طرق إعداد الزيلين

الزيلين هيدروكربون معطري مهم يستخدم على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية لمختلف التطبيقات مثل المذيبات والطلاء والمواد الوسيطة الكيميائية. فهم الـطرق إعداد الزيلينضرورية للصناعات التي تعتمد على هذا المركب. في هذه المقالة ، سنخوض في أكثر طرق إنتاج الزيلين شيوعًا ، مع التركيز على العمليات على نطاق صناعي وخصائصها الرئيسية. من خلال تحسين محتوى سيو ، سنعالج السؤال عدة مرات مع توفير تحليل مفصل لطرق الإعداد.

1. إصلاح الحفاز من النفتا

واحدة من الطرق الأساسية لإعداد الزيلين هي من خلالإصلاح المحفزالنفتا ، سائل مشتق من البترول. تتضمن هذه العملية تحويل الهيدروكربونات منخفضة الأوكتان الموجودة في النفثا إلى عطريات عالية الأوكتان ، بما في ذلك الزيلين. الخطوات الرئيسية في هذه العملية هي:

• إزالة الهيدروجين: في وجود محفز مثل البلاتين ، يتم إزالة الهيدروجين من النفثينات (الألكانات الدورية) لتشكيل مركبات عطريّة.
• تدويرتقوم هذه العملية بتحويل البارافين (ألكانات سلسلة مستقيمة) إلى نفثينات ، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى عطريات مثل الزيلين.
• فصلخليط العطر الناتج يشمل البنزين والتولوين والزيلين ، والتي يتم فصلها باستخدام تقنيات التقطير أو الاستخلاص.

يفضل استخدام هذه الطريقة في المصافي بسبب الإنتاجية العالية للزيلين والمركبات العطرية القيمة الأخرى ، وكذلك استخدام النفتا ، وهي مادة وسيطة متاحة على نطاق واسع.

2. التولوين غير متناسب (TDP)

التولوين غير المتكافأ هو طريقة أخرى شائعة تستخدمإعداد الزيلين. تتضمن هذه العملية تحويل التولوين إلى بنزين وزيلين في وجود محفز زيوليت. يمكن تمثيل التفاعل على النحو التالي:

[2 ج6 ساعات5CH3 \ rightarrow C6 ساعات6 ج6 ساعات4 (الفصل3)_ 2]

يحدث هذا التفاعل عند درجات حرارة عالية (400-500 درجة مئوية) وضغط ، ويمكن التحكم في انتقائية منتج الزيلين عن طريق ضبط ظروف العملية. TDP مفيد لأنه يستخدم التولوين ، وهو مادة خام أرخص وأكثر وفرة ، ويسمح بإنتاج منتجات قيمة متعددة ، بما في ذلك كلاهمازيلينوالبنزين. ومع ذلك ، فإن أحد العوائق هو أنه يتطلب ظروفًا كثيفة الطاقة للحفاظ على درجات الحرارة والضغوط اللازمة.

3. ميثليشن التولوين

طريقة أخرى لإنتاج الزيلين هيميثليشن التولوين، حيث يتفاعل التولوين مع الميثانول في وجود محفز الزيوليت. مجموعة ميثيل (CH₃) من الميثانول تعلق على جزيء التولوين ، مما يؤدي إلى الزيلين. رد الفعل هو كما يلي:

[ج6 ساعات5CH3 الفصل3OH \ rightarrow C6 ساعات4 (الفصل3)2 H _ 2o]

هذه العملية هي وسيلة فعالة لإنتاج الزيلين ، خاصةالفقرة زيلين، والتي هي في ارتفاع الطلب في إنتاج البولي ايثيلين تيريفثالات (الحيوانات الأليفة) المستخدمة في الزجاجات البلاستيكية والألياف. تشمل المزايا الرئيسية لهذه الطريقة ظروف رد الفعل المعتدل نسبياً والقدرة على تكييف العملية لتحقيق إنتاجية أعلى من أيزومرات الزيلين المحددة.

4. تقطير قطران الفحم

قطران الفحم ، وهو منتج ثانوي لعملية الكوك في إنتاج الصلب ، هو أيضًا مصدر ثمين للعطريات ، بما في ذلك الزيلين.تقطير قطران الفحمينطوي على تسخين قطران الفحم لفصل مكوناته بناءً على نقاط الغليان. يتم استخراج الزيلين من الأجزاء التي تحتوي على هيدروكربونات عطرية.

في حين أن هذه الطريقة أقل شيوعًا في الممارسات الصناعية الحديثة بسبب توفر البدائل القائمة على النفط ، إلا أنها تظل ذات أهمية في المناطق ذات موارد الفحم الوفيرة. يجعل تعقيد قطران الفحم كمواد وسيطة عملية التنقية أكثر صعوبة ، ولكنه يمكن أن يوفر إمدادات ثابتة من الزيلين للتطبيقات المتخصصة.

5. فصل من الخليط العطري C8

في كثير من الحالات ، لا يتم إنتاج الزيلين مباشرة بل يتم فصله عن خليط من العطريات C8 (بما في ذلك إيثيل بنزين ، وأورثو-زيلين ، وميتا زيلين ، والفقرة زيلين). الـC8 فصل العطرياتتتضمن العملية عادة تقنيات مثل:

• التقطير التجزيئيلفصل إيثيل بنزين ، الذي له نقطة غليان مختلفة عن أيزومرات الزيلين.
• التبلور: يستخدم لفصل شبه الزيلين ، الذي له نقطة تجمد أعلى مقارنة بأيزومرات أخرى.
• الامتزاز والامتزاز: يمكن استخدام عملية امتزاز انتقائي لاستخلاص شبه الزيلين من خليط الزيلين.

كل من هذه التقنيات تتطلب التحكم الدقيق في درجة الحرارة والضغط لزيادة نقاء وعائد الزيلين.

خاتمة

الـطرق إعداد الزيلينتتراوح من الإصلاح التحفيزي والتولوين إلى أساليب متخصصة أكثر مثل تقطير الفحم والفصل العطري C8. هذه الأساليب ضرورية للصناعات التي تحتاج إلى زيلين عالي النقاء لمختلف التطبيقات ، وخاصة في إنتاج البلاستيك والمذيبات. يسمح فهم هذه العمليات ومزاياها بإنتاج الزيلين بكفاءة استجابة للطلب الصناعي المتزايد.

باختصار ، تهيمن العمليات التحفيزية والإصلاح القائم على التولوين على المشهد الطبيعي لإنتاج الزيلين بسبب كفاءتها العالية وتوفر المواد الأولية ، في حين تستمر الطرق البديلة مثل تقطير الفحم وفصل C8 في لعب أدوار متخصصة في الصناعة الكيميائية الأوسع.