ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 53
Скачиваний: 1
Обычно около половины исходного про дукта превращается в газы пиролиза, идущие на разделение в цех глубокого холода. Дру гая половина представляет собой легкое мас ло, состоящее примерно из 20 процентов бен зольной, 16 процентов толуольной и 11 про центов коилольной фракций. Кроме этого, в легком масле содержится наряду с другими продуктами нафталиновое масло. Из легких фракций по'Сле более четкого разделения по лучают бензол, идущий далее, например, для получения фенола, толуол, из которого могут быть изготовлены взрывчатые вещества, на пример тринитротолуол, ксилолы, из которых далее может быть получена терефталевая кислота — исходный продукт для искусствен ной шерсти — лавсана.
Другие продукты переработки легкого масла также интересны для химии полиме ров. Из нафталина путем его окисления по лучают фталевый ангидрид — один из основ ных продуктов при изготовлении пластиче ских масс и различных лаков.
Экскурсия подходит к концу. Но мы еще не осмотрели производство фенола! Этот цех для нас интересен особенно тем, что именно из этого химического вещества получают и различные пластмассы и адипиновую кисло ту для волокна анид и, как мы уже знаем, анол, идущий для производства капрона. Кроме того, наряду с фенолом в этом цехе получается и ацетон. Эта легкокипящая жид кость применяется как растворитель, напри мер, на фабриках искусственного шелка.
4 |
9 9 |
В быту ацетон используется иногда при -выве дении пятен с одежды. Но ацетон является также исходным продуктом для получения пластмассы, называемой полиметилметакри латом.
Именно из этой пластмассы изготовляют небьющееся органическое стекло и большин ство различных прозрачных изделий ширпо треба.
ТАМ, ГДЕ ПОЛУЧАЮТ ФЕНОЛ
Цех получения фенола узнаем по высокой башне. Это большая градирня, где охлаждает
ся горячая вода одного |
из корпусов. |
В первом из них, где |
происходит алкили |
рование (в нашем случае — соединение бен зола с пропиленом), бензол предварительно сушится и только тогда направляется в реак ционную колонну. Влага в бензоле приведет к завышенному расходу катализатора и во обще может замедлить реакцию.
При температуре +80°С и в присутствии катализатора — хлористого алюминия — мо лекула бензола присоединяет молекулу про пилена. После выхода из зоны реакции, осво бождения от катализатора чистый изопропил бензол подается в цех окисления.
юо
Мы уже видели несколько химических производств, где применялись различные ка тализаторы.
Катализатор — это вещество (или смесь веществ), ускоряющее одни химические про цессы и тормозящее другие. Это объяснение несколько упрощенное. На самом деле теория катализатора очень сложна. Катализ бывает разный: гетерогенный и гомогенный.
Первый заключается в том, что химиче ское взаимодействие молекул происходит практически на поверхности катализатора — примером может служить никелевый катали затор в цехе ¡гидрирования фенола.
Второй характеризуется тем, что химиче ские процессы идут во всем объеме реаги рующих веществ, так как этот катализатор
вних растворим. Он в этом случае вступает
впромежуточные реакции, но остается неиз
менным в конце процесса.
Проделаем простой опыт. Возьмем кусо чек сахару и попробуем его поджечь спич кой. Сахар не загорится, хотя израсхо дуем мы на это занятие целый коробок спичек.
А теперь посыплем на сахар пепел от па пиросы и вновь попытаемся поджечь — сахар загорится. Причина-—в каталитическом дей ствии пепла. Оказалось, что ничтожные ко личества солей в пепле способны обеспечить горение сахара, то есть энергичное соедине ние его с кислородом воздуха. Это пример гетерогенного катализа.
Гомогенный катализ встречается во мно-
101
них химических процессах, например при по лучении сложных эфиров.
После такого отступления вернемся к цеху окисления изопропилбензола. Здесь происхо дит присоединение кислорода к молекуле этого вещества. Процесс идет в больших вы соких колоннах, почти доверху заполненных огнеопасным изопропилбензолом. Реакцион ная масса нагревается и окисляется: ведь че рез нее пропускают воздух, да еще при ис пользовании катализатора. Температура в ко лоннах поддерживается автоматически, путем охлаждения их водой. Вспомните ту большую
градирню, которую мы |
видели подходя |
к цеху,— именно оттуда и |
поступает вода |
для охлаждения. Цех окисления требует от работающих особой внимательности: нару шение режима, перегрев колонн могут вы звать серьезные неприятности. Ведь гидро перекись не только горюча, но и взрыво опасна.
Образовавшийся раствор гидроперекиси поступает в другой цех, где под действием серной кислоты происходит ее разложение на Знакомые нам фенол и ацетон.
Да, большой путь проходят вещества, со держащиеся в нефти, чтобы еще только обра зовалось сырье для получения полимеров. А сколько предстоит вынести им до превра щения в высокополимерное соединение, в го товое изделие!
Мы познакомились с технологией произ водства тяжелого органического 'Синтеза — фундаментом ©сей современной химической
102
промышленности, от которого зависит ¡в ко нечном ючете развитие всех отраслей народ ного хозяйства.
Новые задачи — новые материалы. Новые материалы — новая технология. Здесь нет пре дела (совершенству. Именно об этом говорил крупный ученый академик Н. М. Жаворон ков с трибуны 35-го международного конгрес са по промышленной химии.
Партия и правительство уделяют большое внимание развитию химии. Достаточно ска зать, что валовая продукция важнейших от раслей химической промышленности возра стает к 1970 году по сравнению с 1963 годом в 3 — 3,3 раза. За эти семь лет будет построе но примерно 200 новых и реконструировано свыше 500 действующих предприятий.
СОРЕВНУЯСЬ С ПРИРОДОЙ
В 1735 году Парижская академия наук направляет экспедицию для измерения дуги меридиана, пересекающего Южную Америку.
В составе экспедиции был молодой уче ный Шарль Кондамин. Помимо выполнения своих непосредственно географических за
104
даний, он сделал ряд интересных описаний. Так, Шарль Кондамин довольно подробно описал каучук и методы получения из него многих полезных вещей; он прислал в Париж темную смолообразную массу — сырой каучук.
Некоторое время в Европе не удавалось из каучукового латекса (млечного сока кау чукового дерева) изготовлять предметы, кото рые с успехом делали в Южной Америке, потому что он портился от длительного пу тешествия через океан в Европу.
Латекс оказался сложной системой мель чайших капа\ек каучука в воде (примерно две пятых, остальное составляла вода и не большие количества других веществ). Латекс можно сравнить с молоком, в котором также находятся мельчайшие взвешенные частички жира и белка. Молоко вначале расслаивает ся, на его поверхности собираются сливки. Потом свертывается, окисает и из него полу чается простокваша. Нечто подобное проис ходило и с латексам каучука.
Нужно было искать какие-то новые пути переработки каучука, отличающиеся от про стого использования латекса. И эти пути со временем были найдены.
Макэ и Эриосан в 1761 году показали, что каучук растворим в скипидаре и еще лучше в серном эфире. Однако высокая стоимость растворителей несколько сдерживала разви тие производства.
В 1823 году англичанин Макинтош предло жил более дешевый и простой раствори
105
тель — бензол. Фабрика, основанная им, на чала выпускать плащи из ткани, пропитанной растворами каучука. Эти плащи так и стали называться макинтошами.
В 1832 году такая фабрика была построе на и в Петербурге.
Эти первые плащи в жаркие дни станови лись липкими и неприятно пахли, зимой же были жесткими и могли даже ломаться.
Ученые нашли способ борьбы с этим неже лательным явлением. Опыты Людерсдорфа (1832 г.) и Чарльза Гудьира (1839 г.) по введе нию в каучук серы привели к получению эластичного материала.
Так, 125 лет тому назад был открыт про цесс вулканизации каучука, ставший ныне обязательным при изготовлении резиновых изделий: от ученического ластика до слож ных резиновых деталей, применяемых в самолетостро ении.
В тридцатых годах прошлого столетия бы ло сделано еще одно важнейшее открытие, заложившее фундамент современной рези новой промышленности,— явление пластика ции.
В Европу латекс доставлять не умели, а привозили различные готовые изделия из кау чука: бутылки, фляжки, резиновые шары, листы каучука. Ученый Генкок заметил, что куски каучука по свежему срезу прочно оклеиваются друг с другом. Это позволяло путем соединения отдельных кусочков кау чука изготовлять изделия различных форм.
Поскольку резка каучука вручную дело
106
1
трудоемкое, Генкок сконструировал для это го специальную машину: она представляла собой полый цилиндр, ¡в котором вращался вал с зубьями, были зубья и на внутренней поверхности цилиндра. Генкок предполагал, что с помощью такой «мясорубки» относи тельно просто будут получены кусочки кау чука. Но каково было его удивление, когда вместо этого каучук собрался в однородную
ипластичную массу. Из нее стало возмож ным изготовлять издания разной формы, да
ирастворяться каучук стал легче, потому что при такой обработке его макромолекулы становятся несколько короче и между ними рвутся некоторые поперечные связи.
Но каучук — еще не резина. Он становит ся ею только после ряда технологических операций: введения в каучук различных на полнителей, добавок, присадок, после вулка низации. Большой и сложный путь проходит каучук, пока не превратится в автомобиль ную шину, пару галош, детский мячик.
БЕЛАЯ САЖА
Каучук является типичным высокомоле кулярным соединением. Однако его макромо лекула имеет особое строение, которое и
107