Дріс №12. Ароматты кмірсутектерді сапасына ойылатын талаптар. Талдау жне сапаны баылау дістері.

Ароматты кмірсутектерді сапасына ойылатын талаптар кп жадайда оларды ндірісіні тадаулы технологиясын анытайды. Кбінесе бір араанда аз ана андай-да бір крсеткішті атадату технологиялы процесті айтарлытай иындатады жне німні зіндік нын арттырады. Сондытан ароматты кмірсутектерді сапасын анытайтын шамаларды длелді трде тадау керек.

Ароматты кмірсутектерді химиялы деуде кеінен олдану оларды тазалыына, атап айтанда сйкес процесс катализаторыны белсенділігін жоятын немесе алынатын німдерді сапасын тмендететін оспаны шекті млшеріне деген талапты кшейтті.

Сапасына ойылатын талаптар шикізат деуді технологиялы процестеріні ерекшеліктерімен жне ттыну згешеліктерімен аныталады. Талаптар жинаын зерттеу тередігі сол шикізат трін олданып практикалы тжірибе жасау арылы аныталады. Кп уаыттан бері жне кеінен олданылып жрген ароматты кмірсутектер (бензол, толуол, ксилолдар, нафталин) шін талаптарды крделі жне тарматалан жйелері бар. Бл талаптарда рамындаы андай-да бір оспаны млшеріне ерекше назар аударылан. Салыстырмалы трде аз олданылатын арендерде (фенантрен, антрацен, шметилбензолдар) кбінесе негізгі затты млшеріне талап ойылады.

німді рі арай деуді те сенімді жне тиімді басаруа ммкіндік беретін рамындаы белгілі бір оспаларды млшеріне ойылатын талаптар мен стандарттардаы шектеулер мынадай заттара кеінен тараан:

- сатаанда немесе деуге дайындаанда ароматты кмірсутектерді асиетін (тсі, гомогендік, химиялы белсенділік, ттырлы) згертуге абілетті заттар;

- негізгі деу процесі катализаторларыны белсенділігі мен селективтілігін тмендетуге абілетті заттар;

- негізгі технологиялы процеске тн емес заттар тзетін, рі оларды пайда болуы масатты німді тазалауды иындататын заттар.

Бл талаптарды орындалуы соы німдерді сапасын арттыруа, нын тмендетуге, німділігін арттыруа ммкіндік береді.

Ароматты кмірсутектерді рамындаы оспалара ойылатын шектеулер мынадай осылыстар класына таралады: сатау кезінде полимерлену немесе тотыу нтижесінде боялан заттарды, сонымен атар ыдыстар мен аппаратураларды абырасына трып алатын шайырлы заттар тзілуіне ммкіндік туызатын аныпаан кмірсутектер. Коксты катализатора жиналуы жне катализаторды белсенділігіні тмендеуі ммкін. Хлорлаанда немесе газ фазасында тотыу кезінде шикізат дайындау жйесінде жне байланыстырыш аппараттарда пирофорлы жне жарылыш осылыстар тзілуі ммкін.

Химиялы шикізатта млдем болмауы керек заттар:

- аныпаан осылыстар;

- ароматты кмірсутектерді деуді кптеген процестерінде андай-да бір дрежеде зиянды, сіресе каталитикалы у ретінде болатын рамында ккірт бар заттар, себебі рамында никель жне платина бар катализаторлар ккіртті осылыстара те сезімтал болады;

- арендерді газ фазасында сульфирлеу барысында тиофен жне аныпаан осылыстармен бірге, ккірт диоксидін тзе отырып ккірт ышылын тотысыздандыратын жне сульфомассаны шайырландыратын аныан кмірсутектер;

- алюминий хлориді атысында ароматты кмірсутектерді рамындаы су алкилдеуге олайсыз сер етеді. Сонымен атар алюминий хлоридіні гидраттары конденсация процестерін катализдейді.

Соы кездері ароматты кмірсутектерді сапасына ойылатын талаптар атадатылды. Мысалы, бензола енгізілген стандарттар оны рамындаы ккірт пен кейбір аныан кмірсутектерді млшерін таы да тмендетуді сынады (13-кесте).

Бензола араанда толуолдаы ккіртті осылыстарды млшеріне лйылатын талаптар айтарлытай атал емес. Бл толуолды химиялы нерксіпте шектеулі олданылатындыымен тсіндіріледі.

Жеке ксилолдара жасалан стандарттарда фракциялы рам, аныпаан кмірсутектерден тазалану дрежесі, кристалдану температурасы бойынша бааланатын сульфирленетін затты млшері, негізгі затты млшері сияты крсеткіштер регламенттеледі.

Кесте 13

Мнай бензолыны сапасына ойылатын негізгі талаптар (МЕСТ 9572-77)

Крсеткіштер	Бензол маркалары
Жоары тазалы шін	синтез шін	нитрациялау шін
Фракциялы рам: 95% (кл.) айдалады, ⁰С кп емес	-	0,6	0,8
лгілер шкаласындаы ккірт ышылыны тсі, кп емес	0,1	0,1	0,2
рамындаы тиофенні млшері, % кп емес:	0,00005	0,00015	0,0002
рамындаы жалпы ккіртті млшері, % кп емес:	0,00005	0,0001	0,0002
рамындаы негізгі затты млшері, % кп емес:	99,9	99,7	-
рамындаы н-гептан оспасыны млшері, % кп емес:	0,01	-	-
рамындаы метилцикло-гексан+толуол оспасыны млшері, % кп емес:	0,05	-	-
рамындаы метилцикло-пентан оспасыны млшері, % кп емес:	0,02	-	-
рамындаы толуол оспа-сыны млшері, % кп емес:	-	0,03	-

Егер нафталинді тетралин немесе декалинні синтезі шін рамында никель бар катализаторларда гидрлеуге немесе сульфирлеуге немесе нитрлеуге шыратса, нафталинні сапасына те жоары талаптар ойылады. Сондытан аталан процестер шін "тазартылан срыптаы" нафталин олданылады. Біра фталь ангидриді синтезі шін тазартылан нафталинді олдану міндетті емес. Нафталинні техникалы срыптары жиі олданылады.

Ароматты кмірсутектерді талдау шін талдау жмыстары андай масатта орындалатындыына байланысты р трлі жадайларды олдануа болады.

Осы кнгі талдау дістері мынадай міндеттерді шешу шін олданылады:

- дайын німні сапасын баылау;

- ароматты кмірсутектер оспасындаы жеке заттарды млшерін анытау,

- рамында ароматты емес кмірсутектерді айтарлытай млшері бар шикізат пен жартылай німдердегі жеке жне жалпы ароматты кмірсутектерді млшерін анытау;

- газ, ауа жне суды рамындаы ароматты кмірсутектерді те аз млшерін анытау.

оспадаы ароматты кмірсутектерді млшерін анытау шін химиялы жне физикалы дістерді олдануа болады. Химиялы дістер ароматты кмірсутектерді электрофильді орын басу реакцияларына абілеттілігіне негізделген.

Ароматты жне аныан кмірсутектерді физикалы асиеттеріні ерекшеліктерін олданатын дістер кеінен таралан. Мысалы, бензин фракцияларындаы ароматты кмірсутектерді млшерін анытау шін, ароматты кмірсутектерді анилинде те жасы еритіндігіне негізделген анилинде критикалы еру температурасын (анилинді нкте дісі) анытау дісі жиі олданылады.

Ароматты кмірсутектерді топты баалауды баса да дістері, мысалы, ароматты кмірсутектерді тыыздыы мен сыну крсеткіштерін жне циклоалканды, парафинді кмірсутектерді аталан крсеткіштерін анытау шін олданылады.

Ароматты (С_ар), циклоалканды (С_ц) жне парафинді (С_п) рылымдардаы кміртек лесі мен сыну крсеткіші n, тыызды d жне молекулалы масса (1/М) арасында сызыты туелділік бар.

С_ар = а/М + вd +сn

мндаы а, в, с - тратылар; d жне n – зерттелетін кмірсутек оспасы мен n²⁰_D = 1,4750, d²⁰ = 0,8510, n⁷⁰_D = 1,4600, d⁷⁰ = 0,8280 болатын кейбір гипотетикалы парафинді кмірсутектерді тыыздыы мен сыну крсеткіштеріні арасындаы айырмашылытар.

Талдауды спектральды дістерін (сіресе газ-сйыты хроматография дісі) олдану ароматты осылыстарды рылымын зерттеуді те тиімді дісі болып табылады. Олар аналитикалы масатта олданылады.

азіргі кезде рамында ароматты кмірсутектер бар оспаларды да, ароматты кмірсутектер оспасыны да рамын анытауды негізгі дісі – газ-сйыты хроматография. Талдау дісі бензол кмірсутектеріні сапасын баалау шін жасалан МЕСТ талаптарына енгізілген.

р трлі елдерді стандарттарында ароматты кмірсутектерді сапасын сипаттау шін тмендегі крсеткіштер абылданан:

- тыызды, берілген температураа (детте 20⁰С) келтірілген тыыздыты анытау жоары апарат бермейді, себебі, бл крсеткіш технологиялы процесті сенімді бейнелейтін шама емес;

- айнау шектері крделі фракцияны асиеті мен рамы туралы аны мліметтер береді, біра таза німдерді сапасын нашар сипаттайды;

- ккіртті осылыстарды млшері; шикі бензолдаы, сонымен атар нафталиндегі жалпы ккіртті млшері МЕСТ бойынша німні лшеп алан млшерін ауа аынында жау арылы аныталады. Алынан ккірт диоксидін сутек пероксидімен шоксидке дейін тотытырады, ал алынан ккірт ышылын клемдік діспен анытайды.

Тиофенді анытау дісі оны изатинмен рекеттесуіне негізделген. Бл кезде ккірт ышылында еритін индофенин тзіледі. рі арай ышылды абатты оптикалы тыыздыын лшейді жне тиофен млшерін градуирленген график арылы есептейді.

Шикі бензолдаы жне таза бензол кмірсутектеріндегі тиофен мен ккіртсутек газ-сйыты хроматография дісімен жасы аныталады. Осы діспен нафталин мен оны ндірісіні жартылай німдеріндегі тионафтенді тікелей анытауа болады.

аныан кмірсутектерді млшері хроматографиялы діспен сенімді аныталады.

Кристалдану температурасын анытау ароматты кмірсутектерді тазалыын баалауды е негізгі дістеріні бірі болып табылады. Бл бензол, нафталин, сонымен атар барлы полициклді ароматты кмірсутектерді сапасын баалауда негізгі параметр болады.

Кристалдану температурасын анытауда ылал сер ететіндіктен лгіні сйкесінше дайындау керек, мысалы бензолды ылалмен арнайы анытырады. Кристалдану температурасын тмендегі формула бойынша есептейді:

t_кр = t+ 0,09

мндаы t_кр жне t - шынайы жне табылан кристалдану температуралары; 0,09 – бензолда ылалды еруі салдарынан оны кристалдану температурасыны тмендеуін ескеретін тзету.

Негізгі дебиет 2[115-139]; 3[212- 240;267-274]

осымша дебиет 9[234-246]

Баылау сратары:

1. Ароматты кмірсутектерді рамындаы белгілі бір оспаларды млшеріне ойылатын нормалар мен стандарттардаы шектеулер.

2. Арендердегі тиофенді анытау дісі.

3. Ароматты кмірсутектерді сапасын сипаттау шін абылданан крсеткіштер.

4. рамында ароматты кмірсутектер бар оспаларды рамын анытау дістері.