أساليب إعداد الهكسان الدائري

الهكسان الحلقي مادة كيميائية مهمة للغاية في القطاع الصناعي ، وخاصة في إنتاج النايلون والراتنجات والمواد الاصطناعية الأخرى. فهم الـأساليب إعداد الهكسان الحلقيوهو أمر بالغ الأهمية للصناعات التي تعتمد على عمليات الإنتاج الفعالة والمستدامة. يستكشف هذا المقال الطرق الأساسية المستخدمة في تخليق الهكسان الحلقي ، بما في ذلك الهدرجة الحفاز ، وتكرير النفط ، وتقنيات المختبر الأكثر تقدمًا.

1. هدرجة البنزين الحفازة

واحدة من الأكثر شيوعاأساليب إعداد الهكسان الحلقيالهدرجة الحفزية للبنزين. تتضمن هذه الطريقة إضافة الهيدروجين إلى البنزين (c49) في وجود محفز تحت درجة حرارة وضغط عاليان. العملية كما يلي:

عملية خطوة بخطوة:

• متفاعلات: غاز البنزين والهيدروجين.
• عامل مساعدغالبًا ما تستخدم محفزات النيكل (Ni) أو البلاتين (Pt) أو الروثينيوم (Ru) لتسهيل التفاعل.
• الظروف: يحدث التفاعل عند درجات حرارة مرتفعة (150-250 درجة مئوية) وضغط مرتفع (30-50 atm).

يمكن تبسيط رد الفعل على النحو التالي: [\ النص {ج}6 \ text{H}6 3 \ text{H}2 \ rightarrow \ text{C}6 \ text{H _} {12} ]

هذا التفاعل يحول البنزين إلى سيكلوهكسان ، وهو هيدروكربون دوري مشبع. ميزة هذه الطريقة هي الغلة العالية والإجراء البسيط نسبيًا. ومع ذلك ، يمكن أن تكون تكلفة المحفزات والحفاظ على ظروف الضغط العالي عائقًا للإنتاج على نطاق واسع.

2. تكرير النفط: التقطير التجزيئي والتكسير

ويمكن أيضا الحصول على الهكسان الحلقي من تكرير النفط ، وتحديدا من خلال عملية التقطير التجزيئي والتشقق. بهذه الطريقة ، يعد الهكسان الحلقي أحد الهيدروكربونات العديدة المعزولة من النفط الخام. إليك كيفية عمل العملية:

عملية التقطير التجزيئي:

• تكرير النفط الخاميحتوي النفط الخام على هيدروكربونات مختلفة ، بما في ذلك سيكلو الكانات مثل سيكلوهيكسان.
• فصل: يتم تسخين النفط الخام ، ويتم فصل الهيدروكربونات على أساس نقاط الغليان من خلال التقطير الجزئي.
• عملية التشققفي بعض الأحيان ، تتشقق الهيدروكربونات الثقيلة إلى جزيئات أصغر ، مما يزيد من إنتاج الهكسان الحلقي.

على الرغم من أن تكرير النفط ليس طريقة انتقائية تستهدف فقط الهكسان الحلقي ، إلا أنها مصدر صناعي مهم. تستفيد هذه الطريقة من البنية التحتية للمصفاة القائمة بالفعل ولكنها تواجه قيودًا من حيث النقاء الانتقائي.

3. طرق مختبر بديلة: الحد من حمض الأديبيك

أخرىطريقة إعداد الهكسان الحلقيفي إعدادات المختبر هو الحد من حمض الأديبيك. تستخدم هذه الطريقة بشكل عام عند الحاجة إلى الهكسان الحلقي بكميات أقل لأغراض البحث أو التعليم. إليك نظرة سريعة على العملية:

العملية:

• بدء المواديستخدم حمض الأديبيك (cالوساطة) كسلائف.
• تخفيض: يستخدم عامل اختزال ، مثل هيدريد الليثيوم الألومنيوم (lialhexit) ، لتقليل مجموعات الكربوكسيل في حمض الأديبيك ، وتشكيل سيكلو هيكسان.

التفاعل عبارة عن عملية متعددة الخطوات وأكثر تكلفة وتعقيدًا من الطرق الصناعية ، مما يجعلها غير عملية للإنتاج على نطاق واسع. ومع ذلك ، فهي تقنية مفيدة في المختبرات الكيميائية.

4. تكسير البخار للهيدروكربونات

تكسير البخار هو طريقة صناعية أخرى يمكن أن تسفر عن الهكسان الحلقي كمنتج ثانوي. بينما يستخدم في المقام الأول لإنتاج الألكينات مثل الإيثيلين والبروبيلين ، فإن التكسير البخاري للنفثا أو الهيدروكربونات الخفيفة يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تكوين سيكلوالكانات مثل سيكلوهكان.

مخطط العملية:

• اللقيم: النفثا أو الألكانات الخفيفة.
• الظروف: درجات حرارة عالية (750-850 درجة مئوية) وضغوط معتدلة.
• المنتجاتفي حين أن الألكينات هي الهدف الأساسي ، يمكن أيضًا تشكيل الهكسان الحلقي وغيره من الهيدروكربونات المشبعة.

هذه الطريقة فعالة وتستفيد من البنية التحتية للتشقق الصناعي على نطاق واسع ولكن لديها قيود مماثلة لتكرير النفط فيما يتعلق بخصوصية المنتج.

5-الشواغل المتعلقة بالأهمية الصناعية والاستدامة

يعد الإنتاج الصناعي للسيكلوهيكسان أمرًا حيويًا نظرًا لتطبيقه على نطاق واسع في إنتاج مواد وسيطة مثل سيكلوهيكسانون وسيكلوهيكسانول ، وهي ضرورية في صناعة تصنيع النايلون. بيد أن استدامة هذه الأساليب تخضع للتمحيص بشكل متزايد. فهدرجة البنزين ، على سبيل المثال ، تعتمد بشدة على مصادر البتروكيماويات والمحفزات التي تحتاج إلى معادن نادرة ، في حين أن لتكرير النفط بصمة بيئية كبيرة.

المضي قدمًا ، يجري استكشاف بدائل أكثر اخضرارًا ، مثل إنتاج الهكسان الدائري الحيوي أو الحفز باستخدام المعادن الوفيرة. يمكن أن تساعد هذه البدائل في تلبية الطلب على الهكسان الدائري مع تقليل التأثير البيئي.

خاتمة

باختصار ، فإنأساليب إعداد الهكسان الحلقيتشمل الهدرجة الحفازة للبنزين ، وتكرير النفط ، وتقليل حمض الأديبيك ، وتكسير الهيدروكربونات بالبخار. كل طريقة لها مزاياها وقيودها ، اعتمادًا على عوامل مثل الحجم والتكلفة ومتطلبات النقاء. فهم هذه العمليات أمر ضروري للصناعات التي تسعى إلى إنتاج فعال ومستدام لهذه المادة الكيميائية الحرجة.