CC BY
38
С II в it И в химии и химичвсхой технологии. Том XXIII. 2009. №6(99)
краун-соединений при комнатной температуре при высоком разбавлении или в концентрированном растворе реагентов.
С использованием метода конденсации диаминов различного строения с бензо-олигооксиэтиленами, содержащими в качестве терминальных групп атомы йода или тозильные группы, в мягких условиях получены различные по структуре новые диазакраун-соединения.
УДК 66.093.48
А. И. Перес Васкес. В. Л. Ханикян, В. Н. Сапунов, М. Г..Макаров Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва. Россия
ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ БИОЭТАНОЛА
Continuous growth of consumption of petrochemical products and prices, are forcing to think the modern scientific community about the use of bioethanol - as one of the cheapest and most available substances. Optimization of conversion of ethanol into liquid hydrocarbons was carried out in ChemCad - the computer programm, by criteria price-yield products. At this stage the work was designed the scheme, which modeled process of an industrial distillation of alcohol. This was needed for assess the possibility of using intermediate fractions for the aromatic hydrocarbons.
Непрерывные процессы роста потребления нефтехимических продуктов и цен на них, заставляю'!' задумываться современное научное сообщество об использовании биоэтанола- как одного из наиболее дешевых и доступных веществ. Оптимизация конверсии этанола в жидкие углеводороды проводится в программе ChemCad, по критериям цена-выход продуктов. На данном этапе работы была спроектирована установка моделирующая процесс промышленной дистилляции спирта, необходимая для оценки возможности использования промежуточных фракций для получения ароматических углеводородов.
Химическая промышленность всего мира активно развивается вот уже последние 100 лет с момента начала крупнотоннажной переработки нефти и нефтепродуктов. В последнее время темпы переработки растут все быстрее и быстрее. Об этом свидетельствует увеличение объемов добычи нефтепродуктов странами ОПЕК. В основе всех производимых полупродуктов лежит набор из нескольких базовых веществ: метан, этилен, пропилен, бутадиен, бензол, ксилолы, толуол и др. которые пока невозможно получать
Схема 6
иными способами в промышленных масштабах. Однако непрерывный рост цен на нефть и принципиальная ограниченность этого ресурса заставляют ученых всего мира искать новые методы синтеза таких полупродуктов из возобновляемых источников:
Цена на нефть должна стабилизироваться во второй половине 2009 г., об этом заявил в интервью публикуемой сегодня газете "Аль-Хаят" генеральный секретарь ОПЕК Абдалла аль-Бадри, сообщает «Прайм-ТАСС». По его мнению, к началу 2010 г стоимость нефти может достигнуть желаемой отметки в 75 долл за баррель. На момент написания статьи она составляла 58.78 долларов США за 1 баррель.
В подтверждение нашего интереса именно к этанолу, можно привести 2 основных современных перспективных метода по его получению, помимо применяющегося сейчас дрожжевого сбраживания сахаросодержащнх растительных продуктов:
Получение спирта из целлюлозы биологическим методом (как наиболее распространенного и дешевого источника.) после обработки её кислотно-паровой смесью и ферментативного разложения, с последующим сбраживанием бактериями и перегоцкой. Разрабатывается компаниями Logen (при поддержке компании Shell), РОЕТ, SunEthanol, Verenium.
Получение спирта из целлюлозы методом газификации. Любое цел-люлозосодержащее сырье, в т.ч. отходы, подвергают нагреву в 1000°С без доступа воздуха. Полученный газ охлаждают, очищают и отдают на поедание специальному штамму бактерий. В результате образуется этанол и др. спирты.
2006 2007 2008
Рис.1. Годовые колебания стоимости этанола
С й 9 X и в химии и химической технологии. Том XXIII. 2009. №6(99)
Процессы производства непрерывно совершенствуются, и себестоимость спирта непрерывно уменьшается (годовые колебания стоимости приведены на рис. 1).
В данной работе была спроектирована промышленная установка получения этилового спирта марки «Экстра» (без колонны окончательной очистки) из бражки среднего состава. Брагу получали дрожжевым брожением крахмалосодержащего сырья. Была оценена экономия тепловых затрат за счет отсутствия последующих за первичной перегонкой ректификационных колонн.
При составлении схемы (рис.2), некоторые параметры технологии были изменены, например числа ректификационных тарелок в колоннах, номера тарелок питания. Это было необходимо для получения заданного промышленной спецификацией состава каждого из потоков. Ниже приведены составы потоков, с содержанием основных веществ. На данный момент мы пробуем подобрать соответствующую модель расчета константы термодинамического равновесия, для обеспечения точного соотеетствия состава ректификата ГОСТу.
Рис.2. Принципиальная схема ректификации этилового спирта.
Содержание этилового спирта в потоках: А-10%, В-40%,С-35%,0-92,5,Е-95,5%.
Применение разбавленного этанола может быть экономически более выгодно, т.к. на данный момент в промышленности после перегонки бражки получается ~40% спирт, цена которого значительно ниже, чем очищенного и повторно концентрированного. Однако выход жидких углеводородов для такого сырья меньше.
Для процесса конверсии спирта также можно использовать эфир-ацетатную фракцию с 92% содержанием этанола. Она является побочным
#
СНОХИ в химии и химической технологии. Том XXIII. 2009. № 6 (99)
продуктом производства пищевого этилового спирта т.к. содержит много неотделяемых примесей, образующих азеотропы со спиртом.
КОМПОНЕНТЫ
х:5 155 1Г 143 15? = 15 154
154
Нагдаксваае М«Иеяо1
К-ЙОрВЯО!
г^съиегхя
з-МгМ-ВиелЫ
Еку.с)
ГигЬгг)
Т£ШОДИНА\0Н£СЙ1Е МЕТОДЫ Штсд рЕсчета КЗКЕК • ХКГ1 Нъгхерризух фздтгэавмсэк гг$Е Хйгск рьгчет^ ¿Ьойгал ; Схрхгщ тггзссг. Мдаш.псоояс:»!5гдх. • Ьлеякстеткк
^ ларгфмкгюк гоютокги
ГЬсск У; 1 2 3
ЬрЪЗЕЕ Парагчнъас сп ЗАФ
Так С 2аохс* £400= - "515
Дал Я*. 1010X0 121 XX 101.XX
-:по1
Ойц '¡щ 4г> гохоссх 133023310 31133«
лох- . НС гг гд .
оххзо О.О0О125 йоаз
ЕоМАсаие 0X00? 0 00X125 о.хх21
охохо г хош
¡¿ЙОр-ЛЯ оохож 00X050 о,х<Н2г
о охсио ОХМгй гс-ххг
5-М1Ь-1-Зшаяэ! о свхж о охзз: ООХОХ
с 120x0 0437500 о 313-5г:
'Гагг а гздз-о 050С005 ао74!>?г
ГУГЛП! ооохзо С-.ХОЮо ОС0ХОО
ГЬсск 4 5 5 7
Шшгжвпгг» Т«а: С 35- Очквйюаека: К 523 р-Жзсфюгг 555885
ЯЬ 1510X0 1010X0 101X30 101.0X0
З-кгглХС-й.^' -1 -1 47Х2Б-Х> -1 СЭ^ЗЕ-ЧЖ
ОКс Уз. якч.кге 12»" 0030 5*242322 "0727750"
оемчх «зэг*:<мв: го гз?. О <ХШХ>
ЛнЕМе&чк 0.000)70 00X15? ооххо
ЕСМАеьш ооохх 00X074 00X145 оххж
МаЛьяо! г сох» О.ОХШ 0X1554 о.ххг
Х-Ргорм»! о хсооо ООССй-43 ООХ155 0 XI455
о ххж СОХГО ОООХХ 0 Х0545
3-МВ-.-1-Е«гл>1 о омох 00X541 о зхх; 0X055
ЕСаяЫ г ох1 зо 0423281 0.553?"4 0ХХ13
Я-гнз о »5042 0.5113 X 0.043 »5 : ?5"2?2
Turf\r¿^ 00ХХ4 0 Х0105 0.0X0» 00X221
Рис. 1. Спецификации метода расчета и свойств потоков.
Стоимость этилового спирта после бражной колоны составляет 2/3 стоимости конечного ректификата. В расчетах, с целью снижения «теплоза-трат», мы не обсчитывали систему конденсации бражной колоны потока А, а использовали нееконденсированный водио-спиртовой поток. Экономия тепла в таком варианте составит порядка 460 МДж/ч (при объеме производства спирта «Экстра» 250 кг/ч, первичного спирта 243кг/ч). Это порядка 164кг
5 Я § X Ü в химии и химической технологии. Том XXIII. 2009. № 6 (99)
4
технологического пара с энтальпией 2.8 МДж/кт и давлением 1.2-2.1 МПа (средняя цена пара ~200р/1т)
Выбор конкретного потока находится в процессе и будет сделан после второй части проектирования схемы, работающей по принципу лабораторной установки, на которой были проведены исследования конверсии спирта.
УДК 547.89S.546
А. Г. Ситин, Е. Н. Гулакова, О. А. Федорова, JI. Г. Кузьмина
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Москва, Россия Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Москва, Россия
СИНТЕЗ ФОТОХРОМНЫХ СТИРИЛЗАМЕЩЕННЫХ АЗИНОВ
Novel photochromic derivatives of 2-styrylquinoline and 2-styrylquinoxaIine were prepared by using of condensation of methylsubstituted heterocycles with derivatives ofbenzaldehyde over a basic or acidic catalyst and by using Wittig's reaction. All products of reactions were characterized by using of physico-chemical methods including X-ray.
Новые фогохромные производные 2-стирш1хинолина и 2-стиршгхшюксалина получены конденсацией метальных производных гетероциклов с замещенными бензальдегнда-ми в присутствии основных или кислотных катализаторов, а также в условиях реакции Вит-тига. Строение полученных продуктов доказано с помощью комплекса физико-химических методов анализа, в том числе РСА.
Разработка соединений, способных улавливать солнечную энергию и трансформировать ее в другие виды энергии (перенос заряда, протекание химической реакции, движение молекулярного устройства), является актуальной задачей. Использование фоточувствительных соединений в настоящее время имеет применение при конструировании молекулярных устройств, молекулярных машин, в молекулярной электронике, в качестве новых элементов оптической памяти.
Целью данного исследования являлось получение гетероциклических аналогов стильбена. В качестве гетероциклической компоненты были выбраны хинолин и содержащий два атома азота в цикле - хиноксалин.
Из литературы известно [1-8], что основным методом синтеза сти-рилгетероциклов является конденсация коммерчески доступных метильных производных гетероциклических оснований с производными бензальдегида в кислых или основных условиях. Данный метод был опробован нами для синтеза замещенных 2-стирилхинолина и 2-стирилхиноксалина.
Характерная для алкильных групп в а-положении пиридинового цикла кислотность проявляется также и для метальной группы во 2-м положении хинолина. Реакция конденсации 2-метилхинолина 1 с производными бензальдегида была осуществлена при использовании для дополнительной активации как основания, так и кислоты; во втором случае реакция проходит
