Куме́новий ме́тод (кумо́льний ме́тод) — промисловий метод синтезу (фенолу) C6H5OH із (бензену) і пропілену. Метод полягає у реакції вихідних речовин із утворенням (кумену) (ізопропілбензену), котрий внаслідок окиснення розщеплюється на фенол та (ацетон), інший промислово важливий продукт:
Вперше цей спосіб синтезу був розроблений у 1942 році в таборі ГУЛАГ латвійським хіміком під керівництвом . У західній науковій літературі метод має назву процес Хока (англ. Hock process), за ім'ям [de], який запропонував аналогічний спосіб синтезу фенолу у 1944 році.
Куменовий метод є основним способом отримання фенолу у промислових масштабах — на нього припадає близько 95 % світового виробництва.
Окрім самого фенолу, за цим методом можна отримати й інші (феноли), такі як (нафтоли) та (гідрохінон).
Стадії синтезу
Алкілювання бензену
Сполучення бензену та пропілену відбувається за (реакцією алкілювання Фріделя—Крафтса) у присутності (ортофосфатної кислоти):
Окиснення
Окиснення кумену здійснюється шляхом його реакції із киснем повітря. Взаємодія проводиться у барботажному реакторі за тиску від атмосферного до 700 кПа та температури 80—120 °C. Каталізатором реакції виступають солі кобальту.
Побічними продуктами реакції окиснення є (ацетофенон) і . Другий (дегідратується) на наступній стадії до альфа-метилстирену, котрий відділяється для подальшого (гідрування) до кумену і повертається у цикл виробництва.
До ймовірних забруднювачів гідропероксиду належать (метанол) і непрореагований кумен, які відокремлюються дією адсорбентів типу (активованого вугілля). Концентрація отриманого на цій стадії гідропероксиду варіюється у межах 20—40 %, а за рахунок (вакуумної дистиляції) цей показник вдається підвищити до 65—90 %.
Розщеплення
Стадія розщеплення гідропероксиду кумену проводиться за температури 100 °C у реакторах із теплообмінниками, оскільки реакція протікає дуже швидко і є сильно (екзотермічною) (енергетичний ефект реакції — 252 кДж/моль)
У кислому середовищі, яке створює 40 % (сульфатна кислота) і невелика кількість каталізатору (на рівні (мільйонних масових часток)), протонований гідропероксид втрачає молекулу води. Внаслідок ця частинка перегруповується у (карбокатіон), котрий приєднує втрачену молекулу води, утворюючи (напівацеталь). (Ацеталь) розпадається у кислому середовищі на фенол та ацетон:
Разом зі стадією окиснення етап розщеплення має основне значення при оцінці ефективності виробництва. Зокрема, одному кілограму кумену, отриманому після першої стадії, відповідає близько 0,75 кг кінцевого фенолу і 0,46 кг ацетону. Вихід фенолу за двома кінцевими стадіями перевищує 98 %, а загальний вихід фенолу за цим методом сягає 96 %.
Примітки
- Hock, H., Lang, S. Autoxydation von Kohlenwasserstoffen, IX. Mitteil.: Über Peroxyde von Benzol-Derivaten // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. — 1944. — Т. B77 (16 червня). — С. 257–264. — DOI: . (нім.)
Джерела
Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Куменовий метод |
- Wallace, J. Phenol // Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. — 4th. — New York : John Wiley & Sons, 2004. — . — DOI: (англ.)
- Weber Manfred, Weber Markus, Kleine-Boymann, M. Phenol // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. — 6th. — Weinheim : Wiley-VCH, 2005. — DOI: (англ.)
- Травень В. Ф. Органическая химия. Учебник для вузов. — М. : ИКЦ «Академкнига», 2006. — Т. 2. — С. 59—60. — . (рос.)
- Чирва В. Я., Ярмолюк С. М., Толкачова Н. В., Земляков О. Є. Органічна хімія. — Львів : БаК, 2009. — 996 с. — .
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет