VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

ВЛИЯНИЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ НА СИНТЕЗ п-ДИНИТРОЗОБЕНЗОЛА

Шашков С., Иванкина О.М.

Волжский политехнический институт (филиал) Волгоградского государственного технического университета, Волжский, Россия, www.volpi.ru

INFLUENCE OF MIXING ON THE SYNTHESISp-DINITROSOBENZENE

Shashkov S., Ivankina O.M.

Volzhsky Polytechnical institute (branch) Volgograd State Technical University, Volzhsky, Russia

п-Динитрозобензол (п-ДНБ) входит в состав динитрозогенерирующий систем для вулканизации диеновых каучуков [1], позволяющих снизить температуру вулканизации до 60-100^оС. Это обстоятельство особенно актуально в резиновой промышленности, являющейся одной из самых энергоемких. В связи с выше сказанным, разработка способа получения п-ДНБ и аппаратурного оформления процесса является актуальной задачей. Так же следует отметить, отечественная химическая промышленность п-ДНБ не производит.

Ранее нами были определены условия получения п-ДНБ (2) окислением п-бензохинондиоксима (1) перекисью водорода в присутствии соляной кислоты:

Для получения п-ДНБ требуемого качества с максимально возможным выходом процесс следует проводить в течение 4-часов при температуре 45-50^оС, используя 10%-ный избыток перекиси водорода [2].

Осуществление химической реакции всегда сопровождается перемешиванием. Считается, что скорость перемешивания значительно превышает время химической реакции, и поэтому перемешивание не оказывает влияние на интегральные характеристики химического процесса (выход, степень превращения). В реальных аппаратах это условие выполняется не всегда. Влияние перемешивания на протекание химической реакции выражается в неоднородности концентраций реагентов в объеме аппарата. Соответственно скорость реакции и продолжительность процесса в целом могут существенно отличаться от расчетных величин [3].

Нами было исследовано влияние скорости перемешивания на степень превращения исходного п-бензохинондиоксима (п-БХД) при его окислении перекисью водорода. Реакцию проводили в лабораторном реакторе объёмом 5 л, снабженном якорной мешалкой с возможностью регулирования числа оборотов, рубашкой для обогрева и устройством для дозирования реагентов. Опыты проводили в ранее определенных условиях (температура 50^о С, избыток перекиси водовода 10 % от стехиометрического, время реакции 4 часа, С(п-БХД) =1,5моль/дм³, С(Н₂О₂)=11 моль/дм³). Установлено, что в выбранных условиях максимальная степень превращения п-БХД 94% была достигнута при скорости перемешивания 50 об/мин. Дальнейшее повышение числа оборотов мешалки не ведет к ее увеличению. Таким образом, данная скорость перемешивания обеспечивает гидродинамический режим в аппарате близкий к модели идеального смешения. Однако следует отметить, что данные выводы можно применять для геометрически подобных аппаратов.

Литература:

1. Тихонова Н.П., Гинзбург Л.В. и др. //Каучук и резина.1987,№ 3. С.13.

2. П.Ю. Елисеев, Д.В. Ильинский, Г.М. Бутов, О.М. Иванкина // Международный студенческий научный вестник : электрон. науч. журнал. - 2015. - № 3 (часть 4). - C. 562-563. – Режим доступа : http://www.eduherald.ru/.

3. Тишин О.А., Харитонов В.Н. Химическая реакция и перемешивание: монография; ВПИ (филиал) ВолгГТУ.-Волгоград, 2014.- 98 с.