|
|
|
Главная --> Справочник терминов Насыщенный углеводород Принципиальная схема абсорбционной холодильной машины приведена на рис. 43. При сравнении схем парокомпрессионной и абсорбционной холодильных машин, обнаруживается их основное отличие — различные способы сжатия паров хладагента после испарителя — и выясняется понятие «термокомпрессор». Пары хладагента из испарителя И поступают в абсорбер А, где поглощаются растворителем при отводе теплоты абсорбции (см. рис. 43). Процесс поглощения паров хладагента в абсорбере соответствует всасыванию в компрессор' в схеме парокомпрессионной холодильной машины. Насыщенный растворитель из нижней части абсорбера насосом Я через теплообменник Т-0 подается в кипятильник К. За счет подвода теплоты Qw к кипятильнику большая часть хладагента испаряется из насыщенного раствора и в виде паров под высоким давлением уходит из отпарной колонны в конденсатор ХК. Процесс испарения хладагента в кипятильнике соответствует сжатию паров в компрессоре ПХМ. температуре 140—150 °С и давлении 0,7—1 МПа. Исходное сырье вводится в среднюю часть экстрактора Э-1, представляющего собой колонну с перфорированными тарелками. Растворитель подается в верхнюю часть экстрактора. Из нижней части насыщенный растворитель через камеру однократного испарения И-1 поступает в отпарную колонну К.-1, где при давлении, близком к атмосферному, осуществляется процесс экстрактивной ректификации. Из верхней части этой колонны отводятся практически все содержащиеся в насыщенном растворителе неароматические углеводороды вместе с некоторой частью ароматических углеводородов и воды. Поток, выходящий из верхней части отпариой колонны, объединяется с потоком, выходящим из камеры однократного испарения, и после охлаждения и отделения воды в разделительной емкости Е-1 направляется в нижнюю часть экстрактора, образуя орошение. Из средней части отпарной колонны выводятся чистые ароматические углеводороды (экстракт), которые отделяются от воды в разделительной емкости Е-2. Вода из разделительных емкостей Е-1 и Е-2 поступает в сборник Е-3, а оттуда направляется в теплообменник Т-1, где нагревается за счет теплоты насыщенного растворителя. Полученная в теплообменнике пароводяная смесь направляется в нижнюю часть отпарной колонны /С-/ для улучшения процесса выделения углеводородов из растворителя. Освобожденный от углеводородов растворитель подается в верхнюю часть экстрактора Э-1. Деароматизированный продукт — рафинат, выходящий из верхней части экстрактора, охлаждается и направляется в нижнюю секцию промывной колонны К-2 для удаления следов растворителя. В верхней секции этой колонны проводится промывка ароматического экстракта, выведенного из средней части отпарной колонны К.-1. Промывная вода поступает в верхнюю часть колонны К-2 и последовательно проходит обе ее секции. Бутан-бутеновая фракция поступает в испаритель /, где испаряется за счет теплоты циркулирующего растворителя и направляется в зависимости от состава на 8-ю, 12-ю или 16-ю тарелку колонны 4^ Бутен-бутадиеновая фракция поступает в испаритель 3, обогреваемый горячим десорбированным растворителем, а затем в колонну 4* на 38-ю или 42-ю тарелку. Колонны 4г и 42 работают как одна колонна с общим числом тарелок 132. Насыщенный растворитель из куба колонны 4t насосом 6 перекачивается в верхнюю часть колонны 42, а пары с верха колонны 42 поступают в нижнюю часть колонны 4г. Колонна 4Z снабжена кипятильником 5, колонна 4г — дефлегматором 7. Растворитель — безводный диметилформамид (ДМФА) — из емкости 2 подается в верхнюю часть колонны 7г. ДМФА селективно .экстрагирует бутадиен и органические ацетиленовые соединения. Менее растворимые компоненты, главным образом бутан и бутены, отбираются из верхней части колонны и направляются на дальнейшую переработку. Насыщенный растворитель из куба колонны /2 поступает в десорбционную колонну 10, в которой поглощенные компоненты отгоняются от растворителя. Десорбированный растворитель из куба колонны 10 используется для обогрева кипятильников и испарителей исходной бутен-бутадиеновой фракции, затем собирается в емкость 2 и вновь подается на экстрактивную ректификацию. В емкость 2 для подпитки вводится свежий ДМФА. Насыщенный растворитель из куба колонны '21 подается в де- Из верха колонны 14 отводится БББФ, возвращаемая в рецикл. Содержание бутадиена в этой фракции не более 0,5 % (масс). Насыщенный растворитель из куба колонны за счет разности давлений поступает в десорбционную колонну 19, где происходит выделение бутадиеновой фракции из насыщенного ДМФА. Пары углеводородов вместе с Парами ДФМА поступают в дефлегматор 21, где в основном конденсируется ДМФА. Парожидкостная смесь собирается в емкость 22, откуда ДМФА насосом 23 возвращается в колонну 19,. пары бутадиена компримируются и направляются в колонну 27 на очистку от ацетиленовых соединений. Часть горячего десорбированно-го ДМФА из куба колонны \19 отводится на регенерацию, а основной поток ДМФА идет на обогрев кипятильников 42 и 48, затем собирается в емкость 11, из которой насосом 12 возвращается на экстрактивную ректификацию. В емкость 11 вводится также свежий ДМФА. Для снижения термополимеризации в емкость // вводится ингибитор. '. Перед конечной стадией процесса обработки—удалением двуокиси углерода — газ еще раз охлаждается и осушается. Абсорбер двуокиси углерода применяется в основном того же типа, что и в других процессах получения ЗПГ, т. е. для абсорбции кислых газов используются растворы аминов. Отработанный насыщенный растворитель подогревается, и поглощенная двуокись углерода отделяется в разделительной колонне для того, чтобы регенерированный раствор можно 'было использовать повторно. Содержание двуокиси углерода в газах снижается примерно от 17 до 0,5—1 об. %. аммиачная вода от очистки коксовых газов содержит главным образом обычный фенол и лишь небольшие количества более высокомолекулярных фенолов. В некоторых случаях экономически целесообразно выделять фенолы из аммиачной воды. Широко используют для этой цели процессы экстракции фенольных компонентов бензолом или не содержащей фенолов фракцией смолы. Растворитель регенерируют перегонкой и используют повторно, фенолы получают как остаток перегонки. По другому методу насыщенный растворитель можно нейтрализовать водным раствором едкого натра, после чего растворитель и водный раствор фенолята натрия разделяют в отстойниках. Затем из водной фазы фенолы выделяют добавкой серной кислоты. Насыщенный растворитель выводится с низа второй секции абсорбции и отпаривается от кислых газов путем обогрева глухим паром в обычной отпарной или регенерационной колонне. После охлаждения растворитель возвращается на верх абсорбера. После удаления диацетилена газы поступают в другой абсорбер с диметилформамидом, где поглощается ацетилен. Насыщенный растворитель идет в десорбер, где давление снижается до 1,7 am и где выделяются GO, На, CHi и часть ацетилена. При последующей десорбции растворителя в отдельных досорберах выделяется весь ацетилен, для чего применяют вакуум и подогрев растворителя до 80°. В диметилформамиде еще остаются после этого гомологи ацетилена, для удаления которых диметилформамид подогревают до 120° при пониженном давлении (0,2 am). Этилен поступает в абсорбер при температуре —30° и давлении 19 am противотоком к нисходящему потоку растворителя. В абсорбере используется насадка, обеспечивающая большую плотность контакта газа и растворителя. Насыщенный растворитель проходит через теплообменник и направляется в десорбер, где выделяются менее растворимые компоненты. Из десорбера растворитель направляется на регенерацию в отдельную колонну. Компоненты разделяемой смеси бензол— насыщенный углеводород При промышленной этерификации высокомолекулярных алифатических или нафтеновых спиртов серной кислотой [12] целесообразно вводить инертный растворитель, например четырех-хлористый углерод или насыщенный углеводород. В этом случае реакционная смесь состоит из двух слоев, в одном из которых содержится избыток серной кислоты, а в другом—сложный эфир и растворитель. Прибавление спирта, например н-бутилового, к реакционной смеси, полученной при этерификации цетилового или олеилового спиртов, способствует отделению кислого эфира от избытка серной кислоты. При последующем прибавлении воды образуются два слоя, причем практически вся серная кислота уходит в водный слой [13]. С целью удаления кислоты рекомендуется [14] к реакционной смеси прибавлять глицерин или его Природный газовый конденсат, сепарируемый из низкокипящих этана и метана, и конденсат, сепарируемый из высококипящего бензина, состоят из насыщенного углеводорода — пропана, который составляет основную массу СНГ. В гораздо меньшем количестве в нем присутствует насыщенный углеводород С4 (изо-•бутан и нормальный бутан). Соотношение между этими компонентами меняется от месторождения к месторождению природного газа: Дизельные топлива оцениваются по температуре их воспламенения и характеризуются цетановым числом. Максимальный показатель воспламеняемости, условно принятый равным 100, имеет цетан — насыщенный углеводород с прямой цепью и углеродным числом CIG, минимальный показатель, принятый равным О,— ненасыщенный эквивалент цетана. Мы должны сделать еще одну оговорку. Говорить о современной органической химии, пользуясь полными структурными формулами с обозначением всех атомов, технически невозможно. Поэтому мы будем широко пользоваться языком сжатых формул, повсеместно применяемых сейчас в химической литературе. Для тех, кто но привык к такой записи структур, приводим краткую расшифровку наиболее распространенной символики. Основой ее является написание структур, при котором атомы углерода в скелете молекулы не изображают совсем, ограничиваясь лишь штрихами, изображающими связи. Точка, от которой отходят символы валентных связей, означает атом углерода и присоединенные к нему водородные атомы, число которых определяется четырехва-лентпостью углерода (для радикалов и ионов — на один меньше). Так, насыщенный углеводород Начнем прежде всего с вопроса о том, что такое вообще «функциональная группа». В основе структуры типичных органических соединений лежит углеродный скелет, которому может быть поставлен в соответствие некоторый насыщенный углеводород (алкан или для циклических структур циклоалкан). Часть атомов водорода в этом родо-начальном углеводороде может быть заменена другими атомами, атомными группами или кратными углерод-углеродными связями. Результатом таких замен и является появление в молекуле функциональных групп, а их конкретная природа определяет отнесение данного соединения к определенному классу (спирты, кетоны, олефины, ацетилены и т. п.). Разумеется, сами алканы (и тем более циклоалкапы) вовсе не являются «мертвыми» образованиями, и их превращения общеизвестны. Достаточно напрм-иить о таких реакциях, как хлорирование, нитрование, окисление, не говоря ужо об участии углеводородных остатков в реакциях, начинающихся с функциональной группы (например, в реакциях изомеризации углеводородного остова). В этом смысле понятие «функциональная группа» несколько условно, однако оно имеет вполне ре- Ликопин. Красная окраска помидоров, плодов шиповника и многих других плодов обусловлена главным образом наличием ликогшиа. Его эмпирическая формула С4оН56. Он имеет 13 двойных связей, которые могут быть каталитически восстановлены, в результате чего образуется насыщенный углеводород C4oHg2. Это показывает, что ликопин является алифатическим углеводородом. При его озонировании образуется около 2 молекул ацетона, при окислении хромовой кислотой— 6 молекул уксусной кислоты; при расщеплении в иных условиях удалось обнаружить метилгептенон (СН3)2С = СНСН2СН2СОСНз, а также многократно ненасыщенный альдегид (ликопиналь); при окислении перманганатом наряду с уксусной кислотой получается янтарная кислота. Эти данные делают весьма вероятной следующую формулу строения ликопина (Каррер): Желчные камни, которые обычно содержат в качестве основной составной части холестерин, могут служить исходным материалом для его получения. Холестерин представляет собой кристаллический оптически активный одноатомный спирт (т. пл. 148°, [a]D—36° в СНС13). Наличие в нем углерод-углеродной двойной связи может быть доказано бромиро-ванием и каталитическим гидрированием. Гидроксильная группа в холестерине является вторичной, поскольку дегидрирование этого спирта окисью меди при 300° или по Оппе-науэру грег-бутилатом алюминия и ацетоном приводит к кетону — холестенону. Путем восстановления холестенона можно получить насыщенный углеводород Сг7Н48, холестан. Формулы строения можно записать различными эквивалентными способами. Например, неразветвленный четырехуглерод-ный насыщенный углеводород бутан можно изобразить с помощью любой из приведенных ниже формул: Начнем прежде всего с вопроса о том, что такое вообще «функциональная группа». В основе структуры типичных органических соединений лежит углеродный скелет, которому может быть поставлен в соответствие некоторый насыщенный углеводород, алкан (для ациклических) или циклоалкан (для карбоциклических соединений). Эти родоначальные углеводороды по известным причинам химически довольно инертны. Введение в их молекулы ге-тероатомов или кратных связей резко изменяет картину реакционной способности соединений, и именно реакции таких участков молекулы и определяют химическое лицо образуемых производных. Конкретная природа подобных реагирующих сайтов, функциональных групп, и определяет отнесение данного соединения к определенному классу (спирты, кетоны, олефины, ацетилены и т. п.). Разумеется, сами алканы (а тем более циклоалканы) вовсе не являются «мертвыми» образованиями, и их участие во всевозможных превращениях достаточно общеизвестно. Вспомним хотя бы о таких практически важных реакциях, как окисление, хлорирование и нитрование парафинов, или их разнообразные превращения в условиях гетерогенного катализа. В этом смысле понятие «функциональная группа» несколько условно, однако оно имеет вполне конкретное содержание, так как основные синтетические методы строятся на превращениях с участием строго определенного участка молекулы, содержащего функциональную группу при неизменности остальной ее части. Совершенно другая и достаточно необычная возможность активации фрагмента С—Н была обнаружена Б ходе исследований некоторых бицикли-ческих углеводородов и средних циклов. Например, насыщенный углеводород — бицикло[4.4.4]тетрадекан (200) при 40°С реагирует даже с уксусной кислотой с выделением водорода и образованием исключительно стабильно-  Нейтрализуют углекислым Неароматических соединений Небольших давлениях Небольших масштабах Небольшими изменениями Небольшим давлением Небольшим разложением Небольшой перегонной Наблюдается исчезновение |
- |
Навигация