Кумольный процесс

Кумоловый процесс (кумено-фенольный процесс, Хокковый процесс ) представляет собой промышленный процесс синтеза фенола и ацетона из бензола и пропилена. Термин происходит от кумола (изопропилбензол), промежуточного материала в процессе. Он был изобретен Р. Эдрисом и П. Сергеевым в 1942 г. (СССР) и независимо Генрихом Хоком в 1944 г.

В этом процессе преобразуются два относительно дешевых исходных материала, бензол и пропилен, на два более ценных: фенол и ацетон. Другими необходимыми реагентами являются кислород из воздуха и небольшие количества радикального инициатора. Большая часть мирового производства фенола и ацетона в настоящее время основана на этом методе. В 2003 году с помощью кумольного процесса было произведено около 7 миллионов тонн фенола. Для того, чтобы этот процесс был экономичным, также должен существовать спрос на побочный продукт ацетон, а также на фенол.

• 1 Этапы процесса
• 2 Альтернативы совместному производству ацетона
• 3 Альтернативы производству фенола
• 4 Обработка ацетона
• 5 См. Также
• 6 Ссылки
• 7 Внешние ссылки

Кумол образуется в газовой фазе алкилирования Фриделя – Крафтса бензола пропиленом. Бензол и пропилен сжимают вместе до давления 30 стандартных атмосфер при 250 ° C в присутствии каталитической кислоты Льюиса. Фосфорная кислота часто предпочтительнее галогенидов алюминия . Кумол окисляется на воздухе, который удаляет третичный бензильный водород из кумола и, следовательно, образует кумольный радикал :

Затем кумольный радикал связывается с молекулой кислорода с образованием кумола. пероксидный радикал, который, в свою очередь, образует гидропероксид кумола (C6H5C (CH 3)2O2H), отщепляя бензиловый водород от другой молекулы кумола. Этот последний кумол превращается в кумольный радикал и возвращается в последующие цепные образования гидропероксидов кумола. Давление 5 атм используется для обеспечения того, чтобы нестабильный пероксид оставался в жидком состоянии.

Гидропероксид кумола затем гидролизуют в кислой среде (перегруппировка Хока ) с получением фенола и ацетона. На первом этапе протонируется концевой гидроперокси-атом кислорода. За этим следует стадия, на которой фенильная группа мигрирует от бензильного углерода к соседнему кислороду, и молекула воды теряется, образуя резонансный стабилизированный третичный карбокатион. Согласованный механизм этой стадии аналогичен механизмам окисления Байера-Виллигера, а также стадии окисления гидроборирования-окисления. В 2009 году подкисленная бентонитовая глина оказалась более экономичным катализатором, чем серная кислота в качестве кислой среды.

Как показано ниже, образующийся карбокатион затем подвергается атаке воды, затем протон переносится от гидрокси-кислорода к эфирному кислороду, и, наконец, ион распадается на фенол и ацетон.

Циклогексилбензол может заменить изопропилбензол. Посредством перегруппировки Хока гидропероксид циклогексилбензола расщепляется с образованием фенола и циклогексанона. Циклогексанон является важным предшественником некоторых нейлонов.

. Начиная с алкилирования бензола смесью 1 и 2-бутенов, в процессе кумола получают фенол и бутаноны.

• Гидрохинон получают диалкилированием бензола пропеном с получением 1,4-диизопропилбензола. Это соединение реагирует с воздухом с образованием бис (гидропероксида). Аналогично поведению гидропероксида кумола, он перестраивается в кислоте с образованием ацетона и гидрохинона. Окисление гидрохинона дает 1,4-бензохинон:

C6H4(CHMe 2)2+ 2,5 O 2 → C 6H4O2+ 2 OCMe 2 + H 2O

• Резорцин получают аналогичным образом путем превращения 1,3-диизопропилбензола в бис (гидропероксид), который фрагментируется до резорцина и ацетона.
• 2-Нафтол также можно получить способом, аналогичным процесс кумола.
• 3-хлорфенол, который не образуется при хлорировании фенола, может быть получен с помощью процесса кумола, начиная с алкилирования хлорбензола пропиленом. ацетон гидрируют в жидкой фазе над никелем Ренея или смесью меди и оксида хрома с получением изопропилового спирта. Этот процесс полезен, когда он сочетается с избыточным образованием ацетона. 164>Mitsui Co. разработала дополнительную стадию (и) для гидрирования ацетонового продукта и дегидратации продукта изопропанол до пропена, который рециркулируют как исходный реагент.
  См. также
  • Бисфенол А
  • процесс Доу
  • Алкилирование Фриделя Крафтса
  • Окисление Байера – Виллигера
  • Процесс Рашига – Хукера (также производит фенол)
  Литература
  Внешние ссылки
  • Фенол - основная химическая промышленность в Интернете

  На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с процессом Кумола.