Проекты

Выбор растворителей для реакции получения эпихлоргидрина на основе исследования их свойств

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Поиск» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Химическая технология
Авторы работы: ГБОУ Школа имени Маяковского
Предметы: Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» 2020 года

Актуальность

Актуальность работы обусловлена необходимостью разработки технологии получения отечественного эпихлоргидрина в рамках политики импотозамещения.

Цель

Исследование свойств смесей, образующихся в результате реакции эпоксидирования аллилхлорида в присутствии различных растворителей с целью оценки возможности отделения реагента и растворителя, и их возвращения на стадию химической реакции. Основная проблема состоит в том, что смеси могут образовывать азеотропы, которые трудно разделить с использованием ректификации.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Натурный эксперимент – циркуляционный метод с ипользованием эбулиометра Свентославского
  • Вычислительный эксперимент – математическое моделирование в программе AspenPlus V.10.0.

Описание

Получены новые экспериментальные данные по зависимости температуры кипения смеси от концентрации спирта для смесей пропанол-1 – вода и пропанол-2 – вода при давлении 735 мм рт. ст. Для определения температуры кипения смеси готовился раствор заданной концентрации, далее смесь помещалась в эбулиометр и включался нагрев. При определенных условиях (методика описана в литературе) фиксировалась температура кипения.

С использованием вычислительного эксперимента построены и проанализованы зависимости температуры кипения смеси от концентрации спирта для смесей метанол – вода (аллилхлорид), этанол – вода (аллилхлорид), пропанол-1 – вода (аллилхлорид), пропанол-2 – вода (аллилхлорид). Показано, что во всех смесях спирт – вода, за исключением метанольной, присутствует азеотроп, что делает невозможным разделение этих смесей обычной ректификацией. Воду проще отделить от растворителя, если последним является метанол. В случае смесей аллилхлорид – спирт реагент легче отделить от пропанола-1.

Доказана возможность разделения смесей метанол – вода и аллилхлорид – спирт (с различной концентрацией спирта) с использованием ректификации.

Автор принимал непосредственное участие в проведении натурного и вычислительного эксперимента, обрабатывал полученные данные (строил графики, проводил расчет процесса ректификации).

Результаты работы/выводы

Получена серия новых экспериментальных данных о температуре кипения смесей пропанол-1(2) – вода различного состава. На основе анализа графических зависимостей для температуры кипения (смеси низшие спирты – вода (аллилхлорид)) сделан вывод о возможности разделения смесей с использованием ректификации. Подобраны параметры работы ректификационной колонны разделения смесей метанол – вода и аллилхлорид – пропанол-1, позволяющие получать вещества чистотой, отвечающей ГОСТ.

Перспективы использования результатов работы

Полученные результаты могут быть использованы для разработки отечественной технологии получения важного органического соединения эпихлоргидрина.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Эксперимент проводился в МИРЭА – Российском технологическом университете.

Мнение автора

«Работа позволила мне глубже изучить такой предмет, как органическая химия, разобраться в новом процессе – ректификации, почувствовать себя начинающим исследователем»

«Я благодарен организаторам конференции за возможность представить свой проект. Выполнение работы и участие в конференции позволяет ученикам сделать правильный выбор профессии в будущем»