. Замедление реакции объясняют тем, что значительная часть катализатора серной кис­лоты связывается с образующимся при разложении ацетоном.

Для разложения гидропероксидов могут быть использованы и гетерогенные катал­изаторы: кислые глины, кремнийцирконовые, катиониты КУ-2, КУ-23.

На константу скорости разложения гидропероксида оказывает влияние природа и концентрация кислоты-катализатора. Выход продуктов реакции зависит от природы гид­ропероксида и условий проведения процесса. Для получения максимальных выходов це­левых продуктов необходимо подбирать оптимальные условия реакции для каждого ин­дивидуального гидропероксида. Реакцию кислотного разложения гидропероксидов ре­комендуется проводить при температуре от 45 до 55 °С, поскольку в этих условиях обес­печивается достаточно высокая скорость процесса и высокий выход целевых продуктов.

Реакция относится к экзотермическим процессам (тепловой эффект 308 кДж/моль), что делает необходимым интенсивный отвод тепла и исключение местных перегревов, способствующих развитию неблагоприятных побочных процессов. Поэтому разложение гидропероксидов проводят в разбавителях. На промышленных установках в качестве раз­бавителей используется реакционная масса, полученная при разложении, что приводит к увеличению длительности пребывания фенола в зоне реакции и снижению его выхода. На зарубежных установках разложение гидропероксида изопропилбензола проводят в среде ацетона.

Целевая реакция Н⁺

С₆Н₅(СН₃)₂СООН С_бН₅ОН + СНзСОСНз

Цель работы: ознакомление с основными закономерностями реакции кислотного разложения гидропероксидов алкилароматических углеводородов на примере гидропе­роксида изопропилбензола, выяснение влияния различных факторов на скорость реакции и селективность образования целевых продуктов.