Obținerea fenolului

TEMA DE PROIECTARE

Să se proiecteze o instalație tehnologică cu functionare continuă pentru obținerea fenolului cu o capacitate de producție de 10000 tone pe an.

MEMORIU JUSTIFICATIV

În cadrul acestui proiect s-a conceput o instalație de obținere a fenolului, acest produs având o importanță deosebită în diferite domenii. Tehnologiile de fabricare a fenolului la scară industrială sunt foarte puține, cel mai importante fiind procedeul prin hidroliza clorbenzenului, procedeul de oxidare a benzenului (procedeul Raschig), procedeul cumen. În urma analizei critice a celor trei procedee, am optat pentru procedeul cumen deoarece produsele secundare rezultate își pot găsi căi de valorificare profitabile.

În acest procedeu materia primă de plecare este benzenul și propena care prin alchilare formează cumen, iar acesta prin oxidare și apoi descompunerea hidroperoxidului de cumen format, duce la obținerea fenolului și acetonei.

Pentru procedeul ales s-au studiat : mecanismul reacțiilor, cinetica și termodinamica principalelor reacții ce au loc.

Proiectarea s-a realizat cu ajutorul calculelor tehnice și termodinamice precum și prin calcularea bilanțului termic și de materiale. Din bilanțurile termice și de materiale am calculat și consumurile specifice de materiale și utilități.

În continuare s-a trecut la elemente de automatizare și control al procesului și la posibilitățile de valorificare a produselor secundare

Proiectul s-a finalizat cu norme de tehnică a securității muncii și bibliografia care a stat la baza acestuia.

CAPITOLUL I

TEHNOLOGIA DE FABRICAȚIE

1. Proprietățile produsului și domenii de utilizare

Fenolii pot fi considerați ca fiind derivați ai apei în care unul dintre hidrogenii apei se înlocuiește cu o grupă organică: Ar-OH.

Fenolii sunt răspândiți și în resursele naturale care servesc drept materii prime pentru producția de substanțe antiseptice și adezive, cum este cazul fenolului care se găsește în rezidiile de cărbune.

Dezvoltarea producției de fenoli se suprapune perioadei izbucnirii Primului Război Mondial (1914), fiind folosit pentru fabricarea explozivilor (acidul picric-2,4,6-trinitrofenol). Producția mondială actuală de fenol se ridică la circa 9 milioane de tone, fiind utilizată mai cu seamă pentru fabricarea bachelitei și a adezivilor pentru lipirea plăcilor de lemn.

În nomenclatura sistematică, hidroxiderivații aromatici se denumesc generic “hidroxiarene”.

Denumirtea fenolilor se formează prin alăturarea termenului de “hidroxi”, ca prefix, la numele hidrocarburii, sau prin adăugarea terminației “ol”, ca sufix, la rădăcina numelui hidrocarburii.

Fenolul, cunoscut și sub denumirile: carbol, hidroxibenzen, benzolat, acid carbolic, benzenol, etc., a fost descoperit de Friedlieb Ferdinand Runge, în 1834, prin extracția acestuia din rezidiile de cărbune, denumindu-l acid carbolic. Fenolul este cel de-al doilea compus organic derivat din benzen, cel mai căutat pentru multiplele sale utilizări industriale. Aproximativ 20% din producția mondială de benzen se consumă pentru sinteza fenolului, în afară de alte surse care includ cocsul metalurgic, cărbunii, acizii crezilici din instalațiile de cracare etc.

În 2005, producția mondială de fenol se ridica la circa 6 milionae tone, din care 40% se obținea în SUA[1].

Fenolul prezintă o serie de utilizări:

În 1865 fenolul a fost utilizat pentru prima dată ca antiseptic la dezinfecția rănilor, dar din cauza caracterului iritant a fost înlocuit în chirurgie de alte antiseptice. Acesta are un efect caustic asupra membranei celulei nervoase. Din cauza efectului bactericid se folosea ca dezinfectant, fiind folosit și la cultivarea plantelor producătoare de droguri ca erbicid.

Fenolul este folosit și la producerea rășinilor artificiale precum bachelita care este un policondensat al fenolului și formaldehidei.

În timpul celui de al doilea război mondial, prizonierii erau omorâți în lagărele germane cu injecții intracardiace cu fenol.

În tehnica microscopică se folosește de asemenea formolul sau la conservarea organelor în anatomia patolgică.

La construcțiile de lemn se folosește adezivul format din fenol-rezorcină-formaldehidă.

Fenolul este folosit la fabricarea materialelor plastice (relon, bachelita), în industria medicamentelor, a antidăunătorilor, în industria coloranților și a parfumurilor.

Fenolii sunt utilizați pentru producerea substanțelor plastice policarbonate (ex. sticle, cd-uri, căști), produse pentru igiena personală și a casei și a cosmeticelor. De asemenea, fenolii sunt utilizați și pentru fabricarea hârtiei, a lichidelor antigel și a lacurilor[2].