Розглянуто промислові методи одержання продуктів органічного синтезу на основі вуглецьвмісних продуктів, серед них рослинного та тваринного походження. На основі нафти та продуктів її перероблення описано способи отримання первинних нафтохімічних продуктів та на їх основі сполук, які знаходять застосування у виробництві полімерів, еластомерів та синтетичних волокон. Окремим розділом подано ініціатори радикальної полімеризації. Наведено принципові технологічні схеми процесів одержання основних органічних продуктів. Підручник призначений для студентів, аспірантів, викладачів хіміко-техно-логічних спеціальностей вищих навчальних закладів та наукових працівників. ЗМІСТ Передмова 3 Вступ 5 Розділ 1. ОСНОВНІ ДЖЕРЕЛА СИРОВИНИ ДЛЯ ПРОМИСЛОВОСТІ ОРГАНІЧНОГО СИНТЕЗУ 9 1.1. Відновлювальна сировина. Сировині рослинного та тваринного походження 10 1.1.1. Викопні рослини 10 1.1.1.1. Виробництво сахарози (цукру) 10 1.1.1.2. Перероблення картоплі 14 1.1.2. Зернові та волокнисті рослини 16 1.1.2.1. Перероблення зерна 16 1.1.2.2. Перероблення соломи 18 1.1.3. Деревина 19 1.1.3.1. Суха перегонка деревини.... 19 1.1.3.2. Одержання клітковини 20 1.1.3.3. Гідроліз деревини 22 1.1.3.4. Обробка деревини "на кореню" 23 1.1.4. Олійні рослини 27 1.1.4.1. Хімічна будова олій 27 1.1.4.2. Одержання олії 28 1.1.5. Естерні (ефірні) олії 30 1.1.6. Натуральні барвники 32 1.1.7. Лікарські препарати 32 1.1.7.1. Одержання алкалоїдів 33 1.1.7.2. Вітаміни 34 1.1.8. Рослинні та тваринні жири 36 1.1.8.1. Виробництво рослинних жирів 37 1.1.8.2. Виробництво тваринних жирів 38 1.1.9. Воски 39 1.1.9.1. Воски тваринного походження 40 1.1.9.2. Воски рослинного походження 40 1.1.10. Білки 41 1.1.10.1. Білкова сировина 41 1.1.10.2. Промислове застосування білка 42 1.1.11. Перероблення продуктів сільського господарства 44 1.1.11.1. Одержання з олій та жирів хімічних речовин 44 1.1.11.2. Одержання хімічних речовин з відходів сільського господарства 47 1.1.12. Природні полімери 48 1.1.12.1. Ацетатцелюлоза 48 1.1.12.2. Ацетобутират целюлози 49 1.1.12.3. Нітроцелюлоза 50 1.1.12.4. Алкілцелюлози 51 1.1.12.5. Карбоксиметилцелюлоза 53 1.1.12.6. Хітозан 54 1.1.12.7. Переробка натурального каучуку 55 1.1.12.8. Хлорований натуральний каучук 56 1.1.13. Біогаз 58 1.2. Горючі копалини 59 1.2.1. Вугілля 59 1.2.1.1. Екстракція вугілля 62 1.2.1.2. Окиснення 63 1.2.1.3. Піроліз 66 1.2.1.4. Газифікація кам'яного вугілля 67 1.2.1.5. Гідрогенізаційне перероблення вугілля 70 1.2.2. Природний газ 70 1.2.3. Нафта 72 1.2.3.1. Каталітичний крекінг 73 1.2.3.2. Гідрокрекінг 74 1.2.3.3. Олігомеризація газоподібних олефінів 75 1.2.3.4. Алкілування 75 1.2.3.5. Каталітична ізомеризація 76 1.2.3.6. Реформулювання 77 1.2.3.7. Термічний крекінг 77 1.2.4. Торф 81 1.2.5. Горючі сланці 83 Розділ 2. ОСНОВНІ ПРОМИСЛОВІ ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ ПЕРЕТВОРЕННЯ ПРИРОДНОЇ СИРОВИНИ 85 2.1. Перероблення вугілля 85 2.1.1. Механічне оброблення вугілля 85 2.1.1.1. Грохочення 85 2.1.1.2. Подрібнення 88 2.1.1.3. Згрудкування 89 2.1.2. Збагачування вугілля 91 2.1.2.1. Збагачування у важкому середовищі 91 2.1.2.2. Збагачування за методом в відсаджування 92 2.1.2.3. Флотація 93 2.1.3. Піроліз вугілля 95 2.1.3.1. Високотемпературне коксування 99 2.1.3.2. Напівкоксування 117 2.1.3.3. Швидкісний піроліз 121 2.1.3.4. Гідропіроліз 122 2.1.4. Термічне розчинення вугілля 123 2.1.4.1. Технологія Потта-Броше 123 2.1.4.2. Процес SRC-1 124 2.1.4.3. Процес SRC-II 127 2.1.4.4. Процес EDS 128 2.1.4.5. Метод LSE 129 2.1.5. Гідрогенізація вугілля 130 2.1.5.1. Метод Бергіуса-Піра (Процес I.G.) 131 2.1.5.2. Процес KOHLENOL 134 2.1.5.3. Процес Pyrosol 136 2.1.5.4. Процес H-Coal 137 2.1.5.5. Процес Synthoil 139 2.1.5.6. Метод ІГК 140 2.1.5.7. Технологія NEDOL 142 2.1.5.8. Технологія GECH 142 2.1.6. Газифікація вугілля 144 2.1.6.1. Загальна характеристика процесу 144 2.1.6.2. Метод Фішера-Тропша 146 2.1.6.3. Технологія SASOL 146 2.1.6.4. Одержання метанолу 148 2.1.6.5. Технологія Mobil-MTG 149 2.2. Перероблення природного газу 151 2.2.1. Видалення механічних домішок 151 2.2.2. Висушування природного газу 152 2.2.2.1. Абсорбційні процеси 152 2.2.2.2. Адсорбційні процеси 153 2.2.3. Вилучення сірководню і діоксиду вуглецю 154 2.2.3.1. Абсорбційні процеси 154 2.2.3.2. Адсорбційні процеси 156 2.2.4. Перероблення природного газу 156 2.2.4.1. Перероблення газу конденсацією 156 2.2.4.2. Перероблення газу абсорбцією 158 2.2.4.3. Перероблення газу низькотемпературною ректифікацією 160 2.3. Перероблення нафти 161 2.3.1. Очищення і стабілізація нафти 162 2.3.2. Зневоднення та знесолення нафти.. 163 2.3.3. Первинне перероблення нафти 166 2.3.4. Хімічне перероблення нафтових фракцій 169 2.3.4.1. Каталітичне реформулювання бензинів 171 2.3.4.2. Піроліз нафтових фракцій... 173 2.3.5. Схеми нафтопереробних заводів з частковим або повним одержанням сировини для органічного синтезу 177 2.4. Перероблення торфу 182 2.4.1. Екстракція торфу 182 2.4.2. Окиснення торфу 183 2.5. Перероблення горючих сланців 184 2.5.1. Енерготехнологічна схема перероблення сланців 184 2.5.2. Термічне розчинення сланців 186 2.5.3. Одержання сланцевих водорозчинних фенолів 187 Розділ 3. ПЕРВИННІ НАФТОХІМІЧНІ ПРОДУКТИ 188 3.1. Виробництво та властивості парафінів 188 3.1.1. Основні напрямки використання парафінів 188 3.1.2. Вилучення легких парафінів С1-С5 188 3.1.3. Одержання ізопарафінів C4-C8 189 3.1.4. Основні напрямки використання та одержання рідких і твердих парафінів 192 3.1.4.1. Одержання твердих парафінів з використанням розчинників 193 3.1.4.2. Одержання парафінів за допомогою цеолітів 195 3.1.5. Індивідуальні парафінові вуглеводні, їхні реакції та застосування 197 3.1.5.1. Метан 197 3.1.5.2. Етан 203 3.1.5.3. Пропан 205 3.1.5.4. Бутани 206 3.1.6. Вищі н-алкани 209 3.2. Виробництво та властивості олефінів 211 3.2.1. Одержання низькомолекулярних олефінів 212 3.2.2. Одержання вищих олефінів 215 3.2.2.1. Одержання олефінів С6 215 3.2.2.2. Одержання олефінів С7-С9 217 3.2.3. Індивідуальні олефіни, їх реакції та застосування 224 3.2.3.1. Етилен 224 3.2.3.2. Пропілен 234 3.2.3.3. н-Бутени 240 3.2.3.4. Ізобутилен 242 3.3. Виробництво та властивості дієнових вуглеводнів 248 3.3.1. Бутадієн-1,3 248 3.3.2. Ізопрен 250 3.4. Виробництво та властивості ацетиленових вуглеводнів 255 3.4.1. Одержання, властивості та застосування ацетилену 256 3.4.1.1. Електрокрекінг 257 3.4.1.2. Окиснювальний піроліз 258 3.4.1.3. Піроліз у плазмі 259 3.4.1.4. Гомогенний піроліз 261 3.4.1.5. Регенеративний піроліз 261 3.4.1.6. Застосування ацетилену 264 3.4.2. Одержання метилацетилену та метилацетилен-аленової фракції 266 3.5. Одержання і властивості циклопентадієну та дициклопентадієну 267 3.6. Виробництво ароматичних вуглеводнів 269 3.6.1. Каталітичний риформінг бензинів 270 3.6.2. Гідродеалкілування алкілароматичних вуглеводнів 273 3.7. Виробництво нафтенів 276 3.7.1. Одержання циклогексану 276 3.8. Синтез-газ 278 3.8.1. Способи одержання синтез-газу 278 3.8.1.1. Каталітична парова конверсія вуглеводнів 279 3.8.1.2. Окиснювальна конверсія 282 3.8.1.3. Одержання та застосування водню 283 3.8.1.4. Застосування синтез-газу 284 3.8.1.5. Застосування оксиду вуглецю 285 Розділ 4. ОСНОВНІ ПРОЦЕСИ ОДЕРЖАННЯ НАФТОХІМІЧНИХ ПРОДУКТІВ 287 4.1. Окиснення 287 4.1.1. Окиснювальні агенти 287 4.1.2. Класифікація реакцій окиснення 289 4.1.3. Процеси окиснення молекулярним киснем 291 4.1.3.1. Некаталітичне окиснення у рідкій фазі 292 4.1.3.2. Каталітичне окиснення у рідкій фазі 299 4.1.3.3. Некаталітичне окиснення у газовій фазі 302 4.1.3.4. Каталітичне окиснення у газовій фазі 305 4.2. Галогенування 306 4.2.1. Способи введення галогену в органічну сполуку 307 4.2.2. Галогенувальні агенти 308 4.2.3. Класифікація процесів хлорування 309 4.2.4. Флуорування. 312 4.3. Алкілування 316 4.3.1. Класифікація реакцій алкілуванні 316 4.3.2. Алкілувальні агенти та каталізатори 318 4.3.3. Приклади алкілування 319 4.3.3.1. Алкілування за атомом вуглецю 319 4.3.3.2. Алкілування за атомами кисню і сірки 321 4.3.3.3. Одержання амінів реакціями N-алкілування 322 4.3.3.4. Алкілування за атомами інших елементів 323 4.4. Нітрування і сульфування 325 4.4.1. Нітрування вуглеводнів 325 4.4.1.1. Нітрування ароматичних сполук 325 4.4.1.2. Нітрування олефінів 327 4.4.1.3. Нітрування ацетилену 328 4.4.1.4. Нітрування парафінів 329 4.5. Дегідрування і гідрування 330 4.5.1. Класифікація реакцій дегідрування 331 4.5.2. Класифікація реакцій гідрування 332 4.5.3. Технологія дегідрування 333 4.5.3.1. Дегідрування та окиснювальне дегідрування спиртів і амінів 334 4.5.3.2. Дегідрування алкілароматичних сполук 336 4.5.3.3. Дегідрування парафінів 337 4.5.4. Технологія гідрування 338 4.5.4.1. Гідрування вуглеводнів 338 4.5.4.2. Гідрування кисневмісних сполук 339 4.5.4.3. Гідрування азотистих сполук 342 4.6. Оксосинтез 343 4.6.1.1. Синтези на основі оксиду вуглецю і водню 344 4.6.2. Оксосинтез (гідроформілювання) та інші реакції оксиду вуглецю 344 4.7. Гідроліз, гідратація, дегідратація, естерифікація й амідування 347 4.7.1. Реакції гідролізу і гідратації 347 4.7.2. Реакції дегідратації, естерифікації й амідування 349 Розділ 5. НЕНАСИЧЕНІ ФУНКЦІЙНІ СПОЛУКИ - СИРОВИНА ДЛЯ ОДЕРЖАННЯ ПОЛІМЕРІВ 350 5.1. Стирол 350 5.1.1. Одержання етилбензолу 350 5.1.2. Одержання стиролу 352 5.1.2.1. Дегідрування етилбензолу в ізотермічному реакторі 353 5.1.2.2. Дегідрування етилбензолу в адіабатичному реакторі 354 5.1.2.3. Одержання стиролу за методом фірми "Юніон Карбайд" 355 5.1.2.4. Халкон-процес 355 5.1.3. Застосування стиролу 357 5.1.3.1. Виробництво полістиролу 357 5.1.3.2. Бутадієн-стирольний каучук 359 5.1.3.3. Кополімери стиролу з акрилонітрилом 361 5.1.3.4. Виробництво пінополістиролу 364 5.2. Хлористий вініл 364 5.2.1. Одержання хлористого вінілу з етилену 365 5.2.2. Застосування хлористого вінілу 369 5.2.2.1. Виробництво полівінілхлориду 369 5.2.2.2. Кополімери на основі хлористого вінілу 370 5.2.2.3. Одержання хлорованого полівінілхлориду (ХПВХ) 373 5.3. Тетрафлуоретилен 374 5.4. Вінілацетат 376 5.4.1. Одержання вінілацетату з етилену 377 5.4.2. Застосування вінілацетату 378 5.4.2.1. Промислові способи одержання полівінілацетату 378 5.4.2.2. Виробництво полівінілового спирту 380 5.5. Акрилонітрил 381 5.5.1. Одержання акрилонітрилу окиснювальним амонолізом пропілену 382 5.5.2. Застосування акрилонітрилу 383 5.5.2.1. Виробництво поліакрилонітрилу 383 5.5.2.2. Бутадієн-нітрильний каучук 385 5.6. Акролеїн 386 5.6.1. Виробництво акролеїну 387 5.6.2. Застосування акролеїну 387 5.7. Акрилова кислота 390 5.7.1. Виробництво акрилової кислоти 391 5.7.2. Застосування акрилової кислоти 391 5.8. Метакрилова кислота 392 5.8.1. Одержання метакрилової кислоти 392 5.8.2. Застосування метакрилової кислоти 392 5.9. Метилметакрилат 394 5.9.1. Виробництво метилметакрилату... 394 5.9.2. Застосування метилметакрилату... 395 5.9.2.1. Виробництво поліметилметакрилату (органічного скла) 395 5.10. Малеїновий ангідрид 397 5.10.1. Виробництво малеїнового ангідриду 398 5.10.2. Застосування малеїнового ангідриду 398 5.11. Акриламід 399 5.11.1. Виробництво поліакриламіду 399 Розділ 6. МОНОМЕРИ ДЛЯ ПОЛІКОНДЕНСАЦІЙНИХ ПЛАСТИЧНИХ МАС ТА ВОЛОКОН.... …401 6.1. Фенол 401 6.1.1. Одержання фенолу 401 6.1.1.1. Лужне топлення бензолсульфокислого натрію 401 6.1.1.2. Лужний гідроліз хлорбензолів 403 6.1.1.3. Толуольний метод 405 6.1.1.4. Циклогексановий метод 406 6.1.1.5. Кумольний метод 406 6.1.1.6. Окиснення толуолу озоном 409 6.1.2. Застосування фенолу 409 6.1.2.1. Феноло-формальдегідні смоли 410 6.2. Дифенілолпропан 418 6.2.1. Одержання дифенілолпропану 418 6.2.2. Застосування дифенілолпропану 423 6.2.2.1. Епоксидні смоли 423 6.2.2.2. Полікарбонати 426 6.3. Карбамід 428 6.3.1. Виробництво карбаміду 428 6.3.2. Застосування карбаміду 429 6.3.2.1. Карбамідно-формальдегідні полімери 430 6.4. Меламін 432 6.5. Адипінова кислота 433 6.5.1. Одержання адипінової кислоти з бензолу 433 6.5.2. Виробництво адипінової кислоти з фенолу 436 6.5.3. Одержання адипінової кислоти з бутадієну-1,3 437 6.5.4. Одержання адипінової кислоти з ацетилену 437 6.5.5. Застосування адипінової кислоти 437 6.5.5.1. Одержання гексаметилендіаміну 437 6.5.5.2. Одержання полігексаметиленадипаміду (найлону-6,6) 438 6.6. Капролактам 440 6.6.1. Одержання капролактаму 440 6.6.1.1. Фенольний метод 440 6.6.1.2. Циклогексановий метод 441 6.6.1.3. Толуольний метод 441 6.6.1.4. Фотонітрозування циклогексану 442 6.6.1.5. Капролактоновий метод 442 6.6.1.6. Нітроциклогексановий метод 443 6.6.1.7. Виробництво капролактаму 443 6.6.2. Застосування капролактаму 444 6.7. Фталевий ангідрид 447 6.7.1. Одержання фталевого ангідриду 447 6.7.1.1. Одержання фталевого ангідриду з о-ксилолу 447 6.7.1.2. Одержання фталевого ангідриду з нафталіну 447 6.7.2. Застосування фталевого ангідриду 449 6.8. Терефталева кислота та диметилтерефталат 450 6.8.1. Одержання терефталевої кислоти 451 6.8.2. Одержання диметилтерефталату 454 6.8.3. Застосування терефталевої кислоти 456 6.8.3.1. Виробництво лавсану 457 6.9. Етиленгліколь та діетиленгліколь 458 6.9.1. Одержання етиленгліколю 458 6.9.2. Одержання діетиленгліколю 459 6.9.3. Застосування етиленгліколю та дієтиленгліколю 460 6.10. Гліцерин 460 6.10.1. Одержання гліцерину 461 6.10.1.1. Виробництво гліцерину 463 6.10.2. Промислове використання гліцерину 465 6.10.2.1. Нітрування гліцерину 466 6.10.2.2. Естерифікація гліцерину 466 6.10.2.3. Хлорування гліцерину 467 6.10.2.4. Триполіетери гліцерину 467 Розділ 7. КИСНЕВМІСНІ СПОЛУКИ - НАПІВПРОДУКТИ ДЛЯ ОРГАНІЧНОГО СИНТЕЗУ 468 7.1. Метиловий спирт 468 7.1.1. Одержання метилового спирту 468 7.1.1.1. Окиснення метану 468 7.1.1.2. Одержання метилового спирту із синтез-газу 470 7.1.2. Основні напрямки промислового використання метилового спирту 474 7.2. Етиловий спирт 478 7.2.1. Одержання етилового спирту 478 7.2.1.1. Одержання ферментаційного етилового спирту 478 7.2.1.2. Виробництво синтетичного етилового спирту 479 7.2.2. Основні напрямки промислового використання етилового спирту 482 7.3. Вищі одноатомні спирти 484 7.4. Мурашиний альдегід 488 7.4.1. Одержання мурашиного альдегіду 489 7.4.1.1. Одержання мурашиного альдегіду окисненням метанолу у разі недостачі повітря 489 7.4.1.2. Одержання мурашиного альдегіду окисненням метанолу за надлишку повітря 490 7.4.2. Напрямки промислового застосування 491 7.4.2.1. Одержання синтетичних смол 492 7.5. Оцтовий альдегід 493 7.5.1. Одержання оцтового альдегіду 494 7.5.1.1. Одержання оцтового альдегіду з ацетилену (метод Кучерова) 495 7.5.1.2. Одержання оцтового альдегіду з етилового спирту 496 7.5.1.3. Одержання оцтового альдегіду з етилену 498 7.5.2. Основні напрямки промислового застосування оцтового альдегіду 498 7.6. Оцтова кислота 501 7.6.1. Одержання оцтової кислоти 501 7.6.1.1. Одержання оцтової кислоти окисненням оцтового альдегіду 502 7.6.1.2. Одержання оцтової кислоти окисненням вуглеводнів 504 7.6.1.3. Одержання оцтової кислоти карбонілуванням метанолу 505 7.6.2. Основні промислові напрямки використання оцтової кислоти 505 7.6.2.1. Виробництво етилацетату 507 7.6.2.2. Виробництво н-бутилацетату 508 7.7-Кетен 509 7.7.1. Методи одержання кетену 509 7.7.1.1. Промислове застосування кетену і дикетену 510 7.8. Оцтовий ангідрид 511 7.8.1. Одержання оцтового ангідриду 512 7.8.1.1. Одержання оцтового ангідрриду окисненням оцтового альдегіду 512 7.8.2. Основні напрямки промислового застосування оцтового ангідриду 514 7.9. Фталевий ангідрид 516 7.9.1. Одержання фталевого ангідриду 516 7.9.2. Напрямки промислового застосування фталевого ангідриду 519 7.10. Ацетон 523 7.10.1. Одержання ацетону 523 7.10.2. Застосування ацетону 523 7.10.2.1. Виробництво метилметакрилату 525 7.10.2.2. Одержання метилізобутилового кетону 525 7.10.2.3. Застосування ацетону для одержання органічних продуктів 526 7.11. Нітробензол 527 7.11.1. Одержання нітробензолу 527 7.11.2. Виробництво нітробензолу 529 7.11.3. Застосування нітробензолу 530 7.11.3.1. Виробництво аніліну відновленням нітробензолу залізом 531 7.11.3.2. Виробництво аніліну відновленням нітробензолу воднем 532 7.12. Бензолсульфокислота 534 7.12.1. Одержання бензолсульфокислоти 534 7.12.1.1. Одержання бензолсульфокислоти сульфуванням сульфатною кислотою або олеумом 537 7.12.1.2. Одержання бензолсулі фокислоти сульфуванням сульфатним ангідридом 539 7.12.2. Застосування бензолсульфокислоти 540 7.13. Вищі жирні кислоти 542 7.13.1. Одержання вищих жирних кислот 542 7.13.1.1. Виробництво вищих жирних кислот 543 Розділ 8. ГІДРОПЕРОКСИДИ, ПЕРОКСИДИ ТА АЛІФАТИЧНІ АЗОДИНІТРИЛЬНІ СПОЛУКИ- ІНІЦІАТОРИ РАДИКАЛЬНИХ ПРОЦЕСІВ 546 8.1. Органічні пероксиди (гідропероксиди) 546 8.1.1. Гідропероксиди 546 8.1.1.1. Гідропероксид трет.-бутилу 556 8.1.1.2. Кумілгідропероксид 558 8.1.1.3. а-Ментил- та пінілгідропероксиди 561 8.1.2. Пероксиди алкілів 562 8.1.2.1. Пероксид трет.-бутилу 565 8.1.2.2. Пероксид дикумілу 566 8.1.3. Ацилгідропероксиди (надкислоти) 566 8.1.3.1. Ацилгідропероксиди одноосновних кислот 567 8.1.3.2. Ацилгідропероксиди двоосновних кислот 568 8.1.4. Пероксиди ацилів 569 8.1.4.1. Пероксид ацетилу 572 8.1.4.2. Пероксид лаурилу 573 8.1.4.3. Бензоїлацетилпероксид 574 8.1.4.4. Пероксид бензоїлу 575 8.1.4.5. Пероксид 2,4-дихлорбснзоїлу 575 8.1.5. Перестери 576 8.1.5.1. трет.-Бутилперацетат. 577 8.1.5.2. трет.-Бутилпербензоат. 577 8.1.5.3. Діізопропіл- та дициклогексилпероксидикарбонати 579 8.1.6. Перкарбонати 579 8.1.6.1. Діізопропіл- та н-бутоксиетилпероксидикарбонати 580 8.2. Аліфатичні азодинітрильні сполуки 582 8.2.1. Азосполуки з гідроксильними групами 585 8.2.2. Азосполуки з карбоксильними групами 587 8.2.3. Азосполуки з пероксидними групами 588 8.2.4. Азосполуки з епоксидними групами 591 Список літератури