Siguranța în exploatarea instalațiilor industriale

Capitolul 1.Memoriu tehnic

Difenilmetanul face parte din categoria compuşilor organici ce au aplicabilitate în numeroase domenii şi anume: industria pesticidelor,farmaceutică și a coloranților.Acest produs mai este cunoscut și sub denumirea de: benzul benzen,fenil metil benzen sau benzhidril.

Proiectul urmărește modul de obținere al difenilmetanului în proces discontinuu.

Luând în considerare datele din literatură cu privire la hidrocarburi, în prima parte a proiectului s-a facut un studiu despre structura chimică, proprietăţi fizice, chimice şi a posibilităţilor de obţinere a difenilmetanului.

În partea a doua s-a stabilit tehnologia optimă de fabricaţie. S-au studiat sub aspect cinetic şi termodinamic reacţiile care duc la obţinerea difenilmetanului. Pe baza bilanţului de materiale s-au determinat cantităţile de materii prime necesare obţinerii producţiei.

La partea de proiectare s-a dimensionat reactorul de alchilare . Având în vedere rolul şi importanţa reglării automate a proceselor chimice se propune o automatizare minimă a instalaţiei.

Având în vedere toxicitatea şi periculozitatea lucrului cu materiile prime deschise, s-au prezentat norme cu privire la protecţia muncii.

Capitolul 2.Tehnologia de fabricare.Prezentarea produsului.

2.1.Prezentarea produsului.

Difenilmetan este un compus organic,o hidrocarbură cu două cicluri benzenice legate printr-un grup metilenic (CH_2) ,cu formula 〖〖(C〗_6 H_5)〗_2 CH_2. Numerotarea atomilor de carbon în fiecare ciclu se efectuează separat.

Formula chimică:

Difenilmetanul este o substanța cristalină cu p.t. 〖27〗^0C și cu miros asemănător cu al florilor de portocal .

Acest compus este format din metan, în care doi atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu grupe fenil. Difenilmetanul este folosit adesea schelet în chimia organică. Grupul difenilmetil este cunoscut ca benzhidril,benzil benzen sau fenil metil benzen.

Difenilmetanul este utilizat ca solvent pentru materiale sensibile la presiune de reacţie,izolant,adezivi şi agenţi de tratare în răşină.Industrial sunt sintetizaţi ca intermediari farmaceutici,agent sinergic pentru insecticide şi ca plastician pentru vopsele.

Difenilmetanul şi derivaţii sai sunt compuşi importanţi pentru sinteaza organică , precum şi în industria chimică.Aceşti compuşi sunt sintetizaţi prin alchilarea Friedel-Crafts a doi compuşi aromatici şi anume: clorura de benzil și alcoolul benzilic,reacția fiind catalizată de acizi omogeni cum ar fi:Al〖Cl〗_3,Fe〖Cl〗_3,H_2SO_4 ,HF şi BF_3.

2.2.Variante tehnologice de fabricarea a difenilmetanului

Varianta optimă de obținere a difenilmetanului este reacția de alchilare Friedel-Crafts a benzenului,folosind ca agent de alchilare clorura de benzil sau alcoolul benzilic.Alchilarea nucleului aromatic cu halogenuri de alchil este catalizată de următorii catalizatori:Al〖Cl〗_3, Al〖Br〗_3, Sb〖Cl〗_3,Zn〖Cl〗_2.

Clorura de aluminiu deşi face posibilă prezenţa unor reactii secundare care conduc la derivaţi de antracen este cel mai utilizat.Cercetările ulterioare realizate de Scholl şi Seer care a investigat acţiunea clorurii de aluminiu asupra difenilmetanului la temperatura de 20 şi 80 °C au identificat prezenţa antracenului în amestecul de reacţie,dar dacă se folosește un exces de hidrocarbură aromatică se favorizeaza formarea difenilmetanului.

În tabelul de mai jos se prezintă câteva dintre posibilitaţile de formarea a difenilmetanului în funcţie de substrat ,reactant şi catalizator:

Substrata aromatic Reactant electrofil Catalizator D.F.M. %

Benzen Clorura de benzil Al〖Cl〗_3 85

Benzen Clorura de benzil Acid polifosforic 90

Benzen Clorura de benzil Sb〖Cl〗_5 35

Benzen Clorura de benzil H_2 〖SO〗_4 83

Benzen Clorura de benzil Zn〖Cl〗_2 sol 70 % 66

Benzen Clorura de benzil ZnCr sol 70% 38

Benzen Alcool benzilic H_2 〖SO〗_4 sol 70% 50-57

Benzen Alcool benzilic Al〖Cl〗_3 65-70

Benzen Alcool benzilic HF 30

Benzen Alcool benzilic BrF_3 15

Benzen Alcool benzilic P_2 O_5 40-50

În alchilarea benzenului cu diverşi agenţi de alchilare în soluţii apoase de clorură de zinc sau clorură ferică , mediul de reacţie este constituit din doua faze lichide nemiscibile:reactanţii şi produşii organici constituie o fază , iar soluţia apoasă a catalizatorului a doua fază.După reacţie cele doua faze sunt decantate , stratul organic este spălat cu soluţie diluată de carbonat de sodiu şi apă,iar apoi uscat pe clorură de calciu anhidru şi fracţionat prin distilare.