Получение кислородсодержащих соединений взаимодействием изопрена с этанолом Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 665.633

И. Н. Гончарова

ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ ИЗОПРЕНА С ЭТАНОЛОМ

Ключевые слова: изопрен, этанол, реакционная способность.

Показана возможность получения кислородсодержащих соединений при взаимодействии изопрена с этанолом. Изучены кинетические закономерности взаимодействия изопрена с этанолом от условий процесса при различном соотношении реагентов.

Keywords: isoprene, ethanol, reactionary ability.

Possibility of receiving oxygen-containing connections is shown at isoprene interaction with ethanol. Kinetic regularities of interaction of an isoprene with ethanol from process conditions are studied at a various ratio of reagents.

Введение

В настоящее время происходит постоянное ужесточение требований к экологическим характеристикам моторных топлив, происходящее на фоне нарастающего дефицита нефти и ухудшения экологического климата на планете. Одновременно с этим ужесточаются требования к содержанию серы, ароматических и олефиновых углеводородов, становится обязательно применение моющих присадок и оксигенатов в составе моторных топлив [1, 2].

В качестве оксигенатов могут использоваться различные кислородсодержащие соединения, в том числе спирты, диалкиловые эфиры, ацетали [1].

В данной работе была исследована возможность получения кислородсодержащих соединений при взаимодействии изопрена с этанолом. Были проведены эксперименты получения кислородсодержащих соединений с варьированием температуры и давления процесса.

Экспериментальная часть

Объектами для исследований были выбраны изопрен и этанол. Концентрацию катализатора поддерживали постоянно, приблизительно 1%. Для изучения реакционной способности изопрена с этанолом были проведены эксперименты при следующих условиях, представленные в таблице 1.

Таблица 1 - Условия проведения реакции

Соот- Состав исход-

№ экс- Тем- Дав- ноше- ной смеси, гр.

пе- пера- ле- ние

римен- тура, ние, реа- Изо- Эта-

та °С атм. гентов прен нол

(мол.)

1 50 1,1 1 1 357,50 242,10

2 50 1,1 1 2 255,00 345,00

3 60 1,3 1 1 358,80 242,15

4 60 1,3 1 2 254,90 345,15

5 70 2,3 1 1 358,00 242,09

6 40 2,1 1 1 364,28 0

7 40 2,1 1 2 240,20 0

8 50 2,5 1 1 365,00 0

9 50 2,5 1 2 241,20 0

10 100 3,6 1 1 319,25 0

Повышение температуры эксперимента приводит к увеличению скорости образования кислородсодержащих соединений. Скорость образования кислородсодержащих соединений превышает скорость полимеризации изопрена. Следовательно, увеличиваются селективность процесса и выход целевых продуктов реакции. Таким образом, при взаимодействии изопрена с этанолом при 100 °С, получение кислородсодержащих соединений возможно, но в тоже время наблюдается полимеризация изопрена на поверхности катализатора, что приводит к его отравлению.

Обсуждение результатов

В ходе проведения эксперимента взаимодействия изопрена с этанолом при температурах реакции 50, 60, 70 °С и различных соотношениях исходных реагентов кислородсодержащие соединения не обнаружены. В данных условиях происходила полимеризация изопрена на поверхности катализатора с образованием гелеподобных продуктов, что и приводило к отравлению катализатора. В ходе хрома-

15

Рис. 1 - Зависимость концентраций продуктов реакции, взаимодействия изопрена с этанолом от времени, при соотношении реагентов 1:1 и температуре реакции 100°С

томасс-спектрометрических анализов реакционных смесей, полученных при взаимодействии изопрена с этанолом при температуре 100 °С вместе с полимерами изопрена наблюдается образование следующих продуктов - 3-этокси-3-метил-бутен-1 и 2,3-диэтокси-2-метил-бутана. Как видно из графика

(рис.1) содержание этих кислородсодержащих соединений с течением времени растет.

Выводы

1. В ходе проделанной работы была изучена реакционная способность изопрена с этанолом.

2. В ходе проведенных экспериментов, было установлено, что изопрен реагирует с этанолом.

3. При проведении эксперимента изопрена с этанолом при различных соотношениях исходных реагентов и температурах реакции, было выявлено, что получение кислородсодержащих соединений возможно, но выход этих продуктов невелик и составляет 0,4 % масс.

4. Необходимо отметить, что процессы взаимодействия изопрена с этанолом сопровождаются полимеризацией изопрена на поверхности катализатора.

Литература

1. Гончарова И.Н., Заббаров Р.Р. Изучение реакционной способности а-олефинов нормального строения с этиловым спиртом // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2012. -Т.15. - №11. - С.13 - 14.

2. Гончарова И.Н., Заббаров Р.Р. Получение кислородсодержащих соединений на основе олефина нормального строения // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2013. - №3. - С.195 - 198.

© И. Н. Гончарова - к.т.н., доц. каф ТООНС КНИТУ, [email protected]

© I. N. Goncharova - Candidate of Technical Sciences, associate professor KNRTU, [email protected].