Изопропилкрезолы, получение

При мольном соотношении 2-метилфенол: пропанол-2= 1.5: 1 селективность реакции по целевому продукту составляет 89.

4%, а конверсия исходного метилфенола лишь 21.

0%, а в случае υ=1: 1.5, несмотря на достаточную конверсию 2-метилфенола (40.

3%) селективность реакции по 2-изопропил-6-метилфенолу составляет не более 75.

1%. На основании представленных исследований были выбраны условии (Т-3400С, υ=0.75ч-1, ν=1:1), которые позволяет получить максимально оптимальные итоги. В таких условиях процесса выход 2-изопропил-6-метилфенола на прореагировавший и пропущенный 2-метилфенол составляет соответственно 85.7 и 27.

0%.

Изучим сорбцию тимола на бентонит при помощи рефрактометрического метода. При помощи рефрактометра (ИРФ-22) следует измерить показатель преломления разных спиртовых растворов тимола (от 0.1 до 20%) (см. табл. 2.2) [14].

Таблица 2.2 — Показатель преломления спиртового раствора тимола.

Содержание, % 0.1 1 2.4 4 7 8 12 15 20 Показатель пре-ломления 1.3670 1.3690 1.3695 1.3700 1.3720 1.3732 1.3775 1.3790 1.3840.

Исходя из полученных сведений (табл. 2.2), в зависимости от содержания тимола и показателя преломления следует построить калибровочную прямую. Показатель преломления тимола следует измерять до и после его контакта с бентонитом. Следует взять 10 мл спиртового раствора тимола, показатель преломления которого равняется 1.3720, что соответствует 7% его содержания по калибровочной прямой. Затем к раствору нужно добавить 1 г бентонита и после 30 мин измерить значение параметра преломления раствора тимола, который следует измерять до 1.3715, что соответствует 6% раствора.

По приведенной ниже формуле:

См=(С (%) х 10 х d) / Mr,.

где См — молярная концентрация; С (%) — процентная концентрация; d — плотность раствора — 0.9 г/мл (определяется при помощи ареометров); Mr — молярная масса тимола равняется 150 г/моль, процентную концентрацию следует привести к молярной, 6 и 7%-ые растворы соответствуют 0.36 и 0.42 моль/л. Потом по формуле ΔC = Cн — Ск нужно вычислить разницу между начальной (Сн) и конечной (Ск) концентрациями тимола ΔC = 0.42−0.36 = 0,06 моль/л. Используя формулу молярной концентрации:

См= m x 1000) / (Mr x Vраствора),.

найдем m — массу тимола в представленном объѐме раствора (V).

m = (См х Mr x Vраствора) / 1000 (1).

и по формуле (1) вычислим содержание сорбированного тимола на бентоните m = 0.09 г. По данным, на 1 г бентонита сорбируется 0.09 г тимола в среде этанола. По рассчитанным сведениям следует найти оптимальное значение сорбции и исследовать зависимость содержания сорбированного тимола на 1 г бентонита от времени. Исходя из представленного выше, измерим показатель преломления раствора тимола каждые 5 мин и определим зависимость содержания сорбированного тимола на бентоните от времени (см. табл. 2.3).

Таблица 2.3 — Зависимость содержания сорбированного тимола на 1 г бентонита от времени [5].

Время, мин 5 10 15 20 25 30 35 Содержание cорбированного тимола, г 0.0015 0.003 0.005 0.007 0.009 0.009 0.009.

Как видно из табл. 2.3, сорбция тимола завершается после 25 мин. По формуле υсорбция=ΔC/Δt вычислим среднюю скорость сорбции υсорбция=ΔC/Δt=0.06 моль/25мин=0.0024 моль/мин, то есть в этой системе в 1 мин на бентоните сорбируется 0.002 моля тимола. Математическая зависимость между величиной адсорбции в системе «твѐрдое тело — жидкость» описывается при помощи уравнения Ленгмюра [4,5]. Обычно размер адсорбции имеет графическую зависимость от концентрации.

Г=Гпр х КС /1+КС, где Г — объем адсорбированных молекул, ГПР — наибольшее число адсорбированных молекул, К- константа уравнения, С — равновесная концентрация.

По сведениям экспериментальных Г и С построим изотермы адсорбции в координатах, как представлено на рис. 2.

3.

Рисунок 2.3 — Зависимость равновесной концентрации от содержания сорбированного тимола на бентоните.

В целях определения константы уравнения Ленгмюра преобразуют при помощи деления единицы на полученные Г и С (табл. 2.4).

Таблица 2.4 -Зависимость равновесной концентрации тимола от содержания сорбированного тимола на бентоните и их обратные величины С, моль/л 0.006 0.06 0.144 0.24 0.42 0.48 0.72 0.80 Г, моль/г 0.03 0.04 0.05 0.075 0.09 0.095 0.1 0.1 1/С, л/моль 166.

5 16.6 6.9 4.16 2.3 2.08 1.39 1.25 1/Г, г/моль 33.3 25 20 13.3 11.11 10.5 10 10.

Имея кривую изотермы адсорбции, можно получить предельную величину удельной адсорбции Гпр и константу К уравнения Ленгмюра (рис. 2.4).

Рисунок 2.4 — Зависимость 1/С и 1/Г [5].

Предельная адсорбция выровнена при Гпр = 1 / ОА = 1 / 12 = 0.

083.

Отрезок ОD представляет собой величину, которая равна К = ОD = 15.

Размерность К является обратной размерности концентрации С = 1 / К = 1 / 15 = 0.06 [15].

Как следует из теории Ленгмюра, при достижении предела адсорбции на границе раздела «твѐрдое тело — жидкость» образуется насыщенный монослой, состоящий из молекул поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые перпендикулярно ориентированы к поверхности твѐрдого тела и плотно прижаты друг к другу. На этом основывается вычисление размеров молекул ПАВ. Зная величину Гпр., следует найти площадь (м2) поперечного сечения полярной группы (So) молекулы ПАВ:

So = 1 / Гпр. х NA = 1/ 0.083×6.02×1023 = 2×10 -26 м2,.

где So — площадь, которую занимает одна молекула, NA — число Авогадро.

Выводы.

Таким образом, можно подвести следующие итоги.

Следовательно, итоги исследования сорбции спиртового раствора тимола показали, что тимол сорбируется со средней скоростью 0.0024 моль/мин и в 1 г бентонита сорбируется 0,09 г тимола. Предельная размерность удельной сорбции по уравнению Ленгмюра равняется 0.083 кмоль/м2, и площадь поперечного сечения полярной группы (So) молекулы тимола равняется 2×10 -26 м2.

Список использованных источников

.

Бахман А., Мюллер К. Фенопласты. М., Химия, 1978. — 288 с.

Кноп А., Шейб В. Фенольные смолы и материалы на их основе. М., Химия, 1983. — 279 с.

Кошель Г. Н. Смирнова Е.В., Курганова Е. А., Лебедева Н. В., Кошель C.Г., Плахтинский В. В., Екимова И. Д., Романова М. В. // «Катализ в промышленности». 2010. № 4. С. 40.

Кошель Г. Н. Смирнова Е.В., Курганова Е. А., Екимова И. Д., Лебедева Н. В., Кошель С. Г., Плахтинский В. В. // «Катализ в промышленности». 2010. № 3. С. 26.

Кружалов Б.Д., Голованенко Б. И. Совместное получение спирта и ацетона. М.: Гостоптехиздат. 1963. с. 200.

Кузнецов Е. В., Прохорова И. П. Альбом технологических схем производства полимеров и пластических масс на их основе. Изд. 2-е. М., Химия, 1975. — 74 с.

Курганова Е.А., Румянцева Ю. Б., Кошель Г. Н., Иванова А. А., Смирнова Е. В. // «Химическая промышленность сегодня. 2012. № 4. С. 20.

Нестерова Т.Н., Кошель Г. Н., Румянцева Ю. Б., Курганова Е. А., Востриков С. В., Шакун В. А. // «Вестник МИТХТ». 2012.Т.

7. № 4. С. 49.

Николаев А. Ф. Технология пластических масс, Л., Химия, 1977. — 366 с.

Пат. № 2 008 117 764 РФ «Способ получения гидропероксида этилбензола». Патент № 2 378 253, Г. Н. Кошель, Е. В. Смирнова, Е. А. Курганова, В. В. Плахтинский, С. Г. Кошель, А. А. Шетнев.

Румянцева Ю.Б., Востриков С. В., Нестеров И. А., Курганова Е. А., Нестерова Т. Н., Кошель Г. Н. // «Вестник МИТХТ». 2012. Т.

7. № 6. С. 51.

Румянцева Ю.Б., Курганова Е. А., Кошель Г. Н., Иванова А. А., Ершова А. А., Струнова Ю. М. // «Известия ВУЗов, „Химия и химическая технология“». 2011. Т.

54. № 11. С. 146.

Сапунов В.Н., Кошель Г. Н., Румянцева Ю. Б., Курганова Е. А., Кукушкина Н. Д. // «Нефтехимия». 2013. Т. 53. № 3. С. 193198.

013.

Тагиев Д.Б., Агаева А. А, Назарова М. К. // Каталитическое алкилирование крезолов пропанолом-1 // ЖПХ. 2013, 86, № 8, с.1278−1281.

Харлампович Г. Д., Чуркин Ю. В. Фенолы. М.: Химия. 1974. — с.

376.

Шаропов Ф. С. Эфирное масло иссопа зеравшанского и его сорбция на бентонитовых глинах. — Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. хим. наук. Душанбе, 2002, 21с.