14. Surovinové zdroje aromatických uhľovodíkov

Σχετικά έγγραφα
veľmi T a naopak p (vzniká viac mólov) 2. Keď sa ako katalyzátor používa kobalt, vznikajú dieselové frakcie uhľovodíky s reťazcami okolo 15.

EINECS - MASTER INVENTORY

HASLIM112V, HASLIM123V, HASLIM136V HASLIM112Z, HASLIM123Z, HASLIM136Z HASLIM112S, HASLIM123S, HASLIM136S

Ropa je čierna, zapáchajúca, kvapalná surovina, v ktorej je pomer C:H 1:2. Ľahko sa konvertuje, ľahko sa do nej inzertuje kyslík aj zo vzduchu.

Zadanie pre vypracovanie technickej a cenovej ponuky pre modul technológie úpravy zemného plynu

Matematika Funkcia viac premenných, Parciálne derivácie

Start. Vstup r. O = 2*π*r S = π*r*r. Vystup O, S. Stop. Start. Vstup P, C V = P*C*1,19. Vystup V. Stop

AerobTec Altis Micro

2. Členské štáty prijmú všetky potrebné opatrenia, aby

Priamkové plochy. Ak každým bodom plochy Φ prechádza aspoň jedna priamka, ktorá (celá) na nej leží potom plocha Φ je priamková. Santiago Calatrava

Ekvačná a kvantifikačná logika

1. písomná práca z matematiky Skupina A

Obvod a obsah štvoruholníka

,Zohrievanie vody indukčným varičom bez pokrievky,

Prechod z 2D do 3D. Martin Florek 3. marca 2009

Návrh vzduchotesnosti pre detaily napojení

VÝROBA: katalytickou dehydrogenáciou etylbenzénu (ktorý získame alkyláciou benzénu s etylénom) pri vysokej teplote a nízkom tlaku.

Energetické využívanie rastlinnej biomasy

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

KATEDRA DOPRAVNEJ A MANIPULAČNEJ TECHNIKY Strojnícka fakulta, Žilinská Univerzita

1. Limita, spojitost a diferenciálny počet funkcie jednej premennej

Kontrolné otázky na kvíz z jednotiek fyzikálnych veličín. Upozornenie: Umiestnenie správnej a nesprávnych odpovedí sa môže v teste meniť.

C. Kontaktný fasádny zatepľovací systém

Vyhlásenie o parametroch stavebného výrobku StoPox GH 205 S

PRIEMER DROTU d = 0,4-6,3 mm

Motivácia Denícia determinantu Výpo et determinantov Determinant sú inu matíc Vyuºitie determinantov. Determinanty. 14. decembra 2010.

Príklad 7 - Syntézny plyn 1

SLOVENSKO maloobchodný cenník (bez DPH)

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

Termodynamika. Doplnkové materiály k prednáškam z Fyziky I pre SjF Dušan PUDIŠ (2008)

EINECS - MASTER INVENTORY C24H46O4

Rozsah hodnotenia a spôsob výpočtu energetickej účinnosti rozvodu tepla

NOMENKLATURA ORGANSKIH SPOJEVA. Imenovanje aromatskih ugljikovodika

Cvičenie č. 4,5 Limita funkcie

Život vedca krajší od vysnívaného... s prírodou na hladine α R-P-R

KATALÓG KRUHOVÉ POTRUBIE

Estimation of grain boundary segregation enthalpy and its role in stable nanocrystalline alloy design

Harmonizované technické špecifikácie Trieda GP - CS lv EN Pevnosť v tlaku 6 N/mm² EN Prídržnosť

Základné poznatky molekulovej fyziky a termodynamiky

Kľúčové koncepcie a príprava dokumentácie, časť III

Příloha č. 1 etiketa. Nutrilon Nenatal 0

100626HTS01. 8 kw. 7 kw. 8 kw

Inkrementy na výpočet chemických posunov protónov >C=CH substituovaných alkénov

Matematika prednáška 4 Postupnosti a rady 4.5 Funkcionálne rady - mocninové rady - Taylorov rad, MacLaurinov rad

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. 53. ročník, školský rok 2016/2017. Kategória C. Školské kolo RIEŠENIE A HODNOTENIE

KAGEDA AUTORIZOVANÝ DISTRIBÚTOR PRE SLOVENSKÚ REPUBLIKU

Energetické služby a poradenstvo pre 4. ročník stredných odborných škôl

3. Striedavé prúdy. Sínusoida

Biogénne pozitrónové PET rádionuklidy

STAVEBNÁ CHÉMIA Prednášky: informačné listy P-3

Trapézové profily Lindab Coverline

difúzne otvorené drevovláknité izolačné dosky - ochrana nie len pred chladom...

Komplexné čísla, Diskrétna Fourierova transformácia 1

TEPLA S AKUMULACÍ DO VODY

CHÉMIA Ing. Iveta Bruončová

KATABOLIZMUS LIPIDOV BIOCHÉMIA II TÉMA 05 DOC. RNDR. MAREK SKORŠEPA, PHD.

Zateplite fasádu! Zabezpečte, aby Vám neuniklo teplo cez fasádu

Akumulátory. Membránové akumulátory Vakové akumulátory Piestové akumulátory

8 VLASTNOSTI VZDUCHU CIEĽ LABORATÓRNEHO CVIČENIA ÚLOHY LABORATÓRNEHO CVIČENIA TEORETICKÝ ÚVOD LABORATÓRNE CVIČENIA Z VLASTNOSTÍ LÁTOK

Pevné ložiská. Voľné ložiská

Goniometrické rovnice a nerovnice. Základné goniometrické rovnice

REZISTORY. Rezistory (súčiastky) sú pasívne prvky. Používajú sa vo všetkých elektrických

Tomáš Madaras Prvočísla

Klasifikácia látok LÁTKY. Zmesi. Chemické látky. rovnorodé (homogénne) rôznorodé (heterogénne)

Príklady z entalpických bilancií (Steltenpohl, OCHBI) Zadanie 1

SYSTEMATICKÁ ANORGANICKÁ CHÉMIA

PROMO AKCIA. Platí do konca roka 2017 APKW 0602-HF APKT PDTR APKT 0602-HF

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. 51. ročník, školský rok 2014/2015. Kategória A. Domáce kolo

ΑΡΙΘΜΟΣ ΟΞΕΙΔΩΣΗΣ - ΓΡΑΦΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΤΥΠΩΝ- ΟΝΟΜΑΤΟΛΟΓΙΑ

ZADANIE 1_ ÚLOHA 3_Všeobecná rovinná silová sústava ZADANIE 1 _ ÚLOHA 3

Podnikateľ 90 Mobilný telefón Cena 95 % 50 % 25 %

Kód CPV Charakteristika podľa CPV Názov chemikálie nacenený objem

Chémia NÁRODNÉ POROVNÁVACIE SKÚŠKY MARCA 2017

Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ M A T E M A T I K A

Chémia. 5. K uvedeným vzorcom (1 5) priraďte tvar štruktúry (A D) ich molekuly. 1) CO 2 2) SO 2 3) SO 3 4) NH 3 5) BF 3. U Th + β

Materiály pro vakuové aparatury

Termodynamika a molekulová fyzika

Jednotkový koreň (unit root), diferencovanie časového radu, unit root testy

Práca č. 12. Kvapalinová extrakcia

M6: Model Hydraulický systém dvoch zásobníkov kvapaliny s interakciou

NÍZKOUHLÍKOVÁ DOPRAVA SO CNG NA SLOVENSKU

Vysvetlivky ku kombinovanej nomenklatúre Európskej únie (2018/C 7/03)

Poznámky k prednáškam z Termodynamiky z Fyziky 1.

CHÉMIA PRE BIOLÓGOV ŠTUDIJNÝ TEXT

Modul pružnosti betónu

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY KONSTRUKCE HHO GENERÁTORU DESIGN OF HHO GENERATOR

Zrýchľovanie vesmíru. Zrýchľovanie vesmíru. o výprave na kraj vesmíru a čo tam astronómovia objavili

Kontaminácia ekosystémov

u R Pasívne prvky R, L, C v obvode striedavého prúdu Činný odpor R Napätie zdroja sa rovná úbytku napätia na činnom odpore.

Rozsah akreditácie 1/5. Príloha zo dňa k osvedčeniu o akreditácii č. K-003

STANOVENIE OBSAHU VODY - DESTILAČNÁ METÓDA

SLOVENSKÁ KOMISIA CHEMICKEJ OLYMPIÁDY CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. 54. ročník, školský rok 2017/2018 Kategória B. Krajské kolo RIEŠENIE A HODNOTENIE

3. Υπολογίστε το μήκος κύματος de Broglie (σε μέτρα) ενός αντικειμένου μάζας 1,00kg που κινείται με ταχύτητα1 km/h.

Modelovanie dynamickej podmienenej korelácie kurzov V4

PRE UČITEĽOV BIOLÓGIE

Deliteľnosť a znaky deliteľnosti

Rozsah chemickej reakcie

Margita Vajsáblová. ρ priemetňa, s smer premietania. Súradnicová sústava (O, x, y, z ) (O a, x a, y a, z a )

Odporníky. 1. Príklad1. TESLA TR

Gramatická indukcia a jej využitie

Transcript:

14. Surovinové zdroje aromatických uhľovodíkov Zdrojom aromatických uhľovodíkov je koksovanie čierneho uhlia (od 30-tych rokov 19. storočia) a chemicky upravená benzínová frakcia z ropy( od 20. storočia). suroviny koksochemické: destiláciou surového benzolu a dechtu z výroby koksu petrochemické: - z reform. benzínu - z pyrolýz. benzínu KKSCHEMICKÝ ZDRJ: extrakcia destilácia Koksovanie uhlia (zahrievaním uhlia na vyššie teploty bez prítomnosti vzduchu) bolo hlavným zdrojom aromatických uhľovodíkov v 30.-50. rokoch 19. storočia. Benzén, toluén a xylény (frakcia BTX) sa získavajú zo surového koksového plynu absorpciou do pracieho oleja( destilačná frakcia z dechtu). Získa sa tak tzv. surový benzol (BTX frakcia). Decht, ktorý je kvapalným produktom koksovania obsahuje bicyklické a polycyklické aromáty (naftalén a antracén). Decht sa destilačne delí na olejové frakcie, z ktorých najviac naftalénu obsahuje tzv. naftalénový olej, a najviac antracénu tzv. antracénový olej. Naftalén a antracén sa izolujú kryštalizáciou z príslušného oleja ochladením na nižšie teploty naftalén a antracén ztuhnú. dpadom je smola, ktorá sa využíva ako izolačný materiál a na výrobu sadzi (do pneumatík) a elektrodovej hmoty pre hlinikárne. NAFTALÉN 2 2 C 2 ftalanhydrid Ftalanhydrid sa používa na výrobu zmäkčovadiel ftalátov (napr. do PVC) ANTRACÉN 2 antrachinón Antrachinón sa používa pri výrobe papiera.

PETRCHEMICKÝ ZDRJ: petrochemické suroviny z reform. benzínu z pyrolýz. benzínu frakcia BTEX ( E-etylbenzén) Delíme na základe teploty varu destilácia destilácia C 8 -frakcia benzín toluén Delíme na základe štruktúry molekuly Destilácia o-xylén m-xylén p-xylén etylbenzén kryštalizáciou alebo molekulovým sitom získame p-xylén (99,9 %) Pyrolýzny benzín vznikne pri pyrolýze ako ťažká frakcia. Extrakciou sa z nej vyizoluje BTX frakcia. Reformovaný benzín Ťažký benzín, ktorý získame po destilácii ropy, obsahuje okolo 30 % aromátov a má nízke oktánové číslo, preto ho podrobujeme procesu katalytické reformovanie. Získame reformovaný benzín, ktorý obsahuje okolo 70 % aromátov a má vysoké oktánové číslo. Po katalytickom reformovaní si z benzínu extrakciou vyextrahujeme BTX frakciu. Extrakcia aromátov je založená na tom, že sú polárnejšie ako alkány a cyklány, preto sa lepšie rozpúšťajú vo veľmi polárnych rozpúšťadlách. Čím je extrakčné činidlo selektívnejšie, (t.j. čím vyšší je rozdeľovací koeficient aromátov medzi extrakčným činidlom a alkánmi a cyklánmi), tým nižší je potrebný rozpúšťadlový pomer extrakcie a tým nižšia je spotreba tepla na regeneráciu extrakčného činidla. Bolo vypracovaných mnoho procesov založených na rôznych rozpúšťadlách. Proces Udex, používaný aj v Slovnafte, používa dietylénglykol (DEG- ktorý sa v Slovnafte vyrába) a vodu. ptimálna teplota je asi 150 o C a pracuje sa za zvýšeného tlaku. Extrakt z prvého stupňa obsahuje malé množstvo nearomatických uhľovodíkov, ktorých sa zbavuje v druhom stupni extrakcie. Z extraktu sa vydestilujú aromáty (BTEX) ako azeotropické zmesi s vodou. Ak produktom má byť hlavne benzén, aromáty získané extrakciou sa môžu čistiť aj hydrogenačne tak, že väčšina alkánov a alkylových skupín z benzénového jadra sa štiepi, t.j. hydrogenolyzuje sa. BTX zmes Benzénu, Toluénu a Xylénu (o-, m-, p-), je základná frakcia pre výrobu aromátov petrochemickou cestou. Keďže každá metylová skupina pridáva približne 15 C k

teplote varu, nie je problém ich rozdeliť destilačne. Rektifikáciou si z BTX frakcie najprv oddelíme benzén, potom toluén a nakoniec C 8 -frakciu: o-xylén. m-xylén, p-xylén. Rozdeliť zmes xylénov však už nie je také ľahké. Teploty varu m- a p- xylénu sú veľmi blízke (rozdiel 1-2 ºC), takže izolácia destiláciou nie je výhodná. Destilačne môžeme oddeliť iba o- xylén, ktorý má približne o 5 ºC vyššiu teplotu varu ako ostatné zložky C 8 -frakcie. Delíme tzv. superfrakcionáciou viacnásobnou destiláciou. Starý proces bol založený na princípe, že symetrický p-xylén má teplotu kryštalizácie vyššiu ako nesymetrické xylény. Novšie procesy sú založené na nanotechnológii - separácia pomocou molekulových sít. BENZÉN Je najdôležitejší aromát, po ktorom je najväčší dopyt. Vo svete sa vyrába asi 50 mil. t benzénu ročne. Toluén nemá také veľké uplatnenie, preto sa toluén napr. demetyláciou premieňa na benzén tzv. procesom Detol: H2 CH 4 P-XYLÉN Veľký dopyt je aj po p-xyléne. Výroba z toluénu: 2 disproporcionáciou orto meta použitím kyslých molekulových sít alebo aj Disproporcionáciou vynikajú všetky izoméry, ale z molekulového sita môže vyjsť len benzén a p-xylén. Iné xylény sa na kyslom povrchu opäť izomerizujú. izomerizácia: orto-, meta-, para-, a znova

Molekulové sito - princíp účinku : Do kanálov molekulového sita (hlinitokremičitany - zeolity: zmes Si 2 a Al 2 3 ) vojde len p- xylén a preto zostáva zachytený/absorbovaný v dutine molekulového sita, odkiaľ po nasýtení sa vyženie etylénglykolom. M- a o- xylén neprejde cez úzky kanál do vnútra častíc, preto pretečú vrstvou častíc molekulového sita bez absorpcie. Takýmto spôsobom získame individuálne uhľovodíky je to proces Parex. 15. Využitie benzénu - Využíva sa hlavne na výrobu styrénu. Benzén reaguje s etylénom v prítomnosti kyslých aluminosilikátov (zeolitových katalyzátorov) na etylbenzén, ktorý po dehydrogenácii v prítomnosti železitých katalyzátorov dáva styrén. Styrén sa používa na výrobu polystyrénu a butadiénstyrénových kaučukov. zeolit Fe 2 3 90 C 600 C H2 - Reakciou s propylénom v prítomnosti katalyzátora získame izopopylbenzén = kumén. Kumén sa oxidáciou premení na kumén-hydroperoxid, ktorý sa v prítomnosti kyslých katalyzátorov rozloží na hydroxybenzén = fenol a acetón. H 2 H KHP kumén H H Teda hlavnými produktmi sú tu fenol a acetón. - Z C 12 -olefínov a benzénu v prítomnosti kyslého katalyzátora získame dodecylbenzény, ktoré sa sulfonáciou a následnou neutralizáciou s NaH premenía na dodecylbenzénsulfónan sodný (základná zložka pre výrobu anionaktívnych tenzidov tzv. alkylarylsulfonanov)

C H C H 12 25 12 25 zeolit S C 12 H 3 NaH 24 S 3 H C 12 H 25 S 3 HNa Hydrogenáciou benzénu vzniká nasýtený cyklohexán, ktorý sa následne oxiduje na zmes cyklohexanónu a cyklohexanolu. (tieto látky sa používajú na výrobu polyamidov) H H 2 Ni ox. na polyamidy - Nitrácia s kyselinou dusičnou dáva nitrobenzén, z čoho hydrogenáciou získame anilín (veľmi žiadaná látka, na anilíne je založená celá existujúca slovenská chémia) (polyuretány - kabelky, koženky, molitan,...) - xidácia benzénu v plynnej fáze > maleínanhydrid (výroba živíc napr. farby) V 2 5 2 C 2 maleín anhydrid - v náterových hmotách

Nové možnosti: H N 2 NH 3 NH 2 Využitie toluénu koksovanie, petrochémia -BTX frakcie extrakcia aromátov izolácia = destilácia N 2 NH 2 NC HN 3 H 2 S 4 H 2 CCl 2 N 2 NH 2 NC TDI 2,4 - dinitrotoluén CH H 2 C 2 vedľajší produkt benzaldehyd

16. Xylény, výroba a použitie Hlavným zdrojom pre xylény je BTX frakcia (pyrolýzny, reformovaný benzín) Xylény oddeľujeme: - orto- superfrakcionáciou, - meta-, para kryštalizáciou (starý proces), pomocou molekulových sít para xylén sa oddelí od meta xylénu, ktorý má väčší priemer molekuly Využitie je pomerne veľké: -XYLÉN Využíva sa hlavne na výrobu ftalanhydridu, oxid. V 2 5 C C alkohol zmäkčovadlo Ftalanhydrid sa používa na výrobu zmäkčovadiel. Reaguje s oktylalkoholom (najlacnejší je 2- etylhexanol) esterifikáciou vznikne dioktylftalát. Aj iné alkoholy sa môžu používať, ale prchajú z hotového výrobku ( napr. z PVC). Ftalanhydrid ovplyvňuje rozmnožovanie, potláča. P-XYLÉN: Zdroj: z BTX frakcie; z extrakcie aromátov - z benzínov alebo z toluénu Jeho využitie je obrovské, vyrobí sa 20 mil. t. ročne Jeho oxidáciou vznikne tereftálová kyselina, ktorá reaguje s etylénglykolom (získame ho pridaním vody k etylénoxidu), za vzniku polymérov. Tieto lineárne molekulové reťazce vytvorené polykondenzáciou esterifikáciou tvoria polyestery (dvojsýtna kyselina reaguje s dvojsýtnym alkoholom). Podľa toho, ako ich spracujeme, máme vlákna (textílie aj so zmesou bavlny) alebo PET fľaše. Je to tá istá látka, len inak spracovaná. Použitím butándiolu sa vyrábajú PBT s tenšou stenou. Použitím 1,3-propíándiolu vznikajú veľmi kvalitné vlákna. CH CH 3 oxid. H C H2 C H2 H CH PET H C C C C C C H H2 H2 H2 H2 n

17. Zemný plyn ako surovina na výrobu chemikálií a automobilových palív Zemný plyn ako surovina je pre chemikov zaujímavá. Výhoda: jeho ťažba je jednoduchšia ako ťažba ropy. Zásoby: Rusko Sibír (35 % svetovej zásoby), Katar (10 % svetovej zásoby), USA, Arabský polostrov (spolu s ropou), Nórsko, Tichomorie, atď. - suchý zemný plyn obsahuje 98 % metánu - mokrý zemný plyn obsahuje 95 % metánu zvyšok etán, propán, butány iné látky : H 2 S, H 2 sa musia odstrániť, voda sa odstraňuje napr. suchým etylénglykolom V SR pri Gbeloch suchý ZP, na východe Slovenska mokrý ZP. Pri súčasnej spotrebe svetové zásoby by mali vystačiť na 50 80 rokov. Doprava: Transportuje sa jednoducho, potrubiami, pod vysokým tlakom; obsahuje však sírne zlúčeniny. Sú veľké rozdiely teplôt medzi jednotlivými krajinami, potrubia občas prasknú, preto sa hľadajú cesty, ako ju skvapaľňovat už na mieste ťažby. Použitie: - najmä ako palivo, zdroj tepelnej energie - petrochemické spracovanie: na výrobu HCN, CS 2,C 2 H 2 a halogénderivátov Hľadá sa cesta, ako priamo premeniť metán na metanol. C-H väzba v metáne je silná, potrebujeme vysoké teploty alebo účinný katalyzátor na roztrhnutie väzby. Žiaľ, hlavným produktom reakcie: CH 4 H C 2 3 H CH 2 C C 2 bez katalyzátora je zmes C a C 2 voda. Súčasná cesta z metánu k formaldehydu:

CH 4 H 2 C 3 H 2 C H 3 H redukcia C 2 H 2 oxidácia CH 2 Výroba syntézneho plynu zo zemného plynu, chemizmus Základom procesu je reakcia metánu s vodou, tzv. parný reforming zemného plynu: 1 000 o C CH 4 H 2 C 3H 2 ΔH = 203 kj/mol (endotermická reakcia), preto treba Ni/Al 2 3 veľmi T a naopak p(vzniká viac mólov) Ni/Al 2 3 Štiepenie vyšších uhľovodíkov: -(CH 2 ) 2 - H 2 --------------> C 2H 2 800 C Napriek tomu, že rovnováhu reakcie priaznivo ovplyvňuje zníženie tlaku, kvôli veľkosti reaktora a ľahšej doprave produktu sa pracuje pri tlaku 3-5 MPa. Výhody použitia vyššieho tlaku( hoci na rovnováhu hlavnej reakcie pôsobí nepriaznivo vyšší tlak): C 2 sa lepšie vymýva, absorpcia pri vyššom tlaku je vo vode účinnejšia, lepšie využitie zariadenia, lebo pri vysokom tlaku stačí menší objem, netreba stláčať produkt, lebo reakcie zo syntézneho plynu prebiehajú pod tlakom Ak produktom má byť vodík, v ďalšom reaktore oxid uhoľnatý reaguje s vodou, ale už pri nižšej teplote, lebo táto reakcia je exotermická. C H 2 -----> C 2 H 2 ΔH = - 41 kj/mol (exotermická reakcia) C 2 sa odstraňuje vypieraním so studenou vodou, zvyšky C 2 s alkalickými roztokmi. Vzhľadom k tomu, že základná reakcia: CH 4 H 2 --------------> C 3H 2 je endotermická, bilancia tepla sa v niektorých procesoch vyrovnáva spaľovaním časti metánu, čo sa realizuje pridávaním vzduchu alebo kyslíka do reakčnej zmesi: CH 4 2 2 -----> C 2 2H 2 ΔH = -803 kj/mol Pri štiepení uhľovodíkov môže vzniknúť aj elementárny uhlík buď rozkladom uhľovodíkov: CH 4 -----> C 2H 2 alebo Boudardovou reakciou 2C -----> C C 2 Vznikajúci uhlík sa s vodnou parou mení na C vodík: C H 2 -----> C H 2