Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сульфолан
Сульфолан
Шаровидная модель молекулы сульфолана.
Имена
Предпочтительное название IUPAC
1λ 6 -тиолан-1,1-дион
Другие названия
Тетрагидротиофен 1,1-диоксид
Сульфолан
Тетраметилен сульфон
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.004.349 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
  • InChI = 1S / C4H8O2S / c5-7 (6) 3-1-2-4-7 / h1-4H2 проверятьY
    Ключ: HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N проверятьY
  • InChI = 1 / C4H8O2S / c5-7 (6) 3-1-2-4-7 / h1-4H2
    Ключ: HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYAA
  • C1CCS (= O) (= O) C1
Характеристики
C 4 H 8 O 2 S
Молярная масса120,17  г · моль -1
ПоявлениеБесцветная прозрачная жидкость
Плотность1,261 г / см 3 , жидкость
Температура плавления 27,5 ° С (81,5 ° F, 300,6 К)
Точка кипения 285 ° С (545 ° F, 558 К)
смешивающийся
Вязкость0,01007 Па · с при 25 ° C
Состав
4,35 D
Опасности
R-фразы (устаревшие)R22
S-фразы (устаревшие)S23 , S24 , S25
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгорания 165 ° С (329 ° F, 438 К)
528 ° С (982 ° F, 801 К)
Родственные соединения
Родственные соединения
Метилсульфонилметан

Тетрагидротиофен
сульфолен

Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверятьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Сульфолан (также тетраметиленсульфон , систематическое название : 1λ 6 -тиолан-1,1-дион ) представляет собой сероорганическое соединение , формально циклический сульфон, с формулой (CH 2 ) 4 SO 2 . Это бесцветная жидкость, обычно используемая в химической промышленности в качестве растворителя для экстрактивной дистилляции и химических реакций. Сульфолан был первоначально разработан Shell Oil Company в 1960-х годах в качестве растворителя для очистки бутадиена . [1] [2] Сульфолан - полярный апротонный растворитель., и он легко растворяется в воде.

Свойства [ править ]

Сульфолан классифицируется как сульфон , группа сероорганических соединений, содержащих сульфонильную функциональную группу . Сульфоновая группа представляет собой атом серы, дважды связанный с двумя атомами кислорода и однократно связанный с двумя центрами углерода. Двойная связь сера-кислород является полярной, что обеспечивает хорошую растворимость в воде, в то время как четырехугольное кольцо обеспечивает неполярную стабильность. Эти свойства позволяют смешивать его как с водой, так и с углеводородами , что привело к его широкому использованию в качестве растворителя для очистки углеводородных смесей.

Синтез [ править ]

Первоначальный метод, разработанный Shell Oil Company, заключался в том, чтобы сначала позволить бутадиену реагировать с диоксидом серы посредством хелетропной реакции с образованием сульфолена . Затем его гидрировали с использованием никеля Ренея в качестве катализатора с получением сульфолана. [3] [4]

Вскоре после этого было обнаружено, что как выход продукта, так и срок службы катализатора могут быть улучшены путем добавления перекиси водорода и последующей нейтрализации до pH примерно 5-8 перед гидрированием. На протяжении многих лет продолжались разработки, в том числе и в отношении используемых катализаторов. Недавно было обнаружено, что Ni-B / MgO демонстрирует превосходную каталитическую активность по сравнению с никелем Ренея и другими распространенными катализаторами, которые использовались при гидрировании сульфолена.

Также были разработаны другие способы синтеза, такие как окисление тетрагидротиофена перекисью водорода. В результате этой реакции образуется сульфоксид тетраметилена, который затем может подвергаться дальнейшему окислению. Поскольку первое окисление происходит при низкой температуре, а второе - при более высокой температуре, реакцию можно контролировать на каждой стадии. Это дает большую свободу для манипуляций с реакцией, что потенциально может привести к более высоким выходам и чистоте.

Использует [ редактировать ]

Сульфолан широко используется в качестве промышленного растворителя , особенно при экстракции ароматических углеводородов из углеводородных смесей и для очистки природного газа . [3] Первое крупномасштабное коммерческое использование сульфолана, сульфиноловый процесс, было впервые осуществлено Shell Oil Company в марте 1964 года на газовом заводе Person недалеко от Карнес-Сити, штат Техас. Сульфинольный процесс очищает природный газ путем удаления H 2 S, CO 2 , COS и меркаптанов из природного газа смесью алканоламина и сульфолана.

Вскоре после внедрения сульфинольного процесса сульфолан оказался высокоэффективным при отделении ароматических соединений высокой чистоты от углеводородных смесей с использованием экстракции жидкость-жидкость . Этот процесс широко используется на нефтеперерабатывающих заводах и в нефтехимической промышленности . Поскольку сульфолан является одним из наиболее эффективных промышленных растворителей для очистки ароматических углеводородов, процесс работает при относительно низком соотношении растворителя к сырью, что делает сульфолан относительно рентабельным по сравнению с растворителями аналогичного назначения. Кроме того, он селективен в диапазоне, дополняющем дистилляцию.; там, где сульфолан не может разделить два соединения, можно легко перегонять, и наоборот, сохраняя сульфолановые единицы полезными для широкого диапазона соединений с минимальными дополнительными затратами.

В то время как сульфолан очень стабилен и поэтому может использоваться многократно, он в конечном итоге разлагается на кислотные побочные продукты. Для удаления этих побочных продуктов был разработан ряд мер, позволяющих повторно использовать сульфолан и увеличивать срок службы данного источника. Некоторые методы, которые были разработаны для регенерации отработанного сульфолана, включают вакуумную и паровую дистилляцию, обратную экстракцию, адсорбцию и колонны с анион-катионообменной смолой.

Сульфолан также добавляют к фтористоводородной кислоте в качестве подавителя паров [5], обычно для использования в установке алкилирования нефтеперерабатывающего завода . Эта «модифицированная» фтористоводородная кислота менее склонна к испарению, если выделяется в жидкой форме.

Как загрязнитель [ править ]

Подземные воды в некоторых частях города Северный полюс на Аляске были загрязнены сульфоланом из-за загрязнения от закрытого в настоящее время нефтеперерабатывающего завода. [6] Из-за загрязнения пострадавшие жители получили альтернативные источники питьевой воды. [6] Исследования токсичности сульфолана на животных продолжаются и финансируются Национальной программой токсикологии федерального правительства США . [7] Долгосрочных исследований на животных in vivio не проводилось, что не позволяет сделать однозначный вывод о том, является ли сульфолан канцерогеном, хотя in vitroисследования не смогли продемонстрировать каких-либо раковых изменений в клетках бактерий или животных. В исследованиях на животных высокие дозы сульфолана вызывали негативное воздействие на центральную нервную систему, включая гиперактивность, судороги и гипотермию; влияние более низких доз, особенно в долгосрочной перспективе, все еще изучается. [8]

См. Также [ править ]

  • Сульфолен
  • Тетрагидротиофен
  • Метилсульфонилметан

Ссылки [ править ]

  1. ^ Янг, Элдред Е. (Shell International Research) BE патент 616856, 1962
  2. ^ Гуденбур, Джон В .; Карлсон, Джордж Дж. (Shell International Research), патент США 611850, 1962 г.
  3. ^ a b Хиллис О. Фолкинс, «Бензол» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Weinheim, 2005. doi : 10.1002 / 14356007.a03_475
  4. ↑ Earl Clark, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology , «Sulfolane and Sulfones», John Wiley & Sons, NY, 1997.
  5. ^ "Информационный бюллетень по сульфолану" (PDF) . Chevron Phillips Chemical Company .
  6. ^ a b «Здоровье человека и токсикология - сульфолан и PFAS» . dec.alaska.gov . Проверено 23 октября 2020 .
  7. ^ «Сульфолан» . Национальная токсикологическая программа: Министерство здравоохранения и социальных служб США . Проверено 23 октября 2020 .
  8. ^ «Сульфолан: исследовательские усилия Национальной программы токсикологии» (PDF) . Департамент охраны окружающей среды Аляски . Ноябрь 2019 . Проверено 23 октября 2020 .
  • Ге, Шаохуэй; Ву, Чжицзе; Чжан, Минхуэй; Ли, Вэй; Тао, Кейи. Промышленные и инженерные химические исследования , 2006 45 (7) , 2229-2234,
  • Шарипов, А.Х. Российский журнал прикладной химии 2003 , 76 (1) , 108-113.
  • Dunn, CL; Freitas, ER; Hill, ES; Sheeler, JER, Jr. Proc., Ann. Конв. Nat. Gas Processors Assoc. Am., Tech. Статьи 1965 , 44 55-8
  • Бротон, Дональд Б.; Асселин, Джордж Ф. UOP Process Div., Universal Oil Prod. Co., Дес-Плейнс, Иллинойс, США. Мировой бензин. Congr., Proc., 7th 1968 , Date Meeting 1967, 4 65-73. Издатель: Elsevier Publ. Co. Ltd., Баркинг, Англ.
  • Лал, Радж Кумар Джагадамба; Бхат, Соданкур Гаради Тирумалешвара. (Indian Petrochemicals Corp. Ltd., Индия). Евро. Пат. Прил. 1989-308019 (1991)
  • Ван дер Виль, A. Nature 1960 , 187 142-3.
  • Блок, Э. Реакции сероорганических соединений ; Академический: Нью-Йорк, 1978.
  • Беленький, Л.И. Химия сероорганических соединений ; Хорвуд: Нью-Йорк, 1990.

Внешние ссылки [ править ]

  • Расчет давления пара , плотности жидкости , динамической вязкости жидкости , поверхностного натяжения сульфолана.
  • Типичные свойства сульфолана высокой степени чистоты
  • Сульфолан: универсальный диполярный апротонный растворитель (1 из 4), спонсируемый Novasol
  • Непрерывное протодекарбоксилирование гетероароматических карбоновых кислот в сульфолане (2 из 4), статья спонсируется Novasol