Διαιθυλο ψευδάργυρος CAS 557-20-0

Αυτή η μέθοδος παράγει απευθείας διαιθυλζίνη μέσω της αντίδρασης οξείδωσης-αναγωγής μεταξύ αλογονωμένου αιθανίου (όπως ιωδοαιθάνιο, βρωμοαιθάνιο) και ενεργοποιημένης σκόνης ψευδαργύρου. Ο τύπος της αντίδρασης είναι:
2 C2H5X + Zn → (C2H5)2Zn + ZnX2
Μεταξύ αυτών, το Χ αντιπροσωπεύει ένα άτομο αλογόνου (I, Br). Κατά τη διαδικασία της αντίδρασης, η μεταφορά ηλεκτρονίων στην επιφάνεια της σκόνης ψευδαργύρου προάγει τη διάσπαση των δεσμών αλογόνου άνθρακα σε αλογονωμένους υδρογονάνθρακες, σχηματίζοντας δεσμούς άνθρακα ψευδάργυρου και τελικά παράγοντας το προϊόν στόχο.

Προεπεξεργασία σκόνης ψευδαργύρου
Εξοπλισμός: γυάλινο μπουκάλι 1000mL με σωλήνα πυθμένα
Λειτουργία: Προσθέστε 600 g σκόνης ψευδαργύρου (βαθμού 6Ν), εισαγάγετε ξηρό αέριο υδρογόνο για να σχηματίσει ελαφρά φυσαλίδες στον κύλινδρο αερίου ουράς, αυξήστε αργά τη θερμοκρασία στους 200 βαθμούς και κρατήστε για 30 λεπτά, παρατηρήστε τη συμπύκνωση υδρατμών στο τοίχωμα του σωλήνα αερίου ουράς, επιβεβαιώστε την αφαίρεση του στρώματος οξειδίου και στη συνέχεια ψύξτε σε θερμοκρασία δωματίου.
Στόχος: Αφαίρεση του επιφανειακού στρώματος οξειδίου της σκόνης ψευδαργύρου, έκθεση ενεργών θέσεων και βελτίωση της αποτελεσματικότητας της αντίδρασης.

Κατασκευή Αδρανούς Περιβάλλοντος
Εξοπλισμός: γυάλινη φιάλη 1000mL με τέσσερις λαιμούς (εξοπλισμένη με σφαιρικό σωλήνα συμπυκνωτή, χωνί σταθερής πίεσης, χιτώνιο θερμομέτρου, αναδευτήρα από ανοξείδωτο χάλυβα)
Λειτουργία: Συνδέστε το σύστημα αζώτου, γεμίστε το με άζωτο και αντικαταστήστε το 3 φορές για να διασφαλίσετε ότι η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στο σύστημα αντίδρασης είναι κάτω από 0,1 ppm.

Έναρξη αντίδρασης και έλεγχος θερμοκρασίας
Λειτουργία:
Προσθέστε προεπεξεργασμένη σκόνη ψευδάργυρου και στάξτε διαδοχικά 10 mL μικτού διαλύματος ιωδοαιθανίου/βρωμοαιθανίου (αναλογία όγκου 1:1), 10 g ιωδιούχου χαλκού (καταλύτης) και 30 gδιαιθυλο ψευδάργυρος(μυητής).
Όταν η θερμοκρασία ανεβαίνει στους 58-60 βαθμούς, η παλινδρόμηση επιταχύνεται. Μετά από θέρμανση στους 80 βαθμούς, προστίθεται το υπόλοιπο αναμεμειγμένο διάλυμα. Αφού προστεθεί το διάλυμα, θερμαίνεται στους 140 βαθμούς και διατηρείται σε αυτή τη θερμοκρασία για 1 ώρα.

Βασικά σημεία:
Το στάδιο ενεργοποίησης απαιτεί αυστηρό έλεγχο θερμοκρασίας για την αποφυγή τοπικής υπερθέρμανσης και πλευρικών αντιδράσεων.
Ο ιωδιούχος χαλκός μπορεί να μειώσει την ενέργεια ενεργοποίησης της αντίδρασης και να συντομεύσει τον χρόνο έναρξης (συνήθως<40 minutes);
Η σταδιακή στρατηγική θέρμανσης μπορεί να εξισορροπήσει τον ρυθμό αντίδρασης και την καθαρότητα του προϊόντος.
Διαχωρισμός και καθαρισμός προϊόντων

Λειτουργία:
Όταν ψύχεται φυσικά στους 70 βαθμούς, το υλικό στερεοποιείται. Μετά την πλήρη ψύξη, συνδέστε τη συσκευή λήψης χαμηλής- θερμοκρασίας (λήψης θερμοκρασίας μπουκαλιού<-35 ℃).
Η απόσταξη κενού (πίεση -0,08 έως -0,09 MPa) χρησιμοποιείται για τη συλλογή κλασμάτων θερμοκρασίας αέριας φάσης στους 30-50 βαθμούς και η δευτερογενής απόσταξη χρησιμοποιείται για τη συλλογή μιγμάτων στους 50-60 βαθμούς.
Δείκτης καθαρότητας: Καθαρότητα διαιθυλο ψευδάργυρου Μεγαλύτερη ή ίση με 99,9%, συγκέντρωση ακαθαρσίας ψευδαργύρου Μικρότερη ή ίση με 10 ppm, συγκέντρωση ακαθαρσίας μολύβδου Μικρότερη ή ίση με 1 ppm.

Όταν μια συγκεκριμένη επιχείρηση υιοθετεί έναν βραστήρα αντίδρασης 500L για-παραγωγή μεγάλης κλίμακας, επιτυγχάνει 30% αύξηση στην ετήσια παραγωγική ικανότητα μέσω των ακόλουθων βελτιώσεων:

Πρώτη ύλη πριν από την ανάμιξη: προαναμείξτε ιωδοαιθάνιο και βρωμοαιθάνιο σε αναλογία 1:1,2 για μείωση των διακυμάνσεων στο χρόνο στάγδην προσθήκης.
Κλίση θέρμανσης: Ρυθμίστε ένα πρόγραμμα ελέγχου θερμοκρασίας τριών- σταδίων 80 μοιρών , 120 μοιρών και 140 μοιρών για να συντομεύσετε το χρόνο μόνωσης στα 45 λεπτά.
Συνεχής απόσταξη: Υιοθετώντας μια διαδικασία σειράς πύργων απόσταξης δύο- σταδίων, το πρώτο στάδιο διαχωρίζει τους αλογονωμένους υδρογονάνθρακες που δεν έχουν αντιδράσει και το δεύτερο στάδιο καθαρίζει τον διαιθυλο ψευδάργυρο, με καθαρότητα προϊόντος 99,95%.

Χρησιμοποιώντας την αντίδραση διπλής αποσύνθεσης αλκυλοαλουμινίου (όπως τριαιθυλαργίλιο) και χλωριούχου ψευδαργύρου για τη δημιουργία διαιθυλο ψευδάργυρου, η εξίσωση αντίδρασης είναι:
ZnCl2 + 2 Al(C2H5)3 → (C2H5)2Zn + 2 Al(C2H5)2Cl
Αυτή η μέθοδος επιτυγχάνει σύνθεση υψηλής επιλεκτικότητας ελέγχοντας τη μοριακή αναλογία των αντιδρώντων (συνήθως ZnCl2: Al (C2H5) ∝=1:2.2) και τις συνθήκες αντίδρασης (όπως θερμοκρασία και διαλύτης).

Πλεονέκτημα:
Χαμηλό κόστος πρώτης ύλης: η τιμή του τριαιθυλαργιλίου είναι μόνο το 1/5 του ιωδοαιθανίου.
Ανακυκλώσιμα από-προϊόντα: Το διαιθυλο χλωριούχο αργίλιο (Al (C 2 H 5) 2 Cl) μπορεί να ανακυκλωθεί ως αλκυλιωτικό αντιδραστήριο.
Υψηλή βιομηχανική σκοπιμότητα: ήπιες συνθήκες αντίδρασης (από θερμοκρασία δωματίου έως 80 βαθμούς), χαμηλή διαβρωτικότητα του εξοπλισμού.

Πρόκληση:
Οι απαιτήσεις καθαρότητας για τις πρώτες ύλες είναι αυστηρές: η συγκέντρωση των υδριδίων στο τριαιθυλαλουμίνιο πρέπει να ελέγχεται μεταξύ 0,01-0,10 wt%, διαφορετικά μπορεί να σημειωθεί καθίζηση και να μπλοκάρει τον εξοπλισμό.
Η δυσκολία διαχωρισμού του προϊόντος είναι υψηλή: τα σημεία βρασμού της διαιθυλζίνης και του χλωριούχου διαιθυλαργιλίου είναι κοντά (98 βαθμούς για το πρώτο και 150 βαθμούς για το δεύτερο), απαιτώντας τη χρήση τεχνικών απόσταξης υπό κενό ή απόσταξης εκχύλισης.

Παρασκευή πρώτων υλών:
Αναμείξτε τριαιθυλαργίλιο (καθαρότητα μεγαλύτερη ή ίση με 99,5%) με λευκό λάδι (αραιωτικό) σε αναλογία όγκου 1:1 για να μειωθεί η ένταση της αντίδρασης.
Ο χλωριούχος ψευδάργυρος (άνυδρος βαθμός) ξηραίνεται σε υψηλή θερμοκρασία 200 βαθμών για 4 ώρες για να απομακρυνθεί το κρυσταλλικό νερό.

Έλεγχος αντίδρασης:
Κάτω από προστασία αζώτου, προσθέστε αργά χλωριούχο ψευδάργυρο στο διάλυμα τριαιθυλαργιλίου και ελέγξτε τον ρυθμό τροφοδοσίας έτσι ώστε η θερμοκρασία να μην υπερβαίνει τους 60 βαθμούς.
Αφού ολοκληρωθεί η αντίδραση, αραιώστε το σύστημα με n-εξάνιο (διαλύτης) για να μειωθεί το ιξώδες και να διευκολυνθεί ο διαχωρισμός.

Διαχωρισμός προϊόντων:
Απόσταξη μειωμένης πίεσης (πίεση -0,095 MPa):
Φάση 1: Συλλέξτε κλάσματα 30-50 μοιρών (τριαιθυλαργίλιο που δεν αντέδρασε).
Φάση 2: Συλλέξτε τα κλάσματα στους 60-150 βαθμούς, όπου 60-98 βαθμούς είναι ο διαιθυλο ψευδάργυρος και 98-150 βαθμούς είναι το χλωριούχο διαιθυλο αργίλιο.
Επαλήθευση καθαρότητας: Μέσω της ανίχνευσης με αέρια χρωματογραφία (GC), η καθαρότητα της διαιθυλζίνης είναι μεγαλύτερη ή ίση με 99,9%, και η καθαρότητα του χλωριούχου διαιθυλαργιλίου είναι μεγαλύτερη ή ίση με 99,5%.

Χρησιμοποιήστε την επιφανειακή καταλυτική δραστηριότητα του κράματος ψευδαργύρου χαλκού (Zn Cu) ή του κράματος ψευδαργύρου νατρίου (Zn Na) για να προωθήσετε το σχηματισμό δεσμών άνθρακα ψευδαργύρου σε αλογονωμένο αιθάνιο. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το κράμα χαλκού ψευδαργύρου, η εξίσωση αντίδρασης είναι:
Zn-Cu + C2H5X → C2H5ZnX → (C2H5)2Zn + ZnX2
Ο χαλκός ή το νάτριο στα κράματα μπορούν να αλλάξουν την ηλεκτρονική δομή του ψευδαργύρου, να μειώσουν την ενέργεια ενεργοποίησης της αντίδρασης και να αυξήσουν τον ρυθμό αντίδρασης.

Προετοιμασία κράματος:
Λιώστε και ανακατέψτε τη σκόνη ψευδάργυρου και τη σκόνη χαλκού (αναλογία μάζας 9:1) σε αδρανή ατμόσφαιρα και χύστε τα σε ένα κράμα μπλοκ.
Θρυμματίστε σε σκόνη 200 mesh για επακόλουθες αντιδράσεις.

Βελτιστοποίηση αντίδρασης:
Έλεγχος θερμοκρασίας: Κλίση θέρμανσης 30-150 μοιρών για αποφυγή τοπικής υπερθέρμανσης.
Επιτάχυνση πτώσης: Η επιτάχυνση σταγόνας ενός μείγματος διαλύματος ιωδοαιθανίου/βρωμοαιθανίου (αναλογία όγκου 1:1) είναι 2-3 mL/min.
Ένταση ανάμιξης: Χρησιμοποιείται μαγνητική ανάδευση (ταχύτητα 500 rpm) για να εξασφαλιστεί επαρκής διασπορά της σκόνης κράματος.

Καθαρισμός προϊόντος:
Απόσταξη μειωμένης πίεσης (πίεση -0,1 MPa):
Αρχικό σημείο βρασμού: Συλλέξτε<50 ℃ fractions (unreacted halogenated hydrocarbons);
Κύριο κλάσμα: Συλλέξτε τα κλάσματα στους 50-98 βαθμούς με καθαρότητα μεγαλύτερη ή ίση με 99,5%.
Tail fraction:>Κλάσμα 98 μοιρών (υψηλού βρασμού προσμίξεις).

Μια συγκεκριμένη επιχείρηση υιοθετεί τη μέθοδο του κράματος χαλκού ψευδαργύρου για την κατασκευή μιας γραμμής παραγωγής με ετήσια παραγωγή 10 τόνωνδιαιθυλο ψευδάργυρος. Οι βασικές βελτιώσεις περιλαμβάνουν:

Συνεχής προετοιμασία του κράματος: Σχεδιάστε μια συσκευή ψεκασμού τήξης για την επίτευξη συνεχούς παραγωγής σκόνης κράματος με κατανομή μεγέθους σωματιδίων D50=150 μ m.
Σχεδιασμός αντιδραστήρα: Υιοθέτηση αντιδραστήρα ρευστοποιημένης κλίνης για ενίσχυση της επαφής με αέρια-στερεάς φάσης και μείωση του χρόνου αντίδρασης σε 4 ώρες.
Απόσταξη εξοικονόμησης ενέργειας: Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία αντλίας θερμότητας για την ανάκτηση της απορριπτόμενης θερμότητας απόσταξης, μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας κατά 40%.