Сульфолан

Сульфолан
	; Углерод , С Водород , H Кислород , О Сера , С
Имена
	Предпочтительное название ИЮПАК 1 мин. 6 -Тиолан-1,1-дион
	Другие имена Сульфолан ; Тетрагидротиофен 1,1-диоксид ; Тетраметиленсульфон ;
Идентификаторы
Номер CAS	126-33-0 ;
3D model ( JSmol )	Интерактивное изображение ;
ЧЭБИ	ЧЕБИ:74794 ;
ЧЕМБЛ	ХЕМБЛ3186899 ;
ХимическийПаук	29080 ;
Информационная карта ECHA	100.004.349
Номер ЕС	204-783-1 ;
ПабХим CID	31347 ;
номер РТЭКС	XN0700000 ;
НЕКОТОРЫЙ	Y5L06AH4G5 ;
Число	3334
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID3027037 ;
	показывать ИнЧИ
	показывать УЛЫБКИ
Характеристики
Химическая формула	(СН 2 ) 4 SO 2
Молярная масса	120.17 g·mol −1
Появление	Бесцветная жидкость
Плотность	1,261 г/см 3 , жидкость
Температура плавления	27,5 ° C (81,5 ° F; 300,6 К)
Точка кипения	285 ° С (545 ° F; 558 К)
Растворимость в воде	смешиваемый
Вязкость	0,01007 Па·с при 25 °C
Структура
Дипольный момент	4,35 Д
Опасности
	СГС Маркировка :
Пиктограммы
Сигнальное слово	Предупреждение
Заявления об опасности	H302
Меры предосторожности	П264 , П270 , П301+П312 , П330 , П501
NFPA 704 (огненный алмаз)	2 1 0
точка возгорания	165 ° С (329 ° F; 438 К)
Самовоспламенение ; температура	528 ° С (982 ° F; 801 К)
Родственные соединения
Родственные соединения	Метилсульфонилметан ; Тетрагидротиофен ; сульфолен ;
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). проверить ( что такое ?) Ссылки на инфобоксы

Сульфолан (также тетраметиленсульфон , систематическое название : 1λ ⁶-тиолан-1,1-дион ) — сераорганическое соединение , формально циклический сульфон , с формулой ( CH ₂ ) ₄ S O ₂ . Это бесцветная жидкость, обычно используемая в химической промышленности в качестве растворителя при экстрактивной дистилляции и химических реакциях. Сульфолан был первоначально разработан компанией Shell Oil в 1960-х годах в качестве растворителя для очистки бутадиена . ^[1]^[2] Сульфолан является полярным апротонным растворителем и смешивается с водой.

Характеристики

Сульфолан классифицируется как сульфон , группа сероорганических соединений, содержащих сульфонильную функциональную группу . Сульфоновая группа представляет собой атом серы, дважды связанный с двумя атомами кислорода и одинарно связанный с двумя углеродными центрами. Двойная связь сера-кислород полярна, что обеспечивает хорошую растворимость в воде, а четырехуглеродное кольцо обеспечивает неполярную стабильность. Эти свойства позволяют ему смешиваться как с водой, так и с углеводородами , что привело к его широкому использованию в качестве растворителя для очистки углеводородных смесей.

Синтез

Первоначальный метод, разработанный Shell Oil Company, заключался в том, чтобы сначала позволить бутадиену вступить в реакцию 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 и выход продукта, и срок службы катализатора можно улучшить, добавив пероксид водорода и затем нейтрализовав его до pH примерно 5-8 перед гидрированием. Разработки продолжались на протяжении многих лет, в том числе в области используемых катализаторов. Недавно было обнаружено, что Ni-B/MgO демонстрирует превосходящую каталитическую активность по сравнению с никелем Ренея и другими распространенными катализаторами, которые используются при гидрировании сульфолена.

Были разработаны и другие способы синтеза, такие как окисление тетрагидротиофена перекисью водорода. В результате этой реакции образуется тетраметиленсульфоксид, который затем может быть дополнительно окислен. Поскольку первое окисление происходит при низкой температуре, а второе — при более высокой, реакцию можно контролировать на каждой стадии. Это дает большую свободу манипулирования реакцией, что потенциально может привести к более высоким выходам и чистоте.

Использование

Сульфолан широко применяется 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 реализовано компанией Shell Oil в марте 1964 года на газовом заводе Персон недалеко от Карнес-Сити, штат Техас. Сульфиноловый процесс очищает природный газ, удаляя H ₂ S , CO ₂ , COS и меркаптаны из природного газа со смесью алканоламина и сульфолана.

Вскоре после внедрения сульфинольного процесса было обнаружено, что сульфолан очень эффективен при выделении ароматических соединений высокой чистоты из смесей углеводородов с использованием жидкостно-жидкостной экстракции . Этот процесс широко используется на нефтеперерабатывающих заводах и в нефтехимической промышленности . Поскольку сульфолан является одним из наиболее эффективных промышленных растворителей для очистки ароматических соединений, процесс протекает при относительно низком соотношении растворителя к исходному материалу, что делает сульфолан относительно экономически эффективным по сравнению с растворителями аналогичного назначения. Кроме того, он селективен в диапазоне, дополняющем дистилляцию ; там, где сульфолан не может разделить два соединения, это легко сделать с помощью перегонки, и наоборот, сохраняя сульфолановые единицы полезными для широкого спектра соединений с минимальными дополнительными затратами.

Хотя сульфолан очень стабилен и поэтому может использоваться многократно, со временем он разлагается на кислые побочные продукты. Был разработан ряд мер по удалению этих побочных продуктов, что позволяет повторно использовать сульфолан и увеличить срок службы данного запаса. Некоторые методы, разработанные для регенерации отработанного сульфолана, включают вакуумную и паровую дистилляцию, обратную экстракцию, адсорбцию и использование колонн с анион-катионообменной смолой.

Сульфолан также добавляется к плавиковой кислоте в качестве подавителя паров. ^[5] нефтеперерабатывающего завода обычно для использования в установке алкилирования . Эта «модифицированная» плавиковая кислота менее склонна к испарению, если ее выпускать в жидкой форме.

Как загрязнитель

Грунтовые воды в некоторых частях города Северный полюс на Аляске были загрязнены сульфоланом из-за загрязнения ныне закрытым нефтеперерабатывающим заводом. ^[6] Из-за этого загрязнения пострадавшим жителям были предоставлены альтернативные источники питьевой воды. ^[6] Исследования токсичности сульфолана на животных продолжаются и финансируются в рамках Национальной токсикологической программы федерального правительства США . ^[7] Никаких долгосрочных исследований на животных не проводилось, что не позволяет сделать однозначный вывод о том, является ли сульфолан канцерогеном, хотя исследования in vitro не смогли продемонстрировать каких-либо раковых изменений в бактериальных или животных клетках. В исследованиях на животных высокие дозы сульфолана вызывали негативное воздействие на центральную нервную систему, включая гиперактивность, судороги и гипотермию; последствия более низких доз, особенно в долгосрочной перспективе, все еще изучаются. ^[8]

См. также

Ссылки

^ Янг, Элдред Э. (Shell International Research), патент BE 616856, 1962 г.
^ Гуденбор, Джон В.; Карлсон, Джордж Дж. (Shell International Research), патент BE 611850, 1962 г.
^ Jump up to: ^а ^б Хиллис О. Фолкинс, «Бензол» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Вайнхайм, 2005. два : 10.1002/14356007.a03_475
^ Эрл Кларк, Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера , «Сульфолан и сульфоны», John Wiley & Sons, Нью-Йорк, 1997
^ «Информационный бюллетень по сульфолану» (PDF) . Химическая компания Шеврон Филлипс .
^ Jump up to: ^а ^б «Здоровье человека и токсикология - Сульфолан и ПФАС» . dec.alaska.gov . Проверено 23 октября 2020 г.
^ «Сульфолан» . Национальная программа токсикологии: Министерство здравоохранения и социальных служб США . Проверено 23 октября 2020 г.
^ «Сульфолан: исследования Национальной программы токсикологии» (PDF) . Департамент охраны окружающей среды Аляски . Ноябрь 2019 года . Проверено 23 октября 2020 г.

Ге, Шаохуэй; Ву, Чжицзе; Ли, Вэй, Кейи 2006 , , 45 (7) , 2229-2234.
Шарипов, А.Х. Российский журнал прикладной химии 2003 , 76(1) , 108-113.
Данн, CL; Фрейтас, ER; Хилл, ES; Шилер, Джер, младший Proc., Ann. Конв. Нат. Ассоциация газовых переработчиков. Ам., Тех. Статьи 1965 , 44 55-8
Бротон, Дональд Б.; Асселин, Джордж Ф. Технологическое подразделение UOP, Universal Oil Prod. Co., Дес-Плейнс, Иллинойс, США. Мировой бензин. Congr., Proc., 7 1968 г. , дата заседания 1967 г., 4 65–73. Издательство: Elsevier Publ. Co. Ltd., Баркинг, Англия
Лал, Радж Кумар Джагадамба; Бхат, Соданкур Гаради Тирумалешвара. (Indian Petrochemicals Corp. Ltd., Индия). Евро. Пэт. Прил. 1989-308019 (1991)
Ван дер Виль, А. Природа 1960 , 187 142-3.
Блок Э. Реакции сероорганических соединений ; Академический: Нью-Йорк, 1978 г.
Беленький Л. И. Химия сераорганических соединений ; Хорвуд: Нью-Йорк, 1990 г.

Внешние ссылки

[1] Янг, Элдред Э. (Shell International Research), патент BE 616856, 1962 г.

[2] Гуденбор, Джон В.; Карлсон, Джордж Дж. (Shell International Research), патент BE 611850, 1962 г.

[Ullmann-3] Jump up to: ^а ^б Хиллис О. Фолкинс, «Бензол» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Вайнхайм, 2005. два : 10.1002/14356007.a03_475

[4] Эрл Кларк, Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера , «Сульфолан и сульфоны», John Wiley & Sons, Нью-Йорк, 1997

[5] «Информационный бюллетень по сульфолану» (PDF) . Химическая компания Шеврон Филлипс .

[:0-6] Jump up to: ^а ^б «Здоровье человека и токсикология - Сульфолан и ПФАС» . dec.alaska.gov . Проверено 23 октября 2020 г.

[7] «Сульфолан» . Национальная программа токсикологии: Министерство здравоохранения и социальных служб США . Проверено 23 октября 2020 г.

[8] «Сульфолан: исследования Национальной программы токсикологии» (PDF) . Департамент охраны окружающей среды Аляски . Ноябрь 2019 года . Проверено 23 октября 2020 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]