Направления совершенствования технологии производства трибутилфосфата
Изучение органических соединений фосфора. Производственное применение трибутилфосфата в качестве экстрагента для извлечения металлов из отработанного ядерного горючего. Химические реакции дезалкилирования и взаимодействие бутанола и хлористого водорода.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.03.2018 |
| Размер файла | 14,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http: //www. allbest. ru/
Волгоградский государственный технический университет
Направления совершенствования технологии производства трибутилфосфата
Шарипова Альбина Рафиковна,
студентка 2 курса магистратуры
Научный руководитель - доцент кафедры
Медников Евгений Викторович
Трибутилфосфат (ТБФ) является важным продуктом промышленности. Он нашел широкое применение в качестве экстрагента для разделения редкоземельных элементов, извлечение металлов из отработанного ядерного горючего. Также трибутилфосфат нашел применение в качестве пластификатора полимеров, растворителя нитратов и ацетатов. [ Пурдела Д.]
В настоящее время трибутилфосфат получают методом этерификации хлорокиси фосфора н-бутанолом по непрерывной технологии ВОАО «Химпром» г Волгограда.
Синтез трибутилфосфата методом этерификации н-бутилового спирта с хлорокисью фосфора проводится при атмосферном давлении и объемном соотношении бутанол: хлорокись фосфора 7:1 в каскаде реакторов идеального смешения. Бутиловый спирт и хлорокись фосфора непрерывно подают в каскад реакторов снабженных мешалкой. В первом и во втором реакторах процесс протекает при температуре 0-12єС. Из второго реактора реакционная масса поступает в два последующих работающих дозревателя. Температура в первом дозревателе поддерживается в пределе 12-17°С, во втором 17-25°С. Реактор и дозреватели представляют собой эмалированные аппараты, снабженные рубашкой и мешалкой.
Технологический процесс получения трибутилфосфата состоит из следующих стадий:
1) подготовка сырья;
2) синтез трибутилфосфата;
3) нейтрализация и промывка трибутилфосфата;
4) отпарка бутанола;
5) дистилляция ТБФ по непрерывной схеме;
6) расфасовка трибутилфосфата.
Основные реакции, которые протекают при синтезе трибутилфосфата.
1. C4H9OH + POCl3 > C4H9OP(O)Cl2 + HCl.
2. C4H9OP(O)Cl2 + C4H9OH > (C4H9O)2P(O)Cl + HCl.
3. (C4H9O)2P(O)Cl + C4H9OH > (C4H9O)3P(O) + HCl.
Нежелательные побочные реакции - реакции дезалкилирования и взаимодействие бутанола и хлористого водорода, которые приводят к образованию дибутилфосфорной кислоты и хлористого бутила.
2C4H9OH + POCl3 + H2O > (C4H9O)2POOH + 3HCl
(C4H9O)3PO + HCl>(C4H9O)2POOH + C4H9Cl
C4H9OH + HCl > C4H9Cl + H2O
Производство ТБФ имеет следующие недостатки: образуется большое количество сточных вод и образуется большое количество побочных продуктов, большой расход сырья, высокие энергозатраты.
С целью совершенствования технологии производства выполнен анализ производства и намечены некоторые пути его совершенствования. Рекомендовано трибутилфосфат получать взаимодействием нормального бутанола с хлорокисью фосфора, с применением пятикратного избытка бутанола по отношению к хлорокиси фосфора, при давлении 500-600 мм. рт. ст. и одновременной отдувкой выделяющегося хлористого водорода осушенным воздухом или инертным газом (азотом). В первом и во втором реакторах процесс идет при температуре 5-10°С с последующим выдерживанием реакционной массы в двух дозревателях при 35-40°С. Большое влияние оказывает качество сырья. Особенно отрицательное влияние на выход ТБФ оказывает содержание воды в бутаноле. Для максимального снижения содержания воды рекомендовано осуществлять дополнительную осушку бутанола, путем пропусканием его через адсорбер, заполненный силикагелем, перед подачей на стадию синтеза.
На стадии синтеза предстоит сделать следующее:
1. Обеспечить новое мольное соотношение бутанола к хлорокиси фосфора 5:1.
2. Обеспечить в первом и втором реакторах температурный режим 5-10°С, а в двух последующих реакторах-дозревателях температуру 35-40°С и для всех четырех реакторах создать давление 500-600 мм. рт. ст.
3. Необходимо для осуществления эффективности отдувки хлористого водорода инертным газом (азотом) во втором и последующих реакторах каскада, провести для этого необходимые конструкционные изменения реакторов.
4. В реакторах каскада используются грамозкие тихоходные якорные мешалки, которые неэффективно проводят перемешивание; нам рекомендовано заменить их на пропеллерные (винтовые) мешалки. Это позволит также установить в реакторах (2-4) барботера для более эффективной отдувки хлористого водорода.
Предлагаемые мероприятия позволят повысить выход ТБФ до 85,5%, увеличить степень превращения хлорокиси фосфора 100%, селективность по трибутилфосфату до 88,4%. Вышеперечисленное решения позволяют снизить энергозатраты на 10%, уменьшить расход сырья, уменьшить количество побочных продуктов.
трибутилфосфат ядерный химический дезалкилирование
Литература
1. АС 1033496 СССР, С 07 F 9/11. Способ получения трибутилфосфата / Е.В. Богач, Р. В. Жук, Л. И. Кутянин.
2. Пурдела Д. Химия органических соединений фосфора / Д. Пурдела, Р. Вылчану. -- М.: Химия, 1972. -- 752 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Изучение строения и свойств аминов как органических соединений, являющихся производными аммиака. Номенклатура аминов и замена атомов водорода углеводородными радикалами. Синтез, анализ, химические реакции аминов и их взаимодействие с азотистой кислотой.
презентация [1,2 M], добавлен 02.08.2015Общая характеристика фосфора. Изучение истории открытия данного элемента. Особенности аллотропической модификации. Физические и химические свойства белого, красного и черного фосфора. Применение соединений фосфора в сельском хозяйстве и промышленности.
презентация [10,9 M], добавлен 25.11.2015Общая характеристика щелочных металлов и их соединений, применение в промышленности. Формы металлов, встречающиеся в природе, и способы их получения. Химические свойства щелочных металлов и их взаимодействие с водой, с кислородом, с другими веществами.
презентация [3,9 M], добавлен 22.09.2015Происхождение радиоактивных отходов, их классификация. Пурекс-процесс переработки отработанного уранового топлива с использованием трибутилфосфата. Написание программы Gulp framework для расчета твердых растворов вольфрамат-антимонатов калия и цезия.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 31.10.2014Получение металлического лантана при нагревании хлористого лантана с калием. Физические и химические свойства лантана, его применение для производства стекла, керамических электронагревателей, металлогидридных накопителей водорода и в электронике.
реферат [18,6 K], добавлен 14.12.2011Положение водорода в периодической системе химических элементов и особенности строения его атома. Свойства газа, распространенность и нахождение в природе. Химические реакции получения водорода в промышленности и лабораторным путем и способы применения.
презентация [2,2 M], добавлен 13.02.2011Рассмотрение реакций, основанных на образовании комплексных соединений металлов и без их участия. Понятие о функционально-аналитической и аналитико-активной группах. Использование органических соединений как индикаторов титриметрических методов.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 01.04.2010История открытия фосфора. Природные соединения, распространение фосфора в природе и его получение. Химические свойства, электронная конфигурация и переход атома фосфора в возбужденное состояние. Взаимодействие с кислородом, галогенами, серой и металлами.
презентация [408,5 K], добавлен 23.03.2012Понятие редкоземельных элементов. Их физические и химические свойства. Экстракция легких РЗЭ в присутствии азотной кислоты, аммиачной селитры и трибутилфосфата. Определение термодинамических констант и параметров неидеальности экстрагируемых комплексов.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 29.08.2015Фосфор — химический элемент периодической системы Д. Менделеева. Фосфор как важнейший биогенный элемент, его применение в промышленности. Содержание органических соединений фосфора в крови человека. Последствия недостатка или избытка фосфора в организме.
презентация [436,4 K], добавлен 11.04.2014Окисление органических соединений и органический синтез. Превращение, протекающее с увеличением степени окисления атома. Соединения переходных металлов. Реакции окисления алкенов с сохранением углеродного скелета. Окисление циклических соединений.
лекция [2,2 M], добавлен 01.06.2012Комплексообразование полиэлектролитов с ионами металлов, тройные полимер-металлические комплексы, комплексообразование в процессах извлечения ионов металлов и органических молекул. Определение состава, координационного числа и константы устойчивости.
диссертация [462,0 K], добавлен 24.07.2010Положение металлов в периодической системе Д.И. Менделеева. Строение атомов металлов и их кристаллических решеток. Физические свойства металлов и общие химические свойства. Электрохимический ряд напряжения и коррозия металлов. Реакции с другими веществами
презентация [1,8 M], добавлен 29.04.2011Определение альдегидов (органических соединений). Их строение, структурная формула, номенклатура, изомерия, физические и химические свойства. Качественные реакции (окисление) и формулы получения альдегидов. Применение метаналя, этаналя, ацетона.
презентация [361,6 K], добавлен 17.05.2011Определение концентрации тяжелых металлов, фосфора и общего содержания восстановителей в водах и прибрежных растениях. Уровень загрязнения городского воздуха. Пробоотбор на сорбент с последующей термодесорбцией непосредственно в испарителе хроматографа.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 18.07.2011Реакции переноса электронов. Элементарные стадии с участием комплексов металлов. Реакции замещения, координированных лигандов, металлоорганических соединений. Координационные, металлоорганические соединения на поверхности. Каталитические реакции.
реферат [670,1 K], добавлен 27.01.2009Номенклатура, классификация, химические свойства аминов. Основные и кислотные свойства, реакции ацилирования и алкилирования. Взаимодействие аминов с азотистой кислотой. Восстановление азотсодержащих органических соединений, перегруппировка Гофмана.
курсовая работа [608,4 K], добавлен 25.10.2014Химические свойства водорода - первого элемента периодической системы Менделеева. Выделение горючего газа при взаимодействии кислот и металлов, наблюдаемое еще в XVI и XVII веках на заре становления химии как науки. Протий и дейтерий, их свойства.
презентация [8,5 M], добавлен 14.03.2014Изучение химических методов получения порошков: восстановление оксидов и солей металлов твердыми или газообразными восстановителями, диссоциация карбонилов и неустойчивых соединений, металлотермия. Извлечение железа из использованных автомобильных шин.
контрольная работа [198,7 K], добавлен 11.10.2010Определение молярной массы эквивалентов цинка. Определение концентрации раствора кислоты. Окислительно-восстановительные реакции. Химические свойства металлов. Реакции в растворах электролитов. Количественное определение железа в растворе его соли.
методичка [659,5 K], добавлен 13.02.2014
