Справочник химика 21. Изопрен получение

Способы получения изопрена

Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Изопрен в промышленности получают по «диоксановому» методу, состоящему из двух стадий. На первой из одного моля 2-метилпропена и двух молей метаналя (формальдегида) получают гетероциклическое соединение:

На второй стадии гетероцикл разлагают при повышенной температуре:

Второй метод заключается в дегидрировании 2-метилбутана:

Третий метод, предложенный А.Е. Фаворским, основан на взаимодействии ацетона (пропанона, диметилкетона) с ацетиленом в присутствии твёрдой щёлочи при температуре 5 – 20оС:

Полученный 2-метилбутин-3-ол-2 гидрируют водородом на катализаторе Линдлара:

Образовавшийся диметилвинилкарбинол (2-метилбутен-3-ол-2) дегидратируют на оксидном катализаторе:

Изопрен (2-метилбутадиен-1,3). Его температура плавления – 146ОС, температура кипения +34,08ОС. Смешивается во всех отношениях с этанолом и диэтиловым эфиром. В воде растворим плохо. Плотность жидкого изопрена при 20ОС 0,681 г / мл.

Изопрен вступает во все те же реакции, в которые вступает 1,3-бутадиен (см. стр.6 – 8 ) и другие сопряжённые алкадиены. Как и они изопрен вступает так же в реакции с диенофилами, например, с малеиновым ангидридом (реакция Дильса-Альдера):

Полимеризация изопрена с получением соответствующего стереорегулярного каучука показана на стр.8

Вулканизация каучуков – получение резины и эбонита

Вулканизацией называется процесс нагревания каучуков тщательно перемешанных с серой или серусодержащими соединениями, такими, например, как тиурам:

Смесь нагревают при температуре 130 – 160ОС. При этом между макромолекулами каучука образуются связи типа:

и даже полисульфидные связи:

если массовая доля серы в смеси велика. Ниже показан процесс вулканизации на примере получения резины из бутадиенового (дивинилового) каучука. Ради простоты все поперечные связи показаны через один атом серы. На самом деле там могут быть и дисульфидные мостики, а если получают эбонит, то и мостики, содержащие 8 атомов серы.

Резина – упругий материал, широко применяемый для изготовления шин для автотракторной техники и самолётов, для транспортёрных лент и перил эскалаторов. А так же для изготовления шлангов, уплотнителей, костюмов водолазов и химической защиты, лодок,обуви.

Для получения резины массовая доля серы в смеси с каучуком должна быть в пределах от 0,5 до 7%.

Эбонит – материал тёмно-бурого или чёрного цвета. Диэлектрик, хорошо поддаётся всем видам механической обработки, не гигроскопичен, не абсорбирует газов, стоек к действию кислот и щелочей, набухает в сероуглероде (CS2) и жидких углеводородах. При 70 – 80ОС размягчается. Выше 200ОС обугливается, не плавясь. Весьма горюч, в связи с чем всё чаще заменяется другими материалами.

Для получения эбонита массовая доля серы в смеси с каучуком должна быть не меньше 15%, но может достигать и 34%.

Эбонит применяется для изготовления электротехнических изделий, аккумуляторных банок, тары для хранения кислот и щелочей.

Содержание

Тема или раздел темы	Стр.
Алкадиены – определение и классификация
Алкадиены с кумулированными двойными связями
Аллен, его физические свойства
Электронное строение аллена
Пространственное строение аллена
Химические свойства аллена. Присоединение воды. Кето-енольная таутомерия
Присоединение других полярных молекул к аллену
Изолированные алкадиены. Реакции присоединения к ним неполярных и полярных молекул.
Ионное гидрирование несимметричных изолированных алкадиенов. Реакция Курсанова – Парнес. Селективность в этой реакции
Сопряжённые алкадиены. Дивинил. Его электронное строение.
Пространственное строение дивинила.
Присоединение неполярных ( Н2, Cl2, Br2 и I2) и полярных молекул к сопряжённым диенам по положениям 1 – 4 и 1 – 2. Селективность в этой реакции
Реакция дивинила с водородом
Реакция изопрена с бромом
Зависимость числа продуктов реакции присоединения неполярных молекул от наличия или отсутствия симметрии в строении сопряжённых диенов
Зависимость числа продуктов реакции присоединения полярных молекул от строения сопряжённых диенов
Реакция дивинила с хлороводородом
Реакция изопрена с водой
Полимеризация сопряжённых алкадиенов
Получение нестереорегулярного бутадиенового каучука
Получение стереорегулярного изопренового каучука
Катализаторы Циглера - Натта
Способ получения хлоропрена, его полимеризация и вулканизация
Вулканизация хлоропренового каучука
Свойства и применение хлоропренового каучука
Способы получения 1,3-бутадиена
Физические свойства 1,3-бутадиена
Способ получения дивинила из этилового спирта по С.В. Лебедеву
Двухстадийный способ получения дивинила путём дегидрирования этанола и дегидратирования смеси этанола и этаналя
Способ получения дивинила из бутан-бутиленовой фракции попутных газов нефти
Способы получения изопрена
«Диоксановый» метод получения изопрена из 2-метилпропена и двух молей метаналя
Способ получения изопрена путём дегидрирования 2-метилбутана
Способ получения изопрена по Фаворскому из ацетона и ацетилена путём гидрирования получившегося на первой стадии 2-метил-3-бутин-2-ола
Физические и химические свойства изопрена
Реакция изопрена с малеиновым ангидридом - реакция Дильса-Альдера
Вулканизация каучуков – получение резины и эбонита
Применение резины
Эксплуатационные свойства эбонита и его применение
Содержание

megapredmet.ru

Способы получения изопрена - Справочник химика 21

Метилбутадиен-1,3, изопрен [СН2 = С(СНз)СН = СН2], представляет собой жидкость. Он служит исходным веществом для производства полиизопрена— синтетического каучука, строение которого соответствует натуральному каучуку (разд. 7.7.1.4). Один из способов получения изопрена исходит из ацетона и этина. [c.251]

В последние десятилетия разработан промышленный синтез и изопренового каучука, по строению и свойствам полностью воспроизводящего природный. Современный промышленный способ получения изопрена основан на дегидрировании изопентана, который может быть выделен пз нефти [c.257]

Синтез изопрена из ацетилена и ацетона. А. Е. Фаворский [79] разработал способ получения изопрена из ацетилена и ацетона. Процесс включает три стадии [c.617]

Хотя уже давно известно, что изопрен является основным звеном для построения макромолекул натурального каучука, однако лишь в последние десятилетия научились синтезировать из изопрена каучук, по комплексу свойств близкий к натуральному. До организации промышленного производства стереорегулярного изопренового каучука изопрен использовался в промышленности СК в незначительных количествах. За последние годы в Советском Союзе были созданы крупные промышленные производства изопрена. Из большого числа способов получения изопрена до стадии промышленной реализации доведены следуюш,ие [c.74]

Проанализировав табл. 4.4, можно убедиться, что наиболее рентабельными способами получения изопрена являются окислительное дегидрирование изопентана и выделение изопрена из фракции С5 пиролиза жидких нефтепродуктов. Эти методы характеризуются наименьшими капитальными вложениями, сниженной себестоимостью выпускаемой продукции и уменьшенными затратами энергоресурсов. [c.101]

Изопрен можно получать различными путями, но в настояш ев время наиболее хорошо разработанным и освоенным способом получения изопрена является синтез его из изобутилена и формальдегида через 4, 4-диметилдиоксан-1, 3 [c.251]

Существует несколько способов получения изопрена [c.253]

На установке для получения изопрена, которая строится сейчас в США фирмой Шелл , этот продукт предполагается получать из ненасыщенных углеводородов С5 бензиновых фракций путем дальнейшего их дегидрирования до диолефинов. Однако такой способ получения изопрена может применяться лишь в некоторых случаях, поэтому следует кратко рассмотреть другие возможные пути промышленного получения изопрена, в том числе и получение его из этилена или пропилена или из смеси двух этих олефинов. [c.60]

На рис. 8 показаны некоторые процессы, которые могут привести к созданию новых промышленных способов получения изопрена. Первый процесс приводит к образованию одновременно с изопреном пиперилена и нормальных пентенов. Пиперилен промышленного применения не находит. В недавно опубликованном патенте [23] описан процесс превращения пиперилена в изопрен путем гидрирования его до пентенов, с последующим отделением и-пентенов, изомеризацией их в изопентены и затем дегидрированием изопентенов в изопрен. [c.60]

Пиролиз может проводиться при температурах 700—800° С (лучше при температурах ближе к верхней границе интервала) в присутствии водяного нара или других разбавителей в реакторах из нержавеющих сталей, не содержащих никеля, или из сталей, содержащих никель, но предварительно обработанных или дезактивированных сернистыми соединениями. Указанная в патенте избирательность, или эффективность процесса, не очень высока. Выход изопрена составляет около 40% при глубине превращения 65%, но если эти показатели удастся повысить, то можно будет получить очень интересный промышленный способ получения изопрена. [c.62]

Если димер пропилена (2-метилпентен-1) выводить из реакционного объема, то процесс протекает каталитически и димеризовать пропилен молшо небольшим количеством алюминийалкила [7—9] или же комплексным соединением — алюминийалкил соль никеля [9, а, б]. В последнее время димеризация пропилена привлекает большое внимание в связи с разработкой нового способа получения изопрена, первой стадией которого является получение 2-метилпентена-1. При изомеризации последнего и деметанизации образующегося 2-метилпентена-2 можно с высокими выходами получить изопрен [c.176]

С. В. Лебедев выбрал бутадиен для получения синтетического каучука потому, что в то время не было известного простого способа получения изопрена [c.205]

Изопрен получается несравнимо труднее бутадиена. Это и является одной из причин ограниченного технического применения изопрена. Способы получения изопрена могут быть резюмированы следующим образом. [c.947]

Экономическая оценка различных способов получения изопрена приведена в табл. 45 72, 74]. [c.51]

Я не перечисляю предложенных способов получения изопрена их очень много они подробно изложены в упоминавшейся уже монографии Кондакова Синтетический каучук . Судя по публику- [c.84]

Начиная с 1912 г. на опытной станции завода Богатырь (ныне Красный богатырь ) в Москве И. И. Остромысленский с сотрудниками проводил экспериментальные работы по получению синтетического каучука из разного исходного сырья (этиловый спирт, нефтепродукты и т. д.). Им был предложен также способ получения изопрена. [c.17]

Возможность получения изопрена не исчерпывается приведенными выше методами. Если учитывать только важнейшие варианты того или иного превращения (в одну или несколько стадий, в жидкой или паровой фазе, основные типы катализаторов и т. п.), то число известных в настоящее время методов синтеза изопрена, безусловно, будет измеряться сотнями. Достаточно сказать, что еще в работе [9], опубликованной в 1938 г., перечислено 39 способов получения изопрена. В обзоре Бэйли [8] описано 43 способа, Хара [10] — более 60 и т. д. Естественно, что одни из этих методов так и не вышли за рамки лабораторных синтезов, другие безнадежно устарели и только часть из них имеет перспективу практического использования. [c.8]

Пиролиз углеводородов. Термическое разложение многочисленных индивидуальных углеводородов является одним из самых старых способов получения изопрена. Однако в настоящее время практическую ценность, по-видимому, имеет только высокотемпературный (650—750 °С и выше) пиролиз нефти и некоторых нефтепродуктов, когда изопрен получается в смеси с другими углеводородами Св в виде небольшой доли легколетучего продукта (от 5 до 20% от этилена), основное количество которого составляют этилен и пропилен. Состав Св-фракций пиролиза, а также методы выделения из них изопрена рассматривались выше. [c.283]

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРЕНА [c.9]

Способ получения изопрена из изобутилена и формальдегида, разработанный впервые в нашей стране [36] и уже освоенный промышленностью, состоит из двух стадий [c.10]

Наиболее сложная вторая стадия. В. Ф. Кучерову удалось найти более эффективный путь ее проведения. Этот способ получения изопрена в промышленном масштабе пока не реализован, хотя, по частным сообщениям, в Италии имелась укрупненная опытная установка. [c.10]

Каталитическое дегидрирование является основным методом получения бутадиена и изопрена, а также изобутилена и стирола. По всем данным, методы окислительного дегидрирования, как наиболее экономичные, будут, вероятно, постепенно вытеснять обычное дегидрирование. Окислительное дегидрирование изопентана, вероятно, окажется наиболее рентабельным способом получения изопрена. В последующих главах будут рассмотрены физико-химические основы разных способов дегидрирования н-бутана и изопентана. [c.12]

В Германии были разработаны способы получения изопрена и дивинила из ароматических и гидроароматических соединений. Так, изопрен получался из и-крезола [158] [c.152]

После второй мировой войны способ получения изопрена по схеме, предложенной А. Е. Фаворским, был осуществлен в промышленном масштабе в Италии для цел .шв.теза каучука и в Швейцарии для синтеза витаминов. [c.259]

Один из способов получения изопрена — взаимодействие изобутилена с формальдегидом. В присутствии [c.47]

Изопрен (2-метил-1,3-бутадиен) в последнее время вновь привлек к себе внимание благодаря тому, что на его основе в присутствии 0,1% лития при 40—50° или мюльхеймского катализатора полимеризации (комбинация три-алкилалюминия и хлористого титана) можно получить синтетический каучук, вполне идентичный натуральному и благодаря чистоте даже превосходящий его в некоторых свойствах. В присутствии лития происходит 1,4-полимеризация с предпочтительной i u -копфигурацией двойной связи. Полиизоирено-вый каучук, называемый в США корал-каучуком или америполом SN, не получил еще широкого промышленного значения из-за отсутствия дешевого способа получения изопрена. [c.91]

В течение некоторого времени в технике применялся способ получения изопрена из изобутена и формальдегида. Формальдегид взаимодействует с изобутепом в присутствии 20%-ной серной или 40%-ной фосфорной кислоты при комнатной температуре с примерно 60%-ным выходом 4,4-диметилдиок-сана-1,3, который затем при пропускании над фосфорнокислым катализатором при 220° разлагается на изопрен, формальдегид и воду. [c.92]

З-метнл-З-гидроксябутена-1 над окисью алюминия при 300° с выходами до 80—95% [124]. Этот способ получения изопрена является отличным препаративным методом. [c.413]

Предусматривается внедрение одностадийного способа получения изопрена из изобутилена и формальдегида, а также получение изопрена через диолы. В производстве изопрена из изопептапа предусматривается внедрение метода окислительного дегидрирования изопептапа в изоамилепы. [c.3]

Эта стадия осуществляется в присутствии бромистого водорода (молярное отношение НВг СбН12 = 0,06) в присутствии водяного пара при 650— 800° С и времени контакта 0,05—0,3 сек. Расщепление происходит селективно преимущественно по связи С—С, находящейся в р-положении по отношению к двойной связи, так как эта связь обладает наименьшей электронной плотностью. Этот процесс рассматривается как конкурентноспособный с другими способами получения изопрена. Он осзш1 ествлен на заводе синтетического каучука в Бомонте в США. [c.184]

Общий объем выработки изопрена оценивается в капиталистических странах около 1 млн. т. Основные способы получения изопрена, кроме пиролиза углеводоров [c.5]

Нашел применение также способ попучеция И. из ацетилена и ацетона. Последние взаимодействуют друг с другом, образуя диметнлацотиленилкарбидол, к-рый гидрируют и затем дегидратируют. Разр11батываются способы получения изопрена нз этилена и пропилена, этилена и бутиленов и др. [c.406]

Для производства изопрена применяют те же три метода, как и в случае бутадиена-1,3 (выделение из продуктов пиролиза, дегидрирование изопентеновой фракции и дегидрирование изопентана), однако из-за сложности состава и значительных трудностей в разделении исходных или получаемых фракций до сих пор сохраняют значение синтетические способы получения изопрена. Важнейшим из них является синтез из изобутена и формальдегида [c.466]

Важным в практическом отнощении примером явилось применение газовой хроматографии для анализа ацетилена и его производных в смеси с высокояолярными веществами — водой и аммиаком. В ходе разработки метода производственного контроля способа получения изопрена из ацетилена и ацетона [10] было осуществлено газо-хроматографическое разделение содержащих ацетон смесей ацетилена с аммиаком, а также водных смесей продуктов селективного гидрирования диметилэтинилкарбинола (рис. 5). При этом были использованы колонки с нолиэтиленгликолем, нанесенным на хлористый натрий [11]. Гидрофобный характер поверхности и низкая адсорбционная способность хлористого натрия обеспечили малое зремя удерживания и удобную для количественной оценки форму пиков воды и аммиака. Химически инертность Na l позволила применить колонки [c.282]

А. Е. Фаворский работал также непосредственно в области синтеза каучука. Им был разработан оригинальный способ получения изопрена из ацетона и ацетилена, а также предложен метод получения синтетического хлоризопренового каучука. [c.15]

Особый интерес представляет разработанный фирмой Гудьир способ получения изопрена из изогексенов, заключающийся в том, что последние разлагают в присутствии небольших количеств инициатора (бромистого водорода или сульфида), водяного пара и стабильного в условиях крекинга углеводорода бензола, толуола, [c.193]

Из многих известных способов получения изопрена [1] в отечественной промышленности применяют следующие [2, 3] синтез из формальдегида и изобутилена (через стадию образования ди-метилдиоксана) каталитическое дегидрирование изопентана по схеме изопентан—изоамилен—изопрен. К перспективным способам следует отнести получение изопрена димеризацией пропилена с последующей деметанизацией метилпентена. [c.212]

ДВУХСТАДИИНЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРЕНА ПУТЕМ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ИЗОПЕНТАНА [c.58]

При пиролизе нефтепродуктов и осуществлении реакций дегалогенирования получалось некоторое количество алленов. Поэтому делались попытки изомеризовать их в изопрен. Это превращение было использовано в техническом способе получения изопрена из изопропи.иацетилена, предложенном немецкими учеными [155—157] [c.152]

chem21.info

Формула Изопрена структурная химическая

Структурная формула

Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: C5H8

Химический состав Изопрена

Символ Элемент Атомный вес Число атомов Процент массы

C	Углерод	12,011	5	88,2%
H	Водород	1,008	8	11,8%

Молекулярная масса: 68,119

Изопрен (2-метилбутадиен-1,3)- ненасыщенный углеводород, принадлежащий к диеновому ряду, представляющий собой бесцветную летучую жидкость с характерным запахом. Является мономером натурального каучука, остаток его молекулы входит во множество других природных соединений — изопреноидов, терпеноидов и т. д. Изопрен растворим во многих органических растворителях, например, с этиловым спиртом смешивается в произвольном соотношении. Плохо растворим в воде. При полимеризации образует изопреновые каучуки и гуттаперчи. Изопрен также вступает в различные реакции сополимеризации. Основное применение в промышленности — синтез изопреновых каучуков, некоторых медицинских препаратов, душистых веществ.

Получение изопрена

Устаревшие методы

Изопрен был впервые получен Уильямсом в 1860 году путём пиролиза натурального каучука. Наиболее распространённым способом получения изопрена в лабораторных условиях было термическое разложение скипидарного масла в так называемой изопреновой лампе — специальном приборе с нагреваемой электрическим током спиралью. Во время Второй мировой войны в США изопрен получали пиролизом лимонена в промышленных масштабах. До окончания войны изопрен был слишком дорог для производства синтетического каучука, однако ситуация изменилась с появлением методов его получения из нефти, а также с развитием технологии его полимеризации.

Синтетические методы

Промышленные методы получения изопрена могут быть разделены на группы в зависимости от исходных реагентов для сборки пятиуглеродного скелета молекулы:

C1 + C4 → C5;
C2 + C3 → C5;
C3 + C3 → C6 → C5 + C1;
C4 + C4 → C8 → C5 + C3.

Основным блоком C4 для синтеза изопрена является изобутилен, к которому в кислой среде (серная кислота или ионообменные смолы) присоединяют формальдегид с образованием 4,4-диметил-1,3-диоксана с выходом 74—80 % (реакция Принса), который далее разлагают при нагревании (200—300 °C) в присутствии ортофосфорной кислоты, что даёт изопрен с выходом 43—46 %. Метод был предложен в 1938 году и стал известен, благодаря работам сотрудников Французского института нефти. Предпринимались попытки улучшения данного синтеза, связанные преимущественно с технологическими особенностями и использованием различных катализаторов. Существенной чертой метода является выделение формальдегида при разложении 1,3-диоксана и связанное с этим образование резины в установках по синтезу изопрена. Чтобы избежать подобных побочных процессов, предлагалось использовать различные химические аналоги формальдегида (метилаль, метилхлорметиловый эфир, диоксолан), а также генерировать его непосредственно при синтезе целевого продукта. Также в качестве блока C4 может использоваться бутен-2. Его гидроформилирование в присутствии родиевого катализатора приводит к 2-метилбутаналю, который затем подвергается каталитической дегидратации под действием фосфата магния-аммония, молекулярных сит либо цеолитов, что приводит к изопрену. Данный метод не был реализован на промышленных предприятиях. Синтез изопрена из блоков C2 и C3 был предложен Снампроджетти и использовался в Италии, давая 30 тыс. тонн изопрена в год. На первой стадии данного процесса происходит реакция между ацетоном и ацетиленом в присутствии KOH в жидком аммиаке при 10—40 °C и 20 бар. Продукт присоединения селективно гидрируется до алкена, после чего дегидратируется при 250—300°C на оксиде алюминия, давая изопрен. Общая селективность в расчёте на ацетон и ацетилен составляет 85 %. Метод позволяет получать очень чистый изопрен, однако такое производство является относительно затратным. Промышленное получение изопрена путём димеризации пропилена, последующей изомеризации получаемого 2-метилпентена-1 в 2-метилпентен-2 и крекинга последнего в присутствии HBr с образованием метана и изопрена было воплощено на заводе в городе Бомонт (Техас), однако в 1975 году прекращено после пожара по причине роста цены на пропилен. Интересным подходом к синтезу изопрена является метатезис бутена-2 с образованием пропилена и 2-метилбутена-2. Последний может быть дегидрирован различными известными способами. Недостаток данного подхода заключается в том, что поскольку в реакцию метатезиса могут вступать любые алкены, происходит образование разнообразных побочных продуктов. Особенно эта ситуация усугубляется при промышленных масштабах производства, когда в качестве исходного реагента используется более дешёвый технический бутен-2, содержащий примесь бутена-1.

Процессы дегидрирования

Реакции дегидрирования изопентана и изопентенов с образованием изопрена широко исследованы и напоминают аналогичные реакции получения бутадиена. Одностадийный процесс дегидрирования изопентана под действием катализатора на основе Cr2O3/Al2O3 при 600 °C и 7 кПа даёт изопрен с выходом 52 %. Этот метод применялся в СССР. Дегидрирование изопентенов (метилбутенов) протекает под действием катализатора Shell (Fe2O3/K2CO3/Cr2O3) при 600 °C с выходом 85 %. Исходные углеводороды можно выделить из соответствующих перегонных фракций путём растворения в серной кислоте с последующим разложением эфира серной кислоты при 35 °C и обратной экстрацией изопентенов насыщенными углеводородами. Данный подход применяется на заводах Shell, Arco и Exxon.

Получение из фракции C5

Фракция C5 является побочным продуктом крекинга углеводородов в процессе получения этилена. Она содержит небольшое количество изопрена, другие углеводороды с пятью атомами углерода в молекуле, а также ароматические углеводороды C6—C8. Такая смесь может быть перегнана с выделением изопрена, обычно в количестве 2—5 массовых % в пересчёте на этилен. Однако выход может быть увеличен, если в качестве исходного сырья использовать более тяжёлую фракцию. Если крекинг проводится в более жёстких условиях (при повышенной температуре и в течение более долгого времени), то выход изопрена уменьшается. Тем не менее такое ужесточение условий приводит к увеличению концентрации изопрена во фракции C5. Такое обогащение коммерчески выгодно, поскольку оно уменьшает затраты на транспортировку и получение чистого изопрена. Перегонка фракции C5 не позволяет получить чистый изопрен, поскольку в смеси присутствуют некоторые компоненты, которые мало отличаются по температуре кипения. Для выделения чистого изопрена были предложены методы, основанные на отгонке азеотропной смеси с пентаном, а также методы с использованием экстракции селективными органическими растворителями (N-метилпирролидоном, диметилформамидом и ацетонитрилом). В целом, с точки зрения энергозатрат, выделение изопрена подобным способом гораздо выгоднее, нежели его химический синтез.

Экономические факторы

Ключевым фактором при планировании промышленного производства изопрена является месторасположение завода по разделению фракции C5, поскольку прибыльность зависит от возможности доставить эти фракции к месту разделения из нескольких заводов, на которых производится крекинг. Также необходимо учитывать необходимость утилизации остальных углеводородов из фракции C5. По состоянию на 1987 год в Западной Европе производилось 83 000 тонн диенов C5, из них 44 000 тонн приходилось на димеризованный циклопентадиен и 23 000 тонн на изопрен. Остальные 15 000 тонн составляли пиперилены. К 1997 году мировые объёмы производства изопрена возросли до 850 000 тонн в год, из них 180 тыс., 130 тыс. и 30 тыс. тонн производились в США, Японии и Западной Европе соответственно. Крупнейшим производителем изопрена является Goodyear (США, 61 тыс. тонн в год).

Физические свойства

При стандартных условиях изопрен представляет собой бесцветную летучую жидкость. Изопрен практически не растворяется в воде (0,029 мол. %), но смешивается во всех соотношениях с этанолом, диэтиловым эфиром, ацетоном и бензолом. Изопрен образует азеотропные смеси с рядом органических растворителей.

Химические свойства

Согласно данным спектроскопических исследований, при 50 °C большинство молекул изопрена находится в более устойчивой s-транс-конформации, и только 15 % молекул имеют s-цис-конформацию. Разность энергий между этими состояниями составляет 6,3 кДж/моль. По химическим свойствам изопрен представляет собой типичный сопряжённый диен, вступающий в реакции присоединения, замещения, циклизации, комплексообразования и теломеризации. По сравнению с бутадиеном, он более активно реагирует с электрофилами и диенофилами за счёт донорного индуктивного эффекта метильной группы.

Применение

Синтез полимеров

Бо́льшая часть производимого изопрена используется в синтезе цис-1,4-полиизопрена — изопренового каучука, который по свойствам и строению похож на природный каучук и широко применяется в производстве автомобильных шин. Другой продукт полимеризации изопрена — транс-1,4-полиизопрен — имеет свойства гуттаперчи и не находит широкого использования в промышленности, кроме изготовления шаров для гольфа и изоляции проводов. Важную область применения изопрена составляет синтез блок-сополимеров типа стирол-изопрен-стирол. Подобные продукты используются как термопластические полимеры и адгезивы, чувствительные к давлению. Изопрен также используется в синтезе бутилового каучука — продукта сополимеризации изопрена с изобутиленом, где мольная доля изопрена составляет от 0,5 до 3,0 %.

Синтез терпенов

С 1972 года компанией Rhodia Incorporated (США) была начата разработка методов промышленного синтеза терпенов из изопрена, ацетона и ацетилена. Синтетическая схема включала в себя присоединение хлороводорода к изопрену с образованием пренилхлорида, который затем в две стадии превращали в дегидролиналоол. Последний служил в качестве исходного соединения для синтеза различных терпенов, например, линалоола, гераниола, цитраля, β-ионона и их производных. Позже завод был закрыт, однако японский производитель Kuraray продолжил выпускать по этой схеме не только указанные продукты, но также сквалан и другие соединения. Rhodia Incorporated разработала также способ синтеза лавандулола из двух молекул изопрена при помощи синтеза Гриньяра. Природные терпены состоят из фрагментов изопрена, соединённых друг с другом по принципу «голова — хвост». Синтетические аналоги также должны иметь такую структуру, а также содержать двойные связи в определённых положениях. В связи с этим, промышленный синтез терпенов методами олигомеризации и теломеризации затруднён, и обычно пользуются другими подходами. Тем не менее предложен способ синтеза мирцена димеризацией изопрена на катализаторе (натрий/диалкиламин). Этот способ реализуется в промышленном масштабе компанией Nissan Chemical Industries. Теломеризация изопрена под действием диэтиламина и бутиллития в качестве катализатора приводит к N,N-диэтилнериламину, который далее может быть превращён в линалоол, гераниол, нерол, цитронеллаль, гидроксицитранеллаль и ментол.

Безопасность

В высоких концентрациях в отношении животных изопрен проявляет анестетические свойства с последующим параличом и летальным исходом. Изопрен не вызывает точечных мутаций в тесте Эймса. Метаболизм происходит, в основном, в дыхательной системе: при этом происходит превращение изопрена в соответствующие эпоксиды и затем диолы. Насыщение происходит при атмосферных концентрациях, равных 300—500 м. д.; при более низких концентрациях скорость метаболизма прямо пропорциональна концентрации. Изопрен также синтезируется эндогенно: для мышей и крыс скорость синтеза оценивается в 0,4 и 1,9 мкмоль·ч–1·кг–1 соответственно. В высоких концентрациях изопрен оказывает на человека наркотическое действие, а также может вызывать раздражение кожи, глаз, слизистых оболочек и дыхательной системы. Предельно допустимая концентрация, установленная для изопрена в СССР, составляет 40 мг/м³. Изопрен взрывоопасен и легко воспламеняется.

Биологическая роль

Изопрен, в том числе, в составе молекул других терпенов, встречается в разнообразных живых организмах: животных, растениях и микроорганизмах. В зависимости от организма число изопреновых фрагментов в молекуле терпена может составлять 1 (гемитерпены), 2 (монотерпены), 3 (сесквитерпены), 4 (дитерпены), 6 (тритерпены) или 8 (тетратерпены). В некоторых растениях обнаружены очень длинные терпены (каучук, гуттаперча), число звеньев изопрена в которых варьируется от нескольких тысяч до одного миллиона. Изопрен может также входить в состав других природных соединений неизопреноидного строения (например, прениллипидов), повышая их липофильность. Известно, что синтез изопреноидов в растениях осуществляется двумя независимыми путями: ацетат/мевалонатным путём (ацетат/MVA) и дезоксиксилозафосфат/метилэритритфосфатным путём (DOXP/MEP). Оба пути приводят к изопрену в виде так называемого «активного изопрена» — изопентенилпирофосфата (IPP), который под действием изомеразы может превращаться в изомерный 3,3-диметилаллилдифосфат (DMAPP). Сам изопрен получается из DMAPP при действии изопренсинтазы. В середине XX века было обнаружено, что растения выделяют в атмосферу пары изопрена. Мировые объёмы фитогенного изопрена оцениваются в (180—450)·10¹² г углерода в год. Эмиссия изопрена листьями растений ускоряется при температуре выше 28 °C и при высокой интенсивности солнечного излучения, когда процесс фотосинтеза полностью насыщен. Подтвердить это явление или проверить, способно ли растение выделять изопрен, можно при помощи спектроскопии в ультрафиолетовой области или путём анализа газов в газовом хроматографе, комбинированном с масс-спектрометром. Биосинтез изопрена ингибируется фосмидомицином, а также соединениями ряда статинов. Физиологическая роль выделения растениями изопрена до конца не выяснена. Изопрен обеспечивает растениям повышенную устойчивость к перегреванию. Кроме того, как потенциальный уловитель радикалов, он может защищать растения от разрушающего воздействия озона и активных форм кислорода. Предполагается также, что поскольку синтез изопрена требует постоянной затраты молекул АТФ и НАДФН, образующихся в процессе фотосинтеза, он таким образом сохраняет фотосистемы от перевосстановления и фотоокислительного разрушения в условиях чрезмерного освещения. Недостатком такого механизма защиты является то, что углерод, связываемый растениями в процессе фотосинтеза, выбрасывается путём выделения изопрена. Из гомологического ряда диеновых углеводородов изопрен является наиболее часто встречающимся диеновым углеводородом в организме человека. По некоторым оценкам, скорость синтеза изопрена в организме человека составляет около 0,15 мкмоль/(кг·ч), что соответствует приблизительно 17 мг в час для человека весом 70 кг. Изопрен также присутствует в ничтожных концентрациях во многих пищевых продуктах

formula-info.ru

Промышленные способы получения изопрена - Справочник химика 21

Со способами получения некоторых других членов — важнейших представителей алкадиенов, как дивинил или бута-диен-1,3, хлоропрен или 2-хлор-бутадиен-1,3, изопрен или 2-метил-бутадиен-1,3, метилизопрен или 2,3-д и м е т и л-бу-тадиен-1,3, мы ознакомились при рассмотрении химических свойств ацетилена, а также при рассмотрении вопроса об использовании крекинг-газов и попутных газов нефтедобычи в промышленном органическом синтезе. [c.107] Из многих известных способов получения изопрена [1] в отечественной промышленности применяют следующие [2, 3] синтез из формальдегида и изобутилена (через стадию образования ди-метилдиоксана) каталитическое дегидрирование изопентана по схеме изопентан—изоамилен—изопрен. К перспективным способам следует отнести получение изопрена димеризацией пропилена с последующей деметанизацией метилпентена. [c.212]

Из диеновых углеводородов наибольшее значение имеют бутадиен и изопрен. Первый промышленный способ получения бутадиена — каталитическое превращение этилового спирта—был разработан С. В. Лебедевым (1928) (см. с. 75). Сейчас бутадиен получают каталитическим дегидрированием н-бутана и н-бутилена, которые со- [c.384]

Возникновению идеи получения синтетического каучука предшествовали работы по определению состава натурального каучука. Первым, наиболее примечательным событием после установления химической формулы натурального каучука было открытие Г. Вильямса, который в 1860 г. получил изопрен при сухой перегонке натурального каучука и заметил его способ ность загустевать при стоянии на воздухе. В 1879 г. А. Бушарда провел по лимеризацию изопрена в присутствии концентрированной соляной кислоты В 1884 г. Г. Тильден получил изопрен термическим разложением скипидара Он же установил, что изопрен способен самопроизвольно полимеризоваться Так был осуществлен первый синтез каучука. Но скипидар как сырье слиш ком дорог, и поэтому этот способ не нашел применения в промышленности [c.372]

Для производства синтетических каучуков применяют соединения с сопряженной системой двойных связей дивинил (бутади-ен-1,3), изопрен, хлоропрен и с одной двойной связью изобутилен, стирол, а-метилстирол, нитрил акриловой кислоты ц др. Большинство из этих соединений образуется дегидрированием соответствующих углеводородов, содержащихся в промышленных нефтяных газах, попутных газах, газовом бензине, некоторых фракциях переработки нефти, а также синтетически (например, этилбензол и изопропилбензол). Получение дивинила осуществляется контактным разложением этилового спирта, а также дегидрированием бутана и бутиленов в одну или две стадии. Получение дивинила из спирта по способу, разработанному С. В. Лебедевым, является примером каталитического обратимого эндотермического процесса. Процесс [c.195]

Из диеновых углеводородов наибольшее значение имеют бутадиен и изопрен. Первый промышленный способ получения бутадиена — каталитическое превращение этилового спирта — был разработан С. В. Лебедевым (1928) (см. гл. I, 16). Сейчас бутадиен получают каталитическим дегидрированием н-бутана и н-бутилена, которые содержатся в природных газах и газах нефтеперерабатывающих заводов [c.363]

Метод получения изопрена из изопентана и изоамиленов требует жесткого режима и, кроме того, сложного фракционирования как сырья, так и готового продукта. На пути осуществления этого метода стоят еще и другие трудности, обусловленные чувствительностью реакции полимеризации к примесям, содержащимся в мономерном изопрене, полученном этим способом. Недостатками этого процесса являются также трудность обеспечения производства фракциями с высоким содержанием изопентана и большое количество побочного продукта—пиперилена, для которого в настоящее время не удается найти промышленного применения. [c.195]

Полиизопреновый каучук (СКИ). Натуральный каучук — полимер изопрена. В качестве исходного вещества для получения синтетического каучука было предложено использовать изопрен, способность которого к полимеризации известна уже давно. Но такой способ стал возможным лишь сравнительно недавно, после того, как были найдены методы промышленного получения 84 [c.84]

Процесс одностадийного вакуумного дегидрирования бутана в бутадиен был реализован в США в начале 40-х годов и известен как процесс Гудри [2]. В последующие годы одностадийный способ получения бутадиена из бутана получил довольно широкое распространение в различных странах. Одностадийное дегидрирование изопентана в изопрен в промышленности не реализовано, однако этот процесс заслуживает внимания. Исследования, проведенные в СССР в области одностадийного дегидрирования парафиновых углеводородов в диеновые под вакуумом, позволили создать катализаторы, обеспечивающие выходы и избирательность по бутадиену и изопрену, такие, как в процессе Гудри [41—43]. Характеристика катализаторов для одностадийного дегидрирования и параметры процессов приведены в табл. 5. Технологическая схема процесса дегидрирования изопентана аналогична схеме дегидрирования бутана [44]. [c.661]

Некоторые мономеры имеют и самостоятельное значение, но употребляются пока в небольших количествах, вследствие трудности получения, отсутствия достаточно надежных запасов сырья и т. д. Так обстоит дело с изопреном. Между тем, изопрен, при наличии промышленно-приемлемых способов получения и достаточно дешевого сырья, мог бы занять заметное место в ряду основных мономеров. Есть известные основания предполагать, что некоторые изопреновые полимеры, обладая ценными особенностями, стоят в то же самое время по ряду свойств ближе к натуральному каучуку. [c.254]

Для получения высокомолекулярных соединений нужны исходные мономеры — простые, доступные органические соединения, способные превращаться в полимеры. Мономерами служат прежде всего непредельные углеводороды с одной и двумя двойными связями (этилен, пропилен, бутилены, бутадиен, изопрен). Эти углеводороды образуются при различных способах переработки нефтепродуктов, в частности при их пиролизе и крекинге. При этом имеющиеся ресурсы простейших олефинов во много раз превышают потребности химической промышленности. Однако при получении сырья для синтетических материалов необходимо преодолевать немалые технические трудности, которые порождаются главным образом тем, что для производства высококачественных полимерных материалов нужны мономеры высокой чистоты. [c.328]

Изопрен всегда привлекал к себе большое внимание, так как натуральный каучук является полимером именно этого углеводорода. Для получения изопрена было предложено много способов, но все они вследствие сложности, малой доступности исходных материалов или малых выходов не получили промышленного развития. [c.282]

Существует ряд способов синтеза термоэластопластов. Из них наиболее удобным является способ последовательной полимеризации мономеров, который может быть использован при синтезе бутадиен-стирольных (ДСТ), изопрен-стирольных (ИСТ), бутадиен-а-метилстирольных (ДМСТ) и бутадиен-стирол-а-метилстирольных (ДСМСТ) термоэластопластов. В СССР разработаны промышленные способы получения всех перечисленных выше марок термоэластопластов. [c.285]

Способы получения. 1,3-Бутадиен и изопрен — важнейшие мономеры для производства синтетического каучука, вырабатываются в промышленности в очень больших количествах. Известно много способов получения 1,3-бутадиена. Особое промышленное значение имеют каталитическое превращение этилового спирта в 1,3-бутаднен (метод С. В. Лебедева) и получение 1,3-бутадиена дегидрированием -бутана или н-бутилена. [c.55]

Интересно, что полимеризацию в эластомер в соответствии с разработанным процессом предполагалось осуществлять в присутствии металлического натрия. Это открытие принадлежит английским ученым. Сделано оно было Мэтьюзом и Стрэйнджем [146], пытавшимися изопрен превратить в диметилаллен. Таким образом, их работы по синтезу изопрена и дивинила полностью оправданы открытием нового способа полимеризации, который затем получил широкое распространение и обеспечил успех первых промышленных способов получения синтетического каучука. [c.150]

Развивал одно из научных направлений, заложенных Бутлеровым,— синтезы и изомеризацию непредельных, в частности 1,3-диено-вых, углеводородов. Синтезировал (1887) изопрен, хотя и не сумел его идентифицировать. Открыл каталитические реакции превращения непредельных углеводородов алифатического ряда под влиянием хлористого цинка, послужившие основой промышленных процессов переработки нефтехимического сырья. Открыл (1893) реакцию присоединения галогенянгпдридов карбоновых кислот к олефинам в присутствии кислот Льюиса с образованием -галогенкетонов. Разработал (1899) способ получения симметричного диметилбутадиена и доказал его способность полиме- [c.250]

В промышленности используют следующие способы получения изопрена конденсация изобутилена (2-метилпропена) и формальдегида в 4,4-диметилдиоксан-1,3 с последующим разложением полученного диоксана в изопрен дегидрирование изопентана и изопентенов синтез из пропилена синтез из ацетона и ацетилеяа. [c.97]

Прежде всего немецких ученых заинтересовал изопрен. Бетин-гер разработал способ получения ацетона и этилового спирта (в соотношении 1 2) из картофеля путем брожения с помощью Ba illus ma erans . Кроме того, ацетон в Германии можно было получать из карбида кальция, производимого в стране в больших количествах. Поэтому первые работы немецких химиков относились к переработке ацетона в изопрен. Сотрудник фирмы Байер Г. Мерлинг разработал оригинальный метод синтеза изопрена, ставший впоследствии одним из промышленных методов его получения [147] [c.150]

Изопрен sHs [метил-2-бутадиен-1,3 СН2=С(СНз)— H= Ha]. Т. кип. 34,076 = 0,679. Изопрен является каучукогеном, который привлекал особое внимание в отношении разработки способов его получения. Это обусловливалось тем, что полимеризация изопрена привела бы к получению продукта, идентичного по составу с натуральным каучуком. Однако, несмотря на ряд разработанных в лабораторных условиях синтезов изопрена, ни один из них не нашел сколько-нибудь широкого производственного применения вследствие ряда технологических трудностей и меньшей доступности сырья по сравнению с получением других диенов. Лишь в последнее время в американской промышленности осуществлен способ получения изопрена из -продуктов, содержащихся в крекинг-газах [c.361]

В промышленности 4-метилпентен-1 получают исключительно последним способом. Пропилен образуется в качестве побочного продукта при получении этилена. Технический и экономический интерес представляет переработка пропилена в димеры, такие, как изопрен и 4-метилнентен-1, а также получение полимеров на их основе. [c.66]

Получаются аллен из аллилтрибромгидрина после двукратного отщепления бромистого водорода бутадиен-1,3 в промышленном масштабе при контактном пиролизе этилового спирта по способу С. В. Лебедева (СССР), возможно получение его путем конденсации ацет-альдегида в бутиленгликоль с последующей дегидратацией последнего. Изопрен может получаться из терпенов (дипентана), ацетона, пентаиовой фракции нефти, изоамилового алкоголя и т. п. [c.28]

chem21.info

Изопрен получение - Справочник химика 21

Изопрен, полученный при дегидрировании 2-метилбутана, пропустили через избыток бромной воды, получив тетрабромпроизводное массой 58,2 г. Рассчитайте массу 2-метилбутана, который был взят для №акции. [c.183]

Изопрен, полученный путем разложения натурального каучука, не мог иметь практического значения, поэтому выявилась необходимость синтезировать изопрен из других веществ. [c.4]

Дегидрирование изоамиленов в изопрен. Полученные при дегидрировании изопентана изоамилены на второй стадии дегидрирования образуют изопрен [c.90]

Изопрен, полученный такими способами, имеет высокую степень чистоты (99,5%) и не содержит пентадиен. Наряду с этим образуется значительное количество высококипящих побочных продуктов, которые распределяются между масляным и водным слоями. Их физико-химические свойства приведены в табл. 1.3 [c.10]

Продукт 1,2-присоединения НС1 к изопрену получен в случае его гидрохлорирования в растворе нитрометана [185]. При гидрохлорировании [c.19]

С другой стороны, Вильямс установил, что изопрен, полученный из каучука, может снова при длительном хранении образовывать каучукоподобное веш,ество. Бушарда обнаружил такое превращение изопрена под действием концентрированной соляной кислоты. Было установлено сходство образующегося при этом продукта с натуральным каучуком. [c.47]

В 1879 году французскому химику Бушарду действием соляной кислоты на изопрен, полученный им при сухой перегонке каучука, удалось получить массу, которая вела себя, как первоначальный каучук, т. е.. .. обладала эластичностью и другими качествами природного каучука. Она не растворялась в спирте, набухала в эфире и сероуглероде и растворялась в них так же, как природный каучук , — с радостью сообщал он. Если продукт, полученный таким образом. [c.170]

В 1879 г. Бушарда окончательно установил, что изопрен является структурным элементом натурального каучука, и сделал Попытку превратить изопрен в каучук. Изопрен, полученный путем сухой перегонки натурального каучука, Бушарда обработал крепкой соляной кислотой и в результате выделил эластичное каучукоподобное твердое вещество. Так впервые наметилась возможность получить каучук синтетическим путем. [c.13]

Первое сообщение о работе Мокиевского сделал Фаворский на заседании Отделения химии Русского физико-химического общества 2 ноября 1895 г. [73]. Было показано, что изопрен, полученный разложением скипидара, содержит значительную примесь триметилэтилена, и впервые описывалась реакция изопрена с хлорноватистой кислотой, в результате которой образуется кристаллический продукт — хлоргликоль — ст. пл. 81° С. [c.137]

По свойствам резиновых смесей и вулканизатов блоксоио-лимеры бутадиена с изопреном, полученные ступенчатой сополимеризацией в изопентане при 40° С в присутствии литийор-ганич. соединений, близки к механич. смесям изопренового и бутадиенового каучуков, синтезированных на литиевых катализаторах. [c.154]

Проводилась также сополимеризация грег-бутилперакрилата с изопреном. Полученные результаты приведены в табл. 3. [c.489]

Рис, 5.1, Спектры ЯМР олигобутадиена, полученного радикальной полимеризацией в танол с использованием бензоилпероксида (а, х1в) и пероксида водорода (б, XS), а также сопо лимера бутадиена с изопреном, полученного анионной полимеризацией с использованием дИ" тийорганического иницйатора и с прекращением реакции для получения концевых групп СНзСНОН (в, Х16) [139]. [c.100]

Тилден [5] полимеризовал изопрен, полученный при пиролизе жЦвицы. Но, вообще говоря, химики XIX в. стремились исследовать продукты, которые они были в состоянии очистить, охарактеризовать и строение которых могло быть определено. Если речь идет о твердых органических веществах, то такие соединения должны были быть кристаллическими и иметь довольно низкий молекулярный вес. [c.32]

Производство нолиизопренового каучука в период 1966—1970 гг. предусматривается преимущественно на основе переработки изопентана, выделенного из продуктов стабилизации нефти и попутных газов нефтедобычи. Изопрен, выделенный из фракции до 70° С смолы пиролиза, имеет, по расчетам авторов, себестоимость в 2—2,5 раза ниже, чем изопрен, полученный двухстадийным дегидрированием изопентана. [c.111]

Продукты пиролиза состоят из газовой (пирогаз), жидкой (пироконденсат или смола) и твердой (кокс) фаз. Основные товарные продукты — этилен, пропилен, бутилены — являются компонентами газовой фазы. В пироконденсате содержатся ценные ароматические и непредельные углеводороды (бензол, толуол, изопрен), получению которых на крупнотоннажных установках придается большое значение. На существующих олефиновых производствах из пироконденсата выделяют гидростабилизированный бензин (ГСБ) или фракцию Сд и тяжелое жидкое топливо (ТЖТ). Кокс откладывается на внутренней поверхности пирозмеевиков и в за-калочно-испарительных аппаратах, что обуславливает необходимость периодической остановки печей на выжиг. [c.17]

Для обнаружения и идентификации циклопентадиена в изопрене, полученном дегидрированием изопентана, использовали спектрофотометрический метод в сочетании с газо-жидкостной хроматографией. Неизвестная фракция, выходящая после пиперилена, была сконцентрирована в этаноле. На основании приблизительной оценки температуры кипения по хроматограмме было сделано предположение, что это циклопентадиен. Запись спектра поглощения в области 2200—3000 A доказала присутствие циклопентадиена с А,тах = 2400 A и 8 = 2500 л моль-см. Для количественного определения циклопентадиена в изопрене использовали реакцию конденсации циклопентадиена и бензольдегида в щелочной среде с образованием окрашенного в желтый цвет фенилфульвена, интенсивность поглощения которого измеряли фотокалориметрически. Чувствительность метода определения 6-10 вес.%. [c.194]

Для составления искусственных смесей углеводородов применялись изоамилены (в основном 2-метилбутены), полученные дегидратацией изоамилового спирта [13], 99 / -ный изопрен, полученный во ВНИИСК и дополнительно очищенный отгонкой над твердой щелочью. В отдельных случаях применялся чистый изопентан, а также катализаты дегидрирования изопентан-изоамиленовых смесей и определенные фракции, выделенные из них на установке ректификации Гипрокаучука. [c.56]

Возникновению идеи получения синтетического каучука предшествовали работы по определению состава натурального каучука, которые начались во второй четверти XIX века. Первым наиболее примечательным событием является исследование Вил-лиамса (1860 г.), выделившего изопрен из продуктов сухой перегонки каучука. Он дал название этому углеводороду и отметил способность изопрена загустевать при стоянии на воздухе. В 1879 г. появилась работа Г. Бушарда о полимеризации изо-прена в присутствии концентрированной соляной кислоты. Практическое значение этого открытия было, однако, невелико, так как Бушарда работал с изопреном, полученным сухой перегонкой каучука. Движением вперед была работа Тильдена (1884 г.), который при пирогенетическом разложении скипидара получил изопрен и заполимеризовал его до состояния каучукоподобного вещества. [c.19]

В 1879 г. Г. Бушарда провел полимеризацию изопрена в присутствии крепкой соляной кислоты. Практическое значение этого открытия было, однако, небольшим, так 1как полимеризации подвергался изопрен, полученный сухой перегонкой каучука. Шагом вперед была работа Тилдена (1884 г.), получившего изопрен пирогенетическим разложением скипидара и заполимеризовав-шего этот углеводород. [c.24]

Общая органическая химия Т.1 (1981) -- [ c.172 , c.233 ]

Органическая химия (1979) -- [ c.243 , c.254 , c.544 ]

Основы технологии нефтехимического синтеза (1965) -- [ c.29 ]

Введение в нефтехимию (1962) -- [ c.59 , c.63 ]

Избранные работы по органической химии (1958) -- [ c.12 , c.18 ]

Общая химическая технология органических веществ (1955) -- [ c.143 ]

Общая технология синтетических каучуков Издание 3 (1955) -- [ c.0 ]

Основы технологии синтеза каучуков Изд3 (1972) -- [ c.0 ]

Производство мономеров и сырья для нефтехимического синтеза (1973) -- [ c.155 ]

Производство сырья для нефтехимических синтезов (1983) -- [ c.101 , c.142 , c.155 , c.166 ]

Химия мономеров Том 1 (1960) -- [ c.555 ]

Краткая химическая энциклопедия Том 2 (1963) -- [ c.168 ]

Введение в нефтехимию (1962) -- [ c.59 , c.63 ]

chem21.info

Изопрен

изопрен формула, изопренозинИзопрен (2-метилбутадиен-1,3) — ненасыщенный углеводород, принадлежащий к диеновому ряду, представляющий собой бесцветную летучую жидкость с характерным запахом. Является мономером натурального каучука, остаток его молекулы входит во множество других природных соединений — изопреноидов, терпеноидов и т. д.

Изопрен растворим во многих органических растворителях, например, с этиловым спиртом смешивается в произвольном соотношении. Плохо растворим в воде. При полимеризации образует изопреновые каучуки и гуттаперчи. Изопрен также вступает в различные реакции сополимеризации.

Основное применение в промышленности — синтез изопреновых каучуков, некоторых медицинских препаратов, душистых веществ.

Содержание

1 Получение изопрена
- 1.1 Устаревшие методы
- 1.2 Синтетические методы
- 1.3 Процессы дегидрирования
- 1.4 Получение из фракции C5
- 1.5 Экономические факторы
2 Физические свойства
3 Химические свойства
4 Применение
- 4.1 Синтез полимеров
- 4.2 Синтез терпенов
5 Безопасность
6 Биологическая роль
7 См. также
8 Примечания
9 Литература
10 Ссылки

Получение изопрена

Устаревшие методы

Синтетические методы

C1 + C4 → C5;
C2 + C3 → C5;
C3 + C3 → C6 → C5 + C1;
C4 + C4 → C8 → C5 + C3.

Также в качестве блока C4 может использоваться бутен-2. Его гидроформилирование в присутствии родиевого катализатора приводит к 2-метилбутаналю, который затем подвергается каталитической дегидратации под действием фосфата магния-аммония, молекулярных сит либо цеолитов, что приводит к изопрену. Данный метод не был реализован на промышленных предприятиях.

Синтез изопрена из блоков C2 и C3 был предложен Снампроджетти и использовался в Италии, давая 30 тыс. тонн изопрена в год. На первой стадии данного процесса происходит реакция между ацетоном и ацетиленом в присутствии KOH в жидком аммиаке при 10—40 °C и 20 бар. Продукт присоединения селективно гидрируется до алкена, после чего дегидратируется при 250—300°C на оксиде алюминия, давая изопрен. Общая селективность в расчёте на ацетон и ацетилен составляет 85 %. Метод позволяет получать очень чистый изопрен, однако такое производство является относительно затратным.

Промышленное получение изопрена путём димеризации пропилена, последующей изомеризации получаемого 2-метилпентена-1 в 2-метилпентен-2 и крекинга последнего в присутствии HBr с образованием метана и изопрена было воплощено на заводе в городе Бомонт (Техас), однако в 1975 году прекращено после пожара по причине роста цены на пропилен.

Интересным подходом к синтезу изопрена является метатезис бутена-2 с образованием пропилена и 2-метилбутена-2. Последний может быть дегидрирован различными известными способами. Недостаток данного подхода заключается в том, что поскольку в реакцию метатезиса могут вступать любые алкены, происходит образование разнообразных побочных продуктов. Особенно эта ситуация усугубляется при промышленных масштабах производства, когда в качестве исходного реагента используется более дешёвый технический бутен-2, содержащий примесь бутена-1.

Процессы дегидрирования

Реакции дегидрирования изопентана и изопентенов с образованием изопрена широко исследованы и напоминают аналогичные реакции получения бутадиена.

Одностадийный процесс дегидрирования изопентана под действием катализатора на основе Cr2O3/Al2O3 при 600 °C и 7 кПа даёт изопрен с выходом 52 %. Этот метод применялся в СССР. Дегидрирование изопентенов (метилбутенов) протекает под действием катализатора Shell (Fe2O3/K2CO3/Cr2O3) при 600 °C с выходом 85 %. Исходные углеводороды можно выделить из соответствующих перегонных фракций путём растворения в серной кислоте с последующим разложением эфира серной кислоты при 35 °C и обратной экстрацией изопентенов насыщенными углеводородами. Данный подход применяется на заводах Shell, Arco и Exxon.

Получение из фракции C5

Перегонка фракции C5 не позволяет получить чистый изопрен, поскольку в смеси присутствуют некоторые компоненты, которые мало отличаются по температуре кипения. Для выделения чистого изопрена были предложены методы, основанные на отгонке азеотропной смеси с пентаном, а также методы с использованием экстракции селективными органическими растворителями (N-метилпирролидоном, диметилформамидом и ацетонитрилом).

В целом, с точки зрения энергозатрат, выделение изопрена подобным способом гораздо выгоднее, нежели его химический синтез.

Экономические факторы

По состоянию на 1987 год в Западной Европе производилось 83 000 тонн диенов C5, из них 44 000 тонн приходилось на димеризованный циклопентадиен и 23 000 тонн на изопрен. Остальные 15 000 тонн составляли пиперилены. К 1997 году мировые объёмы производства изопрена возросли до 850 000 тонн в год, из них 180 тыс., 130 тыс. и 30 тыс. тонн производились в США, Японии и Западной Европе соответственно. Крупнейшим производителем изопрена является Goodyear (США, 61 тыс. тонн в год).

Физические свойства

Химические свойства

По химическим свойствам изопрен представляет собой типичный сопряжённый диен, вступающий в реакции присоединения, замещения, циклизации, комплексообразования и теломеризации. По сравнению с бутадиеном, он более активно реагирует с электрофилами и диенофилами за счёт донорного индуктивного эффекта метильной группы.

Применение

Синтез полимеров

Важную область применения изопрена составляет синтез блок-сополимеров типа стирол-изопрен-стирол. Подобные продукты используются как термопластические полимеры и адгезивы, чувствительные к давлению. Изопрен также используется в синтезе бутилового каучука — продукта сополимеризации изопрена с изобутиленом, где мольная доля изопрена составляет от 0,5 до 3,0 %.

Синтез терпенов

Природные терпены состоят из фрагментов изопрена, соединённых друг с другом по принципу «голова — хвост». Синтетические аналоги также должны иметь такую структуру, а также содержать двойные связи в определённых положениях. В связи с этим, промышленный синтез терпенов методами олигомеризации и теломеризации затруднён, и обычно пользуются другими подходами. Тем не менее предложен способ синтеза мирцена димеризацией изопрена на катализаторе (натрий/диалкиламин). Этот способ реализуется в промышленном масштабе компанией Nissan Chemical Industries. Теломеризация изопрена под действием диэтиламина и бутиллития в качестве катализатора приводит к N,N-диэтилнериламину, который далее может быть превращён в линалоол, гераниол, нерол, цитронеллаль, гидроксицитранеллаль и ментол.

Безопасность

В высоких концентрациях изопрен оказывает на человека наркотическое действие, а также может вызывать раздражение кожи, глаз, слизистых оболочек и дыхательной системы. Предельно допустимая концентрация, установленная для изопрена в СССР, составляет 40 мг/м³.

Изопрен взрывоопасен и легко воспламеняется.

Биологическая роль

Изопрен, в том числе, в составе молекул других терпенов, встречается в разнообразных живых организмах: животных, растениях и микрооорганизмах. В зависимости от организма число изопреновых фрагментов в молекуле терпена может составлять 1 (гемитерпены), 2 (монотерпены), 3 (сесквитерпены), 4 (дитерпены), 6 (тритерпены) или 8 (тетратерпены). В некоторых растениях обнаружены очень длинные терпены (каучук, гуттаперча), число звеньев изопрена в которых варьируется от нескольких тысяч до одного миллиона. Изопрен может также входить в состав других природных соединений неизопреноидного строения (например, прениллипидов), повышая их липофильность. Известно, что синтез изопреноидов в растениях осуществляется двумя независимыми путями: ацетат/мевалонатным путём (ацетат/MVA) и дезоксиксилозафосфат/метилэритритфосфатным путём (DOXP/MEP). Оба пути приводят к изопрену в виде так называемого «активного изопрена» — изопентенилпирофосфата (IPP), который под действием изомеразы может превращаться в изомерный 3,3-диметилаллилдифосфат (DMAPP). Сам изопрен получается из DMAPP при действии изопренсинтазы.

Изучение эмиссии изопрена растениями методом спектроскопии в ультрафиолетовой области

В середине XX века было обнаружено, что растения выделяют в атмосферу пары изопрена. Мировые объёмы фитогенного изопрена оцениваются в (180—450)·10¹² г углерода в год. Эмиссия изопрена листьями растений ускоряется при температуре выше 28 °C и при высокой интенсивности солнечного излучения, когда процесс фотосинтеза полностью насыщен. Подтвердить это явление или проверить, способно ли растение выделять изопрен, можно при помощи спектроскопии в ультрафиолетовой области или путём анализа газов в газовом хроматографе, комбинированном с масс-спектрометром. Биосинтез изопрена ингибируется фосмидомицином, а также соединениями ряда статинов.

Физиологическая роль выделения растениями изопрена до конца не выяснена. Изопрен обеспечивает растениям повышенную устойчивость к перегреванию. Кроме того, как потенциальный уловитель радикалов, он может защищать растения от разрушающего воздействия озона и активных форм кислорода. Предполагается также, что поскольку синтез изопрена требует постоянной затраты молекул АТФ и НАДФН, образующихся в процессе фотосинтеза, он таким образом сохраняет фотосистемы от перевосстановления и фотоокислительного разрушения в условиях чрезмерного освещения. Недостатком такого механизма защиты является то, что углерод, связываемый растениями в процессе фотосинтеза, выбрасывается путём выделения изопрена.

Из гомологического ряда диеновых углеводородов изопрен является наиболее часто встречающимся диеновым углеводородом в организме человека. По некоторым оценкам, скорость синтеза изопрена в организме человека составляет около 0,15 мкмоль/(кг·ч), что соответствует приблизительно 17 мг в час для человека весом 70 кг. Изопрен также присутствует в ничтожных концентрациях во многих пищевых продуктах.

См. также

Примечания

↑ 1 2 Ullmann, 2000, p. 84
↑ Ullmann, 2000, p. 83—84
↑ Ullmann, 2000, p. 85—86
↑ 1 2 Химическая энциклопедия, 1990
↑ 1 2 Industrial Organic Chemistry, 2008, p. 120
↑ Ullmann, 2000, p. 86—87
↑ 1 2 Ullmann, 2000, p. 87
↑ Ullmann, 2000, p. 87—88
↑ 1 2 3 Ullmann, 2000, p. 88
↑ Industrial Organic Chemistry, 2008, p. 118
↑ Ullmann, 2000, p. 90
↑ 1 2 Industrial Organic Chemistry, 2008, p. 117
↑ 1 2 3 Ullmann, 2000, p. 94—95
↑ 1 2 Ullmann, 2000, p. 85
↑ 1 2 Ullmann, 2000, p. 92—93
↑ Ullmann, 2000, p. 93—94
↑ 1 2 Ullmann, 2000, p. 98
↑ Herrmann, 2010, p. 12—17
↑ Herrmann, 2010, p. 22—27
↑ Herrmann, 2010, p. 31—33

Литература

Химическая энциклопедия / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 191—192.
The Chemistry and Biology of Volatiles / Edited by A. Herrmann. — Wiley, 2010. — ISBN 9780470777787.
Weissermel K., Arpe H.-J. 1,3-Diolefins // Industrial Organic Chemistry. — 4th ed.. — Wiley, 2008. — P. 107—126. — ISBN 9783527619191. — DOI:10.1002/9783527619191.ch5
Weitz H. M., Loser E. Isoprene (англ.) // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. — Wiley, 2000. — DOI:10.1002/14356007.a14_627.

Ссылки

Sigma-Aldrich. ИК-спектр изопрена. Проверено 1 апреля 2014.
Sigma-Aldrich. КР-спектр изопрена. Проверено 1 апреля 2014.
Sigma-Aldrich. ЯМР-спектр изопрена. Проверено 1 апреля 2014.

Углеводороды Алканы Алкены Алкины Диены Другие ненасыщеные Циклоалканы Ароматические Полициклические

Метан • Этан • Пропан • Бутан • Пентан • Гексан • Гептан • Октан • Нонан • Декан • Ундекан • Додекан • Тридекан • Тетрадекан • Гексадекан • Гептадекан • Октадекан • Нонадекан • Эйкозан • Докозан • Гектан

Этилен • Пропен • Бутены • Пентены • Гексены • Гептены • Октен

Ацетилен • Пропин • Бутин

Пропадиен • Бутадиен • Изопрен • Циклобутадиен

Винилацетилен • Диацетилен • Каротин

Циклопропан • Циклобутан • Циклопентан • Циклогексан • Декалин • Индан • Инден

Бензол • Толуол • Диметилбензолы • Этилбензол • Пропилбензол • Кумол • Стирол • Фенилацетилен • Индан • Дифенил • Дифенилметан • Трифенилметан • Тетрафенилметан • Инден

Нафталин • Антрацен • Бензантрацен • Пентацен • Фенантрен • Пирен • Бензпирен • Азулен • Хризен

изопрен, изопрен формула, изопреназин, изопреназин цена, изопреннің формуласы, изопреновый каучук, изопренозин, изопренозин инструкция, изопренозин сироп, изопренозин таблетки

Изопрен Информация о

Изопрен Комментарии

ИзопренИзопрен Изопрен Просмотр темы.

Изопрен что, Изопрен кто, Изопрен объяснение

There are excerpts from wikipedia on this article and video

www.turkaramamotoru.com

Изопрен Википедия

Общие

Физические свойства

Термические свойства

Химические свойства

Оптические свойства

Классификация

Безопасность



Систематическое наименование	2-метилбутадиен-1,3
Традиционные названия	изопрен
Хим. формула	C₅H₈
Плотность	0,681 г/см³
Поверхностное натяжение	18,22 мН/м
Динамическая вязкость	0,216 мПа·с
Т. плав.	–145,95 ℃
Т. кип.	34,059 ℃
Т. всп.	–54 ℃
Т. свспл.	220 ℃
Пр. взрыв.	1—9,7 %
Кр. темп.	483,3 К
Кр. давл.	3,74 МПа
Кр. плотн.	0,247 г/см³ см³/моль
Мол. теплоёмк.	102,69 Дж/ (моль·К) (г), 151,07 Дж/(моль·К) (ж)
Энтальпия образования	–75,75 кДж/моль (г), –49,36 кДж/моль (ж)
Энтальпия плавления	4,83 кДж/моль
Энтальпия кипения	26,3
Удельная теплота испарения	26,39 кДж/моль
Давление пара	60,7 кПа
Растворимость в воде	0,38 г/л (20 °C)
Показатель преломления	1,42194
Номер CAS	78-79-5
PubChem	6557
ChemSpider	6309
Номер EINECS	201-143-3
ChEBI	35194
CC(=C)C=C
1S/C5H8/c1-4-5(2)3/h5H,1-2h3,3h4
Пиктограммы СГС	Э
Приводятся данные для стандартных условий (25 ℃, 100 кПа), если не указано иное.

Изопрен (2-метилбута-1,3-диен) — ненасыщенный углеводород, принадлежащий к диеновому ряду, представляющий собой бесцветную летучую жидкость с характерным запахом. Является мономером натурального каучука, остаток его молекулы входит во множество других природных соединений — изопреноидов, терпеноидов и т. д.

Получение изопрена

Устаревшие методы

Изопрен был впервые получен Чарльзом Уильямсом в 1860 году путём пиролиза натурального каучука. Наиболее распространённым способом получения изопрена в лабораторных условиях было термическое разложение скипидарного масла в так называемой изопреновой лампе — специальном приборе с нагреваемой электрическим током спиралью. Во время Второй мировой войны в США изопрен получали пиролизом лимонена в промышленных масштабах. До окончания войны изопрен был слишком дорог для производства синтетического каучука, однако ситуация изменилась с появлением методов его получения из нефти, а также с развитием технологии его полимеризации[2].

Синтетические методы

C1 + C4 → C5;
C2 + C3 → C5;
C3 + C3 → C6 → C5 + C1;
C4 + C4 → C8 → C5 + C3.

Процессы дегидрирования

Реакции дегидрирования изопентана и изопентенов с образованием изопрена широко исследованы и напоминают аналогичные реакции получения бутадиена[9].

Одностадийный процесс дегидрирования изопентана под действием катализатора на основе Cr2O3/Al2O3 при 600 °C и 7 кПа даёт изопрен с выходом 52 %. Этот метод применялся в СССР. Дегидрирование изопентенов (метилбутенов) протекает под действием катализатора Shell (Fe2O3/K2CO3/Cr2O3) при 600 °C с выходом 85 %. Исходные углеводороды можно выделить из соответствующих перегонных фракций путём растворения в серной кислоте с последующим разложением эфира серной кислоты при 35 °C и обратной экстрацией изопентенов насыщенными углеводородами[9]. Данный подход применяется на заводах Shell, Arco и Exxon[10].

Получение из фракции C5

В целом, с точки зрения энергозатрат, выделение изопрена подобным способом гораздо выгоднее, нежели его химический синтез[12].

Экономические факторы

По состоянию на 1987 год в Западной Европе производилось 83 000 тонн диенов C5, из них 44 000 тонн приходилось на димеризованный циклопентадиен и 23 000 тонн на изопрен. Остальные 15 000 тонн составляли пиперилены[13]. К 1997 году мировые объёмы производства изопрена возросли до 850 000 тонн в год, из них 180 тыс., 130 тыс. и 30 тыс. тонн производились в США, Японии и Западной Европе соответственно. Крупнейшим производителем изопрена является Goodyear (США, 61 тыс. тонн в год)[12].

Физические свойства

Химические свойства

Применение

Синтез полимеров

Химическая структура цис-1,4-полиизопрена — основы изопренового синтетического каучука и основной компонент натурального каучука.

Синтез терпенов

Безопасность

Изопрен взрывоопасен и легко воспламеняется[4].

Биологическая роль

Изучение эмиссии изопрена растениями методом спектроскопии в ультрафиолетовой области

См. также

Примечания

↑ 1 2 Ullmann, 2000, p. 84.
↑ Ullmann, 2000, p. 83—84.
↑ Ullmann, 2000, p. 85—86.
↑ 1 2 Химическая энциклопедия, 1990.
↑ 1 2 Industrial Organic Chemistry, 2008, p. 120.
↑ Ullmann, 2000, p. 86—87.
↑ 1 2 Ullmann, 2000, p. 87.
↑ Ullmann, 2000, p. 87—88.
↑ 1 2 3 Ullmann, 2000, p. 88.
↑ Industrial Organic Chemistry, 2008, p. 118.
↑ Ullmann, 2000, p. 90.
↑ 1 2 Industrial Organic Chemistry, 2008, p. 117.
↑ 1 2 3 Ullmann, 2000, p. 94—95.
↑ 1 2 Ullmann, 2000, p. 85.
↑ 1 2 Ullmann, 2000, p. 92—93.
↑ Ullmann, 2000, p. 93—94.
↑ 1 2 Ullmann, 2000, p. 98.
↑ Herrmann, 2010, p. 12—17.
↑ Herrmann, 2010, p. 22—27.
↑ Herrmann, 2010, p. 31—33.

Литература

Химическая энциклопедия / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 191—192.
The Chemistry and Biology of Volatiles / Edited by A. Herrmann. — Wiley, 2010. — ISBN 9780470777787.
Weissermel K., Arpe H.-J. 1,3-Diolefins // Industrial Organic Chemistry. — 4th ed.. — Wiley, 2008. — P. 107—126. — ISBN 9783527619191. — DOI:10.1002/9783527619191.ch5.
Weitz H. M., Loser E. Isoprene (англ.) // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. — Wiley, 2000. — DOI:10.1002/14356007.a14_627.
Каримов Э.Х., Касьянова Л.З., Мовсумзаде Э.М., Даминев Р.Р., Каримов О.Х., Ялалов М.Р. СОВМЕЩЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ОКИСЛЕНИЯ И ДЕГИДРИРОВАНИЯ ИЗОАМИЛЕНОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗОПРЕНА НА ЖЕЛЕЗОКАЛИЕВОМ КАТАЛИЗАТОРЕ // Теоретические основы химической технологии. 2016. Т. 50. № 1. С. 95
COMBINATION OF OXIDATION AND DEHYDROGENATION PROCESSES OF ISOAMYLENES IN THE PRODUCTION OF ISOPRENE ON IRON POTASSIUM CATALYST Karimov E.K., Kas’yanova L.Z., Movsumzade E.M., Daminev R.R., Karimov O.K., Yalalov M.R. Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2016. Т. 50. № 1. С. 92-96.

Ссылки

wikiredia.ru