Синтез циклогексанона
+ Н2N – NН2 + Н2О
г. реакция с PCl5:
СО CCl2
/ \ / \
Н2С СН2 Н2С СН2
| | + PCl5 | | + POCl3
Н2С СН2 Н2С СН2
\ / \ /
СН2 СН2
3. Реакции с расширением цикла
а. реакция взаимодействия с диазометаном:
СО CО
/ \ / \
Н2С СН2 Н2С СН2
| | + СН2NН2 | | + N2
Н2С СН2 Н2С СН2
\ / | |
СН2 Н2С – СН2
Применение
Циклогексанон используют для производства капрлактама – исходного вещества для получения синтетического волокна капрон:
ОH NОH
| ||
перегруппировка Бекмана
N NН
/ \\ / \\
Н2С С ОН Н2С С = О
| | | |
Н2С СН2 Н2С СН2
| | | |
Н2С СН2 Н2С СН2
При энергичном окислении циклогексанона образуется адипиновая кислота, которую используют для получения синтетического волокна нейлона.
Вывод: Циклогексанон – это циклический кетон. Весьма реакционноспосоден. Применим для производства волокон.
Таблица 1. Данные материального баланса
|
Производительность реактора П, т/год |
9700 | |
|
Число дней работы реактора в году, n |
332 | |
|
Технологический выход продукта f, % |
96 | |
|
Молярное соотношение исходных реагентов, А : В |
1 : 2 | |
|
Степень превращения ХА, % |
85 | |
|
Селективность основной реакции Ф, % |
98 | |
|
Состав исходного реагента А, % масс.: |
С6Н12 |
91 |
|
примесь С6Н6 |
9,0 | |
|
Состав исходного реагента В, % масс.: |
О2 |
21 |
|
примесь N2 |
79 | |
Реакции синтеза:
Основная реакция
Побочная реакция
1. Расчет расходных коэффициентов
Это параметры, характеризующие расход различных видов сырья на единицу полученной продукции. Различают теоретические и практические расходные коэффициенты. Теоретические расходные коэффициенты учитывают расход исходящего сырья с учетом стехиометрии реакции. Практические расходные коэффициенты учитывают селективность процесса, выход продукта, степень превращения (и рассчитываются на базе теоретических). Задание: Рассчитать теоретические и практические расходные коэффициенты для реагентов по основной реакции на 1 тонну целевого продукта.
Найдем молярные массы веществ участвующих в реакциях:
1.1 Рассчитаем теоретические расчетные расходные коэффициенты
1.2 Рассчитаем практические расходные коэффициенты для циклогексана
1.3 Рассчитаем практические расходные коэффициенты для циклогексана в смеси с бензолом
1.4 Рассчитаем практические расходные коэффициенты для примеси (бензол)
1.5 Исходя из мольного соотношения исходных реагентов, рассчитаем практические расходные коэффициенты для кислорода
Рассчитаем практические расходные коэффициенты для кислорода в смеси с азотом:
Рассчитаем практические расходные коэффициенты для примеси (азот):
Вывод: Таким образом, для получения 1 т циклогексанона необходимо взять 857,14 кг циклогексана и 326,53 кг кислорода, но с учетом состава вещества, а также технико-экономических показателей практические расходные коэффициенты составляют:
