VÝROBA A VYUŽITÍ AROMÁTŮ



Podobné dokumenty
Zpracování ropy doc. Ing. Josef Blažek, CSc. 4. přednáška

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Amoniak průmyslová výroba syntetického amoniaku

MOŽNOSTI VÝROBY PRODUKT S VYSOKOU P IDANOU HODNOTOU

POLYMERY PRINCIPY, STRUKTURA, VLASTNOSTI. Doc. ing. Jaromír LEDERER, CSc.

Z CHEMICKÝCH PROCESŮ. Ing. Tomáš Herink, Ph.D. Doc. Ing. Zdeněk Bělohlav, CSc. (Chemopetrol, a.s. Litvínov) (VŠCHT Praha)

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Zplyňování. Ing. Martin Lisý, PhD. Energetický ústav VUT v Brně Fakulta strojního inženýrství

Jaromír Literák. Zelená chemie Problematika odpadů, recyklace

Aromatické uhlovodíky z koksování černého uhlí Vysokoteplotní karbonizace ( C) Koksárenský plyn Koksárenská voda Dehet Extrakt koksárenského

MAKROMOLEKULÁRNÍ LÁTKY

1. Jeden elementární záporný náboj 1, C nese částice: a) neutron b) elektron c) proton d) foton

VLASTNOSTI ALKANŮ 2. RADIKÁLOVÁ SUBSTITUCE 3. ELIMINAČNÍ REAKCE VÝZNAMNÉ ALKANY. Substituční reakce. Sulfochlorace alkanů. Termolýza.

UHLOVODÍKY ALKANY (...)

Průmysl dusíku. amoniak - kyselina dusičná - dusičnan amonný - močovina - chloramin - hydrazin. NaClO NaOH CO(NH 2 ) 2.

TERMICKÉ PROCESY PŘI VYUŽITÍ ALTERNATIVNÍCH SUROVIN. Most, Autor: Doc. Ing. J.LEDERER, CSc.

DEZA, a.s. Studijní materiál k předmětu Chemická exkurze C6950 Brno 2011

H H C C C C C C H CH 3 H C C H H H H H H

Reálné gymnázium a základní škola města Prostějova Školní vzdělávací program pro ZV Ruku v ruce

Kyselina fosforečná Suroviny: Výroba: termický způsob extrakční způsob

Chemické procesy v ochraně životního prostředí

Ocel lakovaná. pozinkovaná. Koncentrace. Ocel

Tabulka chemické odolnosti

Zpracování ropy doc. Ing. Josef Blažek, CSc. 5. přednáška

Požární pojmy ve stavebním zákoně

Nerozvětvené (atomy C jsou spojeny maximálně s dvěma dalšími C) Rozvětvené (atomy C jsou spojeny s více než dvěma dalšími C)

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

Životní prostředí. Plasty v životním prostředí

SYNPO, akciová společnost Oddělení analytické a fyzikální chemie S. K. Neumanna 1316, Pardubice, Zelené Předměstí

HYDROXYDERIVÁTY UHLOVODÍKŮ

SYNPO, akciová společnost Oddělení analytické a fyzikální chemie S. K. Neumanna 1316, Zelené Předměstí, Pardubice

2.4 AROMATICKÉ UHLOVODÍKY

1)uhlovodík musí být cyklický, všechny atomy musí být v jedné rovině

Zadání příkladů řešených na výpočetních cvičeních z Fyzikální chemie I, obor CHTP. Termodynamika. Příklad 10

Ropa Kondenzované uhlovodíky

(Nelegislativní akty) NAŘÍZENÍ

Dusík a jeho sloučeniny

16.UHLOVODÍKY A IZOMERIE ORGANICKÝCH SLOUČENIN IZOMERIE:

Chemické principy průmyslových výrob

Masarykova střední škola zemědělská a Vyšší odborná škola, Opava, příspěvková organizace

10 CHEMIE Charakteristika vyučovacího předmětu Vzdělávací obsah

Reakce organických látek

Bilan a ce c zák á l k ad a ní pojm j y m aplikace zákonů o zachování čehokoli

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název projektu: Investice do vzdělání - příslib do budoucnosti

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Energetické využití ropných kalů

ORGANICKÉ SLOUČENINY DUSÍKU

Partnerství pro chemii

TECHNICKÝ LIST Havarijní souprava chemická HSES 360-CH

Zpracování ropy doc. Ing. Josef Blažek, CSc. 7. přednáška

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Škola: Gymnázium, Brno, Slovanské náměstí 7 III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Inovace výuky na GSN prostřednictvím ICT

TENZIDY (Detergenty)

TVORBA UHLÍKATÝCH PRODUKTŮ PŘI I PYROLÝZE UHLOVODÍKŮ

ZS Purkynova Vyskov. Mgr. Jana Vašíèková / vasickova@zspurkynova.vyskov.cz Pøedmìt Chemie Roèník 9. Klíèová slova Uhlovodíky Oèekávaný výstup

Zplyňování a zkapalňování uhlí Doc. Ing. Karel Ciahotný, CSc.

T E C H N I C K Á chemická odolnost membrána čistá polyurea TECNOCOAT P-2049

Prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Vzdělávací obor chemie

TECHNOLOGIE KE SNIŽOVÁNÍ EMISÍ (SEKUNDÁRNÍ OPATŘENÍ K OMEZOVÁNÍ EMISÍ)

Rozezná a vysvětlí význam označení různých nebezpečných látek. Vybrané dostupné látky pojmenuje a vysvětlí jejich nebezpečnost.

Školní výstupy Učivo (pojmy) Poznámka

Povolené odpady: Číslo Kategorie Název odpadu

ALKENY NENASYCENÉ UHLOVODÍKY

Synthesia, a.s. SBU Organická chemie. Ing. Viktorie Rerychová

Materiály pro konzervování předmětů ze skla, porcelánu a smaltu ( u)

1. Hydroxysloučeniny 2. Thioly 3. Ethery

(Text s významem pro EHP) (2012/C 387/06)

OMEZOVÁNÍ NEGATIVNÍCH ENVIRONMENTÁLNÍCH DOPADŮ PŘI VÝROBĚ PALIV A PETROCHEMIKÁLIÍ. Seminář, Bratislava, Autor: J.LEDERER

Modul 02 - Přírodovědné předměty

Provozní řád zařízení pro sběr a výkup odpadů Sběrné středisko odpadů Svojšovice

HYDROXYDERIVÁTY. Alkoholy Fenoly Bc. Miroslava Wilczková

Mezi karbonylové sloučeniny patří deriváty uhlovodíků, jejichž molekuly obsahují funkční skupinu

Seznam odpadů sběr, výkup a úprava odpadů, kat. O

Kopolymerace polymerace dvou a více monomerů

Chemie životního prostředí III Atmosféra (10) Těkavé organické látky (VOCs)

6.Úprava a čistění vod pro průmyslové a speciální účely

VYHLÁŠKA č. 235/2010 Sb. ze dne 19. července o stanovení požadavků na čistotu a identifikaci přídatných látek, ve znění pozdějších předpisů

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

MATERIÁLOVÁ PROBLEMATIKA PŘI SEPARACI PLYNŮ A PAR

LEPIDLA POUŽÍVANÁ V MUZEJNÍ PRAXI A PRO KONZERVOVÁNÍ A RESTAUROVÁNÍ

SGS Czech Republic, s.r.o. Zkušební laboratoř U Trati 42, , Praha 10

Školní vzdělávací program Dát šanci každému Verze 3 ZŠ a MŠ Praha 5 Smíchov, Grafická 13/1060

č. 337/2010 Sb. VYHLÁŠKA ze dne 22. listopadu 2010 o emisních limitech a dalších podmínkách provozu ostatních stacionárních zdrojů znečišťování

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Příloha č.1. Seznam odpadů, se kterými bude v zařízení nakládáno

Problematika měření expozice chemickým látkám v automobilovém průmyslu.

Přehled povolených odpadů

VYHLÁŠKA. Ministerstva životního prostředí. ze dne 17. října 2001,

Acetylen. Tlakové láhve s acetylenem. Toxicita acetylenu

Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115

Sada 7 Název souboru Ročník Předmět Formát Název výukového materiálu Anotace

PROPEN - PŘEHLED VYUŽITÍ

Oborový workshop pro ZŠ CHEMIE

ČESKÉ RAFINÉRSKÉ, a.s.

Uhlovodíky s trojnými vazbami. Alkyny

Sbírka zákonů ČR Předpis č. 381/2001 Sb.

UPOVR_ID LAT_ID LATKA UK_JAK KTG_NAKL RISK_NAKL LAT_ODT KONC_Q355 RISK_VYP RISK_LATKA CD kadmium a jeho slouč. DA0045 0,32 0,016 P P

integrované povolení

CHEMICKY ČISTÁ LÁTKA A SMĚS

Transkript:

VÝROBA A VYUŽITÍ AROMÁTŮ

AROMÁTY OBECNÉ INFORMACE VÝROBA V ČR OPTIMÁLNÍ VÝROBA VARIANTY HLAVNÍ DERIVÁTY

SITUACE V PRODUKCI AROMÁTŮ V ZÁPADNÍ EVROPĚ TRH AROMÁTŮ V ZÁPADNÍ EVROPĚ MIL. T/ROK MLD. US$ Spotřeba ropy 700 65 Spotřeba autobenzínu 120* 17 Celkový obsah aromátů v autobenzínech 54 - Produkce petrochemických aromátů (BTX) 10 23 Benzen z pyrolýzy 3,5 0,9 Celková výroba benzenu 6,8 1,7 * v USA 320 mil. t/rok

Zdroje aromátů a benzenu

VÝROBA AROMÁTŮ DLE ZDROJŮ Jiné zdroje 3% Pyrolyzní benzín 27% Reformát 70%

Světová spotřeba aromátů

Suroviny pro výrobu aromátů UNIPETROL : Cca 500 kt/rok Pygas a tři reformingy po 400 kt/rok

REFORMÁT PYROLÝZNÍ BENZIN Zastoupení zdrojů 70 25 Benzen 4 38 Toluen 17 20 Xyleny 18 5 Etylbenzen/Styren 5 4 Vyšší aromáty 11 5 Nearomáty 45 28

TRENDY VE SPOTŘEBĚ AUTOBENZÍNU V NĚMECKU A VE SPOTŘEBĚ XYLENŮ Vývoj poptávky směsných xylenů a benzínu změna [%] 60 50 40 30 20 10 0-10 -20-30 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 rok směsné xyleny v Západní Evropě benzín v Německu

Hlavní fyzikální vlastnosti (princip separace) hustota b.varu b.tání BENZEN 0,88 88,1 +5,5 TOLUEN 0,86 110,6-95 STYREN 0,9 145,2-31 ETHYLBENZEN 0,87 136,2-95 o-xylen 0,88 144,4-25 m-xylen 0,86 139,1-48 p-xylen 0,86 138,3 +13

Flow sheet showing separation of o-xylene a) Xylene splitter ; b) o-xylene column

VZNIK AROMÁTŮ REFORMING PYROLÝZA

CCR

Reforming výroba aromátů

Prací kolona a výroba technologické páry Pyroplyn do FA 201 Destilat do FA 201 36 C 1 Prací kolona d 1 =6300 mm d 2 =8000 mm h=18000 mm 1 NaOH 1 DA 103 55 C 6 7 8 12 Pyroplyn z DA 101 12 DA 201 14 DA 104 WQ 80 C FA 121 WP PyBi FD 102 FA 122 Prací voda Technol. voda Těžký PyBi Reflux DA 101

Depropanizer d=2500 mm h=26300 mm Vodík z PSA Zbytek deetanizeru Zbytek strip. kolony Inhibitor polymerace 14 C 0.85 MPa DA 404 1 16 22 40 90 C 0.88 MPa Depropanizer, debutanizer a propylenová kolona FA 404 1 9 C 0.7 MPa FA 406 DC 451 Hydrogenační reaktory FA 451 1.8-1.9 MPa DC 452 42 C 1.71 MPa DA 406 45 105 106 185 1 51 C 1.8 MPa Propylenová kolona d=6000 mm h=90300 mm Na polní hořák DA 405 20 FA 407 40 C 1.63 MPa Debutanizer d=2200 mm h=24300 mm 40 FA 405 40 C 0.47 MPa Propylen Do pyrolýzy Pyrobenzin C 4 frakce - produkt Pyrobenzin

Zdroje rafinérských aromatických frakcí v UNIPETROLU ZDROJ OBSAH AROMÁTŮ (% HMOT.) Reforming s kont. regenerací Litvínov 72 Semiregenerativní reforming - Litvínov 60 Semiregenerativní reforming- Kralupy 60 Benzín z FFC - Kralupy 29

SITUACE V ČR BENZEN Z PYROBENZINU DEALKYLACÍ-LITVÍNOV (200 kt) ETHYLBENZEN ALKYLACÍ BENZENU ETHYLENEM- LITVÍNOV (180 kt) STYREN DEHYDROGENACÍ EB KRALUPY (170 kt) NAFTALEN Z PYROOLEJE LITVÍNOV (15 kt) ANILÍN BC-MCHZ OSTRAVA (150 kt) VYŠŠÍ AROMÁTY DEZA (DEHTOCHEMIE) FTALANHYDRID DEZA (25 kt)

VÝROBA BENZENU KAT. HYDRODEALKYLACÍ 200 KT/ROK 600 C, 5 MPa, přebytek vodíku, kat. oxid chromitý na alumině

DPG hydrogenace pyrolýzního benzinu Teplota 90 200 C Tlak 4 MPa LHSV = 15 Katalyzátor 0.3% Pd /Al 2 O 3

Proces katalytické hydrodealkylace proces Pyrotol nearomáty methan ethan propan dealkylační reakce

Pyrotol - schema

Zjednodušený surovinový mix pro proces Pyrotol Reálná BTX frakce obsahuje cca 30 látek: BENZEN 60 % hm. TOLUEN XYLENY C9-aromáty Nearomáty

VÝZNAM AROMÁTŮ

OPTIMÁLNÍ VÝROBY AROMÁTŮ POJMY, VARIANTY /ne u nás/ EXTRAKCE EXTRAKTIVNÍ DESTILACE (připravuje se v CHP) DISPROPORCIONACE TOLUENU TRANSALKYLACE IZOMERIZACE C8-AROMÁTŮ

KOMPLEXNÍ ZPRACOVÁNÍ AROMATICKÝCH FRAKCÍ Lehký reformát Rafinát Benzen Těžký Hydrogenace a C8- Extrakce a xyleny p-xylen pyrobenzin destilace destilace C9 + reformát C9+ Transalkylace disproporcionace a C7 Separace p-xylenu a isomerace xylenů Těžké aromáty

PRINCIP EXTRAKTIVNÍ DESTILACE AROMÁTŮ Rozpouštědlo Nearomáty O Arom. surovina H N O N-formylmorfolin N O N-formylmorfolin N-methylpyrrolidon Rozpouštědlo + aromáty H 3 C N-methylpyrrolidon

Principy separace aromátů

Schéma disproporcionace toluenu 2 Toluen Benzen + Xylen

Schéma transalkylace aromátů procesem Tatoray Benzen Toluen Xyleny C 9 Toluen C 9 frakce Toluen + Trimethylbenzen 2 Xylen

Izomerizace xylenů Obdobně (pomaleji) izomerizuje ethylbenzen VYTVOŘENÍ ROVNOVÁŽNÉHO SLOŽENÍ (cca 24 % p-xylenu)

Extraktivní destilace-separace aromátů

Výroba aromátů z reformátu

Disproporcionace toluenu výroba benzenu

Výroba benzenu z pyrobenzinu

Adsorpční separace p-xylenu

Isomar process a) Heater ; b) Reaction column ; c) Hydrogen separation ; d) Recycle compressor ; e) Deheptanizer column

VÝROBA ETHYLBENZENU UNIPETROL: TECHNOLOGIE Lummus/UOP (EB ONE) kapalná fáze KAPACITA 300 kt/rok VÝROBA 180 kt/rok

Výroba ethylbenzenu alkylační reakce

Výroba ethylbenzenu - transalkylace

ETHYLBENZEN - Schéma technologie T = 190 240 C, P = 2,8 MPa, velký přebytek benzenu

Výroba styrenu - Kaučuk Kralupy (železitý katalyzátor, platinový kat., podtlak, oxidace vodíku, radiální tok, vakuové destilace) Pára ze sítě 40 t/h Kyslík benzen + toluen Vodík 580 C 40% styrenu 750 C 400 C 65-70% styrenu Parní kondenzát Polymery Kapalný etylbenzen 30 t/h Etylbenzen do dehydrogenace Voda Zásobník styrenu ETHYLBENZEN STYREN + VODÍK (ENDO)

Základní reakční schéma katalytické oxidace naftalenu a o-xylenu O + O 2 V 2 O 5 C C O + CO x + H 2 O naftalen CH 3 CH3 O O ftalanhydrid V 2 O 5 C + O 2 C O + H 2 O o-xylen O

Teplotní profil katalyzátoru při 82,5 g/nm3 surovin

ANILIN VÝROBA V BC-MCHZ OSTRAVA 150 KT/ROK

Dnešní kapacita: Od 8/2005 150 kt/rok, 455 t/den, 19 t/h Použití anilinu: 12-15 % gum. chemikálie Urychlovač vulkanizace 3-4 % Pesticidy, barviva, farmaka N S NH NH NH R S Antiozonanty 80 83 % MDI OCN CH 2 NCO

Region Rozdělení výrobních kapacit anilinu r. 2000 Výrobní kapacita v tis. tun/rok v % USA 798 26,6 Západní Evropa 1266 42,2 Japonsko 309 10,3 Čína 249 8,3 Ostatní 267 8,9 BC MCHZ 110 3,7 Celkem 3000

Kapacita HNO3 130 kt/rok Struktura výroby anilinu v BC-MCHZ Ostatní spotřebitelé H 2 Zemní plyn Výroba H 2 - I Hydrogen. NB Rektifikace sur. anilinu ANILIN Benzen Izotermní nitrace Čištění sur. NB Adiabatická nitrace NH3 HNO 3 100 % Prodej HNO 3 100 % HNO 3 55 % Zakoncentrování HNO 3 na 100 %

Syntéza fenolu CH 3 - CH = CH 2 + + O 2 O - OH probublávaný reaktor H + H 2 SO 4 90 120 C 0.5 0.7 MPa ph 7-8 / 3-6 OH O - OH + (CH 3 ) 2 C = O homogenní heterogenní přebytek acetonu; 0.1-2 % H 2 SO 4 ; T = 56 C 40-45 % H 2 SO 4 ; CH : H 2 SO 4 = 1 : 5; T = 50-60 C

Výroba kumenu Benzen z recyklu Kumen Benzen Alkylační reaktory Depropanizer Propan DIPB Propylen Propylen Transalkylační reaktor

Výroba fenolu Aceton Fenol katalyzátor Vzduch Štěpení CHP Kumen Regenerace uhlovodíku Regenerace fenolu Zpracování odpadních vod Topný olej Odpadní voda α-methylstyren

Syntéza cyklohexanu 2 + 6H 2 + Hydrogenace v kapalné fázi: probublávaný reaktor x = 95% T = 190 C p = 20 30 MPa Katalyzátor: Ra Ni Hydrogenace v plynné fázi: fixed bed reaktor T max = 300 C x = 100% Katalyzátor: Pd / Al 2 O 3 starší plynná fáze, reaktorová kaskáda nové jeden nebo dva reaktory (L, G)

Výroba cyklohexanu Vodík - recykl Reaktor hydrogenace v kapalné fázi Reaktor hydrogenace v plynné fázi Lehké podily Tlakový odlučovač Vodík Cyklohexan Benzen

Aromáty a jejich průmyslově využívané deriváty Podobně jako olefiny (alkeny), tvoří aromáty další klíčovou skupinu meziproduktů chemického průmyslu a mají rozsáhlé aplikační rozpětí. V následujícím textu bude pojednáno zjednodušeně o základních aromátech a jejich nejdůležitějších následných funkčních derivátech. Podobně jako u olefinů, kdy principem jejich významu byla reaktivita dvojné vazby, je základním rysem aromátů reaktivita delokalizovaných elektronů (viz. definice aromatického stavu, Hückelovo pravidlo). Pohyblivé elektrony aromatického kruhu vedou k reakcím, které označujeme jako elektrofilní substituce. Při popisu výroby hlavních aromátů byly jako hlavní individuální aromáty jmenovány benzen, toluen a xyleny. Do této skupiny byl zařazen i ethylbenzen, který je syntetizován z benzenu a ethylenu. V následujícím textu budou popsány hlavní chemikálie a produkty, které se z těchto monoaromátů vyrábějí. Cesta od monoaromátu k finálnímu výrobku nejčastěji polymernímu materiálu je vesměs dosti komplikovaná a zahrnuje celou řadu procesních stupňů. V této stati se budeme podrobněji zabývat postupy výroby prvých kroků zpracování a jen stručněji dalšími syntetickými stupni. Základní aplikace monoaromátů Benzen Okolo 50 % benzenu se použije pro výrobu styrenu, který se dále zpracovává na polystyren, kaučuky a alkylbenzensulfonany (ABS). Dalších 21 % produkce benzenu se spotřebuje na výrobu kumenu (isopropylbenzenu) a následně na fenol. Okolo 13 % benzenu se spotřebuje na cyklohexan (nejvýznamnější spotřeba cyklohexanu je na adipovou kyselinu, která je základním monomerem při výrobě polyamidů - nylonu). Toluen Přes 50 % toluenu se spotřebovává na výrobu benzenu (a xylenu) hydro-dealkylací nebo disproporcionací. Toluen se používá hlavně pro výrobu fenolu přes kyselinu benzoovou. Dalších 12 % výroby toluenu se používá pro výrobu toluyldiizokyanátu (TDI). Xyleny Para-xylen se zpracovává na polyetylentereftalát (PET), používaný převážně pro výrobu plastových lahví a vláken. Směs xylenů se používá převážně jako rozpouštědlo, zatímco o-xylen se používá pro výrobu ftalanhydridu. Uvedenými aplikacemi se budeme v dalším textu zabývat podrobněji. V popisu technologií se vždy omezíme na následný krok a zmíníme se pouze o cíli celé syntetické posloupnosti, tedy o finálním výrobku. Pro přehlednost textu je nutno přijmout následující zjednodušení: Budou uvedena jen klíčová použití aromátů (z hlediska množství). Budou zdůrazněny a podrobněji popsány technologie instalované v ČR. Budou diskutovány nejběžnější technologické varianty. To s vědomím, že pro popisované produkty existují různé často principiálně odlišné výrobní postupy.

Základní aromáty a jejich hlavní použití. * AKRYLONITRIL-BUTADIEN-STYRENOVÝ KOPOLYMER Že je situace podstatně komplikovanější dokládají následující schémata, dokumentující podrobněji aplikační možnosti jednotlivých aromátů:

Použití benzenu Hlavní aplikace benzenu výroba styrenu jsou uvedeny v oddíle věnovaném použití ethylenu. Z hlediska obecného významu a speciálně pro ČR je dalším nejvýznamnějším derivátem benzenu anilín. Anilín

Anilín má pro ČR mimořádný význam. Jednak je jeho výroba instalovaná v BC-MCHZ v Ostravě kapacitně (150 tis.tun ročně) významná i z evropského hlediska, jednak je technologická vyspělost výroby natolik pokroková, že je tento podnik licenzorem technologie a postup je prodáván i do zahraničí. Nutno zde vzpomenout technologickou propracovanost postupu i vysokou kvalitu vlastního hydrogenačního Cu katalyzátoru. Úspěch technologie českého anilínu je spjat s týmem prof. Paška z VŠCHT. Syntéza anilínu, který je vstupní branou do světa moderních polymerů polyuretanů, má dva kroky: Výroba nitrobenzenu nitrací benzenu Hydrogenace nitroskupiny nitrobenzenu na aminobenzen (anilín) Základní reakční schéma. V prvém reakčním uzlu reaguje benzen s nitrační směsí (směs kyseliny dusičné a sírové). V nitrační směsi je zvýšená koncentrace kationu +NO2. Nitrace směsí kyseliny dusičné a sírové je exotermní reakce, provádí se při teplotě 60 80 C. Již zmíněným mechanismem elektrofilní substituce dochází k tvorbě nitrobenzenu. Po oddělení kyselin a alkalickém praní se mononitrobenzen (MNB) hydrogenuje v reaktorovém uzlu, který kombinuje trubkové a adiabatické reaktory. Katalyzátorem jsou oxidy mědi a zinku na nosiči. Tlak je 2-3 bar, teplota 250 až 280 C. Výtěžek anilínu (vzhledem k nitrobenzenu) je 99,2 %, zbytkový obsah nitrobenzenu je do 5 ppm. Principem hydrogenace nitroskupiny, která rozhoduje o úspěšnosti postupu, je vysoká konverze a selektivita, tedy úplné zamezení hydrogenace aromatického kruhu. Anilin se používá na výrobu methylendifenyldiizokyanátů obecně používané zkratky MDI (cca 73 %), gumárenských chemikálií (18 %), barviv a jiných chemikálií. Při výrobě MDI je nejprve anilín kondenzován s formaldehydem na methylendianilín (MDA) (kromě 4,4 -MDA vznikají i 2,4 -MDA, 2,2 -MDA a oligomery MDA). Metylendianilín reakcí s fosgenem (karbonylchlorid) poskytuje metylendifenydiizokyanát (MDI). Světová výroba MDI je cca 2,6 mil. t (r. 2001), používá se směsný MDI (směs 4,4 -MDI, 2,4 - MDI, 2,2 -MDI a oligomerů MDI) pro některé aplikace se izoluje 4,4 -methylendifenyldiizokyanát (4,4 MDI). MDI se používá na výrobu tuhých polyuretanových pěn (např. na izolace lednic a mrazáků), při výrobě obuvi, polyuretanových elastomerů, v automobilovém průmyslu aj..

Cyklohexan Princip výroby cyklohexanu (hydrogenace benzenu) je patrný z rovnice. V té je naznačena rovněž hlavní nežádoucí reakce vedoucí k obtížně oddělitelnému methylcyklopentanu. Pro hydrogenaci benzenu na cyklohexan se používá postup v kapalné i v parní fázi. Hydrogenace v parní fázi využívá katalyzátory na bázi vzácných a ušlechtilých kovů (platina a nikl), které jen zřídka vyžadují výměnu. Kapalný proces používá Raneyův nikl, nebo rozpustný katalyzátor na bázi niklu. Protože hydrogenace benzenu je vysoce exotermní, je specifickým rysem procesu maximální rekuperace uvolněného tepla (např. výroba páry pro potřeby ohřevu). V ČR tato technologie není instalována. Většina cyklohexanu se oxiduje na cyklohexylhydroperoxid, který se rozkládá na směs cyklohexanolu a cyklohexanonu. Oxidace se provádí v kapalné fázi při teplotě 140 180 C, tlaku 0,8 2,0 MPa a obvykle v přítomnosti solí kobaltu jako katalyzátoru. Konverze je jen 4 6 %, cyklohexanol a cyklohexanon se oxidují snáze než cyklohexan. Ze směsi cyklohexanolu a cyklohexanonu se katalytickou oxidací kyselinou dusičnou vyrábí kyselina adipová.

Reakce je vysoce exotermní, vyžaduje se intenzivní chlazení reaktoru. Pracuje se typicky při teplotě 60 80 C, tlaku 0,1 0,4 MPa a s použitím měděných a vanadových katalyzátorů. Získaná kyselina adipová se přečišťuje krystalizací. Téměř 80 % kyseliny adipové se používá na výrobu nylonu 66, zbytek na výrobu esterů (adipátů), které se používají jako změkčovadla (plastifikátory) a na výrobu polyuretanů. Fenol Fenol lze vyrábět různými postupy. Doposud nejběžnější je tzv. Hockův postup. Výroba fenolu se zde v principu děje ve třech stupních. Nejprve se vyrobí izopropylbenzen (kumen) alkylací benzenu propylenem. Ve druhém stupni se kumen oxiduje na kumenhydroperoxid. Ve třetím stupni se kumenhydroperoxid rozkládá kyselinou sírovou na fenol a aceton. Prvý stupeň alkylace benzenu propylenem je v principu shodná s výrobou ethylbenzenu. Obdobně lze reakci katalyzovat Friedel- Craftsovskými katalyzátory (obvykle chlorid hlinitý) nebo kyselými zeolity. Obdobně je též do reaktorového systému začleněn reaktor transalkylace výšealkylovaných benzenů (DIPB). Kumen vyráběný propylací benzenu se oxiduje na hydroperoxid podle několika technologických variant: buď vzduchem ve vodné emulzi kumenu obsahující uhličitan sodný při ph 8,5 až 10,5 při teplotě 90 130 C a tlaku 1 MPa nebo nezředěný v kapalné fázi při 120 C. Jako katalyzátory lze použít soli mědi, manganu nebo kobaltu. Oxidace se vede jen do obsahu hydroperoxidu 35 až 40 %, aby se potlačil vznik vedlejších produktů. Produkt oxidace se pak koncentruje na obsah 65 až 90 % ve vakuových kolonách a poté rozkládá např. zředěnou kyselinou sírovou na fenol a aceton. Vedlejším produktem je α-methylstyren (AMS). Štěpení lze provést buď v homogenním roztoku přídavkem 0,1 až 2 % kyseliny sírové při teplotě 60 až 65 C nebo heterogenně, to je ve dvou fázích ve 40 % kyselině sírové při teplotě 50 C.

Asi 50 % fenolu se spotřebuje na výrobu fenolformaldehydových pryskyřic. Z části fenolu se vyrábí kondenzací s acetonem tzv. Bisfenol A [2,2bis(hydroxyfenyl)propan], který se používá při výrobě epoxidových pryskyřic a polykarbonátových polymerů. Použití toluenu Použití toluenu lze rozdělit do čtyř oblastí. Jde o použití na: výrobu benzenu resp. xylenů dealkylací resp. disproporcionací výrobu toluendiizokyanátů výrobu střednětonážních komodit (trinitrotoluen, fenol, kyselina benzoová, rozpouštědla) jako složky do automobilového benzínu (vysokooktanová složka) V tomto textu se omezíme na prvé dvě aplikace. Transformace tolueonu na benzen a xyleny Toluen je méně žádaný než benzen popř. para- (nebo ortho-) xylen. Přitom uvedenými postupy aromatizace (katalytické reformování a pyrolýza) vzniká toluenu nadbytek. Přeměna toluenu na benzen se děje hydrogenační dealkylací, a to katalytickou nebo termickou. Katalytická hydrodealkylace

toluenu (spolu s vyššími aromáty) je realizována v UNIPETROLU RPA v Litvínově v procesu Pyrotol. Reakční schéma je následující: Podrobnější popis procesu Pyrotol je uveden v kapitole věnované výrobě benzenu. Jinou možností přeměny toluenu na benzen je transalkylace. Postup je opět popsán podrobněji v oddíle o výrobě aromátů. Toluendiizokyanát Výroba toluendiizokyanátu (TDI) dosahuje ve světě cca 1,5 mil. tun za rok. (V technické praxi se u těchto látek setkáváme s různými názvy: toluendiisokyanát, tolylendiisokyanát či diizokyanátotoluen). V ČR se nevyrábí. Při výrobě TDI se vychází z toluenu, který se nitruje nitrační směsí (HNO3 + H2SO4) především na 2,4dinitrotoluen, ten se pak hydrogenuje např. na platinových katalyzátorech na 2,4diaminotoluen. 2,4diaminotoluen reakcí s karbonylchloridem (fosgen) vytváří 2,4diizokyanátotoluen.

2,4diizokyanátotoluen se používá při výrobě polyuretanů, které se získávají např. reakcí s etylenglykolem. Pěnové polyuretanové polymery se používají na výrobu čalounění automobilů, nábytku, spotřebního zboží apod., tuhé polyuretany se uplatňují jako konstrukční a izolační materiály. Použití xylenů Zdrojem xylenů je především reformát. Zastoupení jednotlivých aromátů je zde rovnovážné a velmi zhruba lze říci i rovnoměrné (zastoupení nejžádanějšího para-xylenu je asi 24 %). Spotřeba jednotlivých isomerů je ovšem dramaticky odlišná. Největší zájem je o p-xylen, zhruba o řád méně se spotřebuje orthoxylenu, průmyslové využití m-xylenu je ještě podstatně menší. Pro změnu struktury výroby jednotlivých xylenů jsou zaváděny izomerizační jednotky. Jejich principem je po oddělení p- xylenu transformovat zbývající xyleny opětovně na rovnovážnou směs, ze které se v dalším kroku oddělí žádaný p-xylen (víz schéma).

Využití p-xylenu Produkce pxylenu ve světě cca 21 mil. tun (rok 2001). Slouží především pro výrobu kyseliny tereftalové a dimetyltereftalátu. Tyto výroby u nás nejsou zavedeny. Kyselina tereftalová Vyrábí se katalytickou oxidací pxylenu v roztoku kyseliny octové vzduchem. Dimethyltereftalát Vyrábí se dvoustupňovou oxidací pxylenu vzduchem kombinovanou s esterifikací. Kyselina p- toluenová je relativně odolná vůči oxidaci vzduchem, proto se nejprve esterifikuje methanolem, poté dále oxiduje a znovu esterifikuje. Kondenzací kyseliny tereftalové s etylenoxidem nebo transesterifikací dimetyltereftalátu s etylenglykolem se vyrábí polyetylentereftalát (PET). PET se používá jako vlákno v textilním průmyslu a jako termoplast, např. na výrobu lahví. Využití o-xylenu Většina oxylenu se katalyticky oxiduje vzduchem na ftalanhydrid.

Nejvíce ftalanhydridu se spotřebuje při výrobě dialkylftalátů, které se se připravují reakcí C8 až C12 alkoholů s ftalanhydridem. Nejvýznamnějším vyšším alkoholem v této skupině je 2-ethylhaxanol vyráběný oxosyntézou (v prvém kroku je produkován butanol, ten se dále aldolizuje na 2- ethylhexenal, který se dále hydrogenuje na zmíněný alkohol C8). Dialkylftaláty se používají jako změkčovadla pro polymery, zejména polyvinylchlorid. Výroba ftalanhydridu uvedeným postupem, anebo současnou oxidací směsi ortho-xylenu a naftalenu je realizována v akciové společnosti DEZA ve Valašském Meziříčí. Zde se vyrábějí i důležité následné produkty estery kyseliny ftalové z nich nejznámější je dioktylftalát. (Pozn.: nejedná se ve skutečnosti o oktyl- ale o 2-ethylhexyl-).