2-Naftol üretimi için naftalinden izopropilnaftalin ve ardışık izopropilnaftalin hidroperoksit reaksiyonlarının kinetiğinin incelenmesi ve reaktör tasarım parametrelerinin bulunması

Abstract

III ÖZET Doktora Tezi 2-NAFTOL ÜRETİMİ İÇİN NAFTALİNDEN İZOPROPİLNAFTALİN VE ARDIŞIK İZOPROPİLNAFTALÎNHİDROPEROKSİT REAKSİYONLARININ KİNETİ?İNİN İNCELENMESİ VE REAKTÖR TASARIM PARAMETRELERİNİN BULUNMASI Serpil TAKAC Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. H.Tuncer ÖZDAMAR 1988, Sayfa: 109 Jüri: Prof. Dr. G.Doğu Doç. Dr. l.Z.Önsan Doç. Dr. H.T.özdamar Naftalin ile propilenin 2-izopropilnaftalin (2-IPN) ve 2-izopro- pilnaftalinhidroperoksit (2-IPNHP) yolizi üzerinden 2-naftol ile asetona dönüşümü üç alt prosesten oluşan düşük entropili bir proses olarak ele alınmıştır. Bu araştırmada birinci alt proses, naftalin ile propilenin gaz-katı/katalitik alkilasyonu ile araştırılmış; ikinci alt proses olan IPN'in oksidasyonu gaz-sıvı-katı/katalitik bir tepkime sisteminde araş tırılarak geliştirilmiştir. Araştırmada öncelikle proses geliştirilmesi amaçlanmış; IPN yarıkesikli gaz-sıvı-katı/katalitik bir otooksidasyon tepkime sistemin de bakır katalizörlüğünde oksijen ile tepkimeye sokulmuştur. Optimum sıcaklık, kalma süresi, karıştırma ve oksijen akış hızları, oksijen giriş basıncı belirlenmiş; proses verimine etki eden en önemli parametrenin 2-/1-IPN izomer oranı olduğu ve bu oranın yüksek olması gerektiği bulunmuştur. Bulunan en uygun işletme koşullarında prosesin kinetik kont rollü olduğu saptanmıştır. Çalışmada gaz-sıvı-katı/katalitik otooksidasyon tepkimesinin kinetiği incelenerek radikal başlatıcılı zincir reaksiyonları şeklin de yürüyen oksidasyonda oluşan ürünler 2-IPNHP, dimetil 2-naftilkarbi- nol (DMNK), 2-asetonafton (AN) ve izopropenilnaf talin (IPPN) derişimleri ve tepkime hızları arasındaki ilişkiler saptanmış; reaksiyon ortamın da bulunan 1-IPN'in inhibisyon etkisi yaptığı belirlenerek inhibisyon mekanizması ve kinetiği bulunmuştur. ANAHTAR KELİMELER: 2-izopropilnaftalinhidroperoksit üretimi, 2-naftol üre timi, gaz-sıvı-katı/otokatalitik tepkime, 2-izopropil naftalin oksidasyon kinetiği, inhibisyon kinetiği.

IV ABSTRACT PhD Thesis PROCESS RESEARCH AND KINETICS OF 2- IS OPROPYLNAPHTHALENEHYDROPEROXIDE PRODUCTION FROM 2-ISOPROPYLNAPHTHALENE IN A GAS-LIQUID-SOLID/CATALYTIC REACTION SYSTEM AND INVESTIGATION OF REACTOR DESIGN PARAMETERS Serpil TAKAC Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. H.Tuncer ÖZDAMAR 1988, Page: 109 Jury: Prof.Dr.G.Doğu Assoc. Prof.Dr.I.Z.Önsan Assoc. Prof.Dr.H.T.Özdamar A low entropy new process designed as an alternative to conventional fusion process of 2-naphtol production was investigated with three steps consecutive multiphase reaction system. Development of the oxidation process of 2-isopropylnaphthalene (2-IPN) to 2-isop- ropylnaphthalenehydroperoxide (2-IPNHP) in a gas-liquid-solid/catalytic reaction system, as the second sub-process of the new 2-naphtol process, was the ultimate goal of this research. In the oxygen (g) -2 IPN(l)- cupper(s) /catalytic multiphase reaction system cupper was the initiator- catalyst, and `the oxidation of 2-IPN was autocatalytic. The data were collected in a semicontinuous reactor; and the effects of residence time, temperature, agitation speed, oxygen flow rate, concentration of the reactants and the initiator on the productivity of 2-IPNHP were investigated. The ratio of 2-/1-IPN isomers was found to be the most important parameter of the oxidation process, where 1-IPN inhibits the oxidation of 2-IPN. Dimethyl 2-naphthylcarbinol (DMNC), 2-acetonaphtone (AN) and 2-is opropenylnaphthalene (IPPN) were also found out as the side products of the mixed reactions system. System reactions, mechanisms, and kinetics including the inhibition kinetics were also investigated and mathematical models were derived. KEY WORDS ^Production of 2-isopropylnaphthalenehydroperoxide, 2-naphtol, gas-liquid-solid/autocatalytic reaction, 2-IPN oxidation kinetics, 1-IPN inhibition kinetics.