شیمی آزمایشگاهی

اکسیلن ها :

اکسیلن ها همانند تولوئن دارای موارد استعمال متنوعی است و کاربرد آنها تنها جهت تهیه مواد شیمیایی و یا جهت تهیه مواد در صنعت پتروشیمی نمی باشد . جدول زیر میزان مصارف گوناگون آن را در سال 1968 در آمریکا نشان می هد .

میزان مصرف اکسیلن در صنایع پتروشیمی آمریکا در سال 1968

یاد آور می شود که با توسعه صنایع پتروشیمی در چند سال اخیر ، به ویژه در جهت تهیه الیاف مصنوعی ، تهیه رنگ و سموم ، سهم اکسیلن های مصرف در این صنعت فزونی یافته است .

در طرح توسعه و گسترش صنعت پتروشیمی در ایران خط تولید فرآورده های حاصله از اکسیلن بر اساس نوشته های زیر پیش بینی شده است .

خط تولید فرآورده های حاصله از اکسیلن ها :

_ اکسیلن ها

اسید ترفتالیک ← الیاف مصنوعی

دی میتل ترفتالات ← الیاف منصوعی

انیدرید مالئیک ← رنگ

انیدرید مالئیک ← آیکید زرین ( پلی استر ) سم مالاتیون

2 – 4 کلر – آلکالی

با اینکه مواد اولیه تولیدی از مواد نفتی اشتقاق نیافته است اما مواد تولیدی از این واحد بویژه کلر را با توجه به نقش آن در صنعت پتروشیمی ( جهت تولید مشتقات کلره و . . . ) می توان به عنوان یک ماده بنیادی در نظر گرفت و بدین لحاظ بجاست که نامی از این واحد  در این قسمت برده شود  ، ماده اصلی تغذیه یا خوراک این واحد را سنگ نمک یا آب دریا بسته به موقعیت تشکیل می دهد .

3 – تنوع روش های شیمیایی

3 – 1 – روش های تهیه ایزوپرن :  

                                              C        

ایزوپرن یا میتل بوتادین « C – C   C   C  » ؛ یک هیدروکربور دی اولفینی با پنج اتم کربن می باشد . با توجه به ساختمان مولکولی کائوچوی طبیعی که دارای واحد ساختمانی ( موتیف ) ایزوپرنی است اهمیت سنتز این جسم به خوبی آشکار می گردد . تهیه ایزو پرن مبتنی بر سنتز این جسم و روش های مختلفی است که بوسیله هیدروکربورهائی با اسکلت ایزو C5 انجام می گیرد .   

ایزوپرن یک جسم غیر اشباع است و به همین مناسبت باید آن را در فرآورده های حاصله از عمل کراکینگ جستجو نمود که سرشار از اولفین ها و حاوی مقدار کمی بوتادین و دی اولفین ها نیز می باشد . روش عمل ، مبتنی بر اکستراکسیون و تقطیر ایزوپرن از این برش ها است که تقریبا شامل یک درصد از ایزوپرن می باشد . واضح است که فقط برای تهیه 1000 تن ایزوپرن عمل کراکینگ را بر روی 100000 تن از هیدروکربورها انجام نمی دهند بلکه ایزوپرن یک ماده فرعی از عمل کراکینگ است که در هنگام تفکیک فرآورده های حاصله ، خودبخود جدا می گردد .

_ دومین روش مبتنی بر جدا نمودن و جمع آوری کردن هیدروکربورهائی است که دارای ساختمان مولکولی ایزوپنتان

             C  

« C – C – C – C » ( روش هودری ) یا ایزوپنتن ( روش شل ) می باشد .  

این دو جسم به مقدار بیشتری از ایزوپرن در محصولات حاصله از عمل کراکینگ یافته می گردد اما جدا نمودن آنها به سختی انجام می گیرد .

این مواد پس از تفکیک دزیدروژنه گردیده و به دی اولفین ها مبدل می گردد .

                                                  FeO                   FeO

C – C – C – C    C  C – C – C   C  C – C  C

                                           C      -H2           C    -H2             C

شرائط انجام واکنش های فوق مشابه با تهیه بوتادین به طریق دزیدروژناسیون ( هیدروژن گیری ) می باشد یعنی عمل در یک سیستم هتروژن ( کاتالیزور جامد ، هیدروکربور بصورت گاز ) انجام می گیرد و دمای لازم در حدود 600 درجه سانتی گراد می باشد .

_ در روش های دیگری که ذیلا مورد بررسی قرار می دهیم ، جهت تهیه ایزوپرن ، دیگر به ساختمان مولکولی مواد اولیه که مشابه I.C5 باشد توجهی نمی گردد و تهیه ایزوپرن از هیدروکربورهای ساده به طریق سنتز انجام می گیرد :

_ روش گودیر : در این روش ابتدا پروپن را در مجاورت کاتالیزور هموژن ( که یک کمپلکس Ti Cl4 / Al ( C2H5 )3 ) به یک اولفین C6 ( شش کربنه ) دیمریزه می نمایند و سپس جسم اخیر را درمجاورت کاتالیزور هموژن دیگری ( کلرور آلومینیم ) به ایزومرش تبدیل می کنند تا انجام مرحله بعدی واکنش امکان پذیر گردد . آخرین مرحله یک کراکینگ حرارتی در مجاورت اسید برومیدریک است که در نتیجه I.C6  به I.C5  مبدل می گردد .

                                                       CH3   Ti Cl4 / Al ( C2H5 )3 )                 

2CH2  CH – CH3          CH2  C – CH2 – CH2 – CH3

                                                                CH3         Cl3Al                        CH3

CH2  C – CH2 – CH2 – CH3     CH3 – C  CH – CH2 – CH3

                                             CH3            HBr                       CH3      

CH3 – C  CH – CH2 – CH3    CH2  C – CH  CH2 + CH4

_ چهارمین روش طریقه ، روش موسسه فرانسوی نفت است که بیشتر شیمیایی است و از ترکیبات C4 ( مثلا ایزوبوتن ) به عنوان ماده اولیه استفاده می گردد .

ایزوبوتن بهتر از سایر هیدروکربورهای C4 با دو مولکول دی میتل دی اکسان است که از کراکینگ حرارتی آن در مجاورت اسید فسفریک می توان ایزوپرن بدست آورد .

دو طریقه اولی یعنی روش های اکستراکسیون ، اصلی است اما با توجه به راندمان ( یک تن ایزوپرن از 100 تن مخلوط فر آوردها ) ، روش های سنتزی حائز اهمیت گردیده است . روش سوم معمولا جهت تهیه هیدروکربورهاست و فقط مربوط به پالایشگاه ها می گردد در صورتیکه طریقه چهارم که از ایزوبوتن و فرمل استفاده می گردد به علت تولید ترکیبات واسطه از قبیل مشتق دی متیله متا دی اکسان در دامنه فعالیت صنعت پتروشیمی قرار می گیرد زیرا این مواد یعنی ترکیبات دی اکسان منبعی برای تهیه پلاستیفان هاست و همچنین فرمل حاصله ( که یک ترکیب واسطه برای پلاستیک ها ، باکلیت ها

، ملامین ها است ) می تواند باعث توسعه صنایع شیمیایی گردد .

منبع : کتاب پتروشیمی

تالیف : دکتر مرتضی خسروی

HADI KASAEI

هادی کسائی