Основной органический синтез

Основной органический синтез, тяжёлый органический синтез, многотоннажное производство органических веществ (производительность установок - десятки и сотни тыс. т в год). Продукты О. о. с. используются в качестве полупродуктов в различных отраслях химической промышленности: в производстве каучуков синтетических и волокон синтетических, пластических масс, красителей, биологически активных соединений и др. Они находят также самостоятельное применение в народном хозяйстве в качестве ядохимикатов, растворителей, экстрагентов и т.д. Химическая природа продуктов О. о. с. разнообразна: это синтетические углеводороды (бутадиен, изопрен, стирол, алкилароматические углеводороды), кислородсодержащие соединения (спирты, альдегиды, кетоны, кислоты, простые и сложные эфиры жирного и ароматического ряда, окиси олефинов), галогенсодержащие и серусодержащие соединения, нитрилы и др. Ассортимент продуктов О. о. с. по сравнению с малотоннажным органическим синтезом невелик и относительно постоянен. Сырьём для О. о. с. служат предельные и непредельные (главным образом олефины и диены), а также ароматические углеводороды, синтезгаз, окись углерода и различные неорганические вещества - галогены, кислоты и щёлочи, кислород, водород и др. Основные источники органического сырья - нефть, газы природные горючие, газы нефтяные попутные и газы нефтепереработки (подробнее см. Нефтехимический синтез); меньшую роль в сырьевой базе О. о. с. играют пока твёрдые природные топлива - угли, горючие сланцы и лесохимическое сырьё. Для О. о. с. характерно одновременное существование нескольких промышленных методов получения важнейших продуктов, различающихся как по технологии, так и по сырью. Во многих синтезах используют совокупность нескольких одновременно протекающих реакций (окислительный аммонолиз, окислительное дегидрирование и т.п.).

Особенности технологии О. о. с. обусловлены большими масштабами производства и высокими требованиями к чистоте получаемых продуктов. Это прежде всего непрерывность технологических процессов, определяющая в целом последовательную структурную схему производства. Иногда, особенно в случае периодических процессов, применяются технологические схемы с параллельным соединением аппаратов. Технологические ограничения, обусловленные физико-химическими факторами (равновесный выход продуктов реакции, наличие азеотропных смесей), а также требования экономичности и безопасности работы создают необходимость использования обратных связей между аппаратами технологической схемы (потоки вещества и энергии, направленные от последующих аппаратов к предыдущим). Обратные связи, рециклы, обеспечивают более полное использование сырья и увеличение выхода целевых продуктов, получение продуктов требуемой чистоты, утилизацию тепла и др.

О. о. с. отличается высоким уровнем автоматизации производств. процессов. На предприятиях О. о. с. действуют автоматические системы управления сложными химико-технологическими комплексами (цехами, производствами); разрабатываются системы автоматизированного оптимального проектирования. Кибернетические методы и средства используются также при разработке технологических схем.

Химическое превращение веществ в О. о. с. стараются осуществить при минимальном (1-3) числе реакционно-аппаратурных стадий, одновременно совмещая рабочие функции аппаратов и используя направленно-совмещённые реакционно-массообменные процессы. Для интенсификации химических стадий применяют высокоактивные катализаторы, а в ряде процессов - высокие температуры и давления или вакуум. Одним из важных показателей, определяющих эффективность процессов О. о. с., является селективность катализаторов. В О. о. с. наибольшее распространение получили реакторы с контактом газовой и твёрдой фаз (с неподвижным или псевдоожиженным слоем катализатора) и газовой и жидкой фаз (преимущественно колонные, барботажные и с эрлифтом). Большую роль в производствах О. о. с. играют процессы выделения и очистки. Так, капиталовложения только в оборудование ректификации составляют в среднем 20% от сметной стоимости заводов, а энергетические затраты на процессы разделения достигают 50% и выше от себестоимости продукции. В 60-70-е гг. в связи с ростом единичных мощностей установок первичной переработки нефти и газа ряд важных продуктов О. о. с. (бутадиен, изопрен, стирол) получают непосредственным выделением (главным образом специальными методами ректификации) из смесей продуктов пирогенетических процессов. Для производства этих продуктов обычными (синтетическими) методами требуется дополнительно несколько стадий. Сложной технологической проблемой для О. о. с. является необходимость очистки и утилизации значительных количеств промышленных стоков.
В СССР промышленность О. о. с. создана в годы первых пятилеток и особенно интенсивно развивается начиная с 60-х гг. О темпах роста общего объёма продукции О. о. с. можно судить по следующим цифрам (в % к 1960): 1965-255%, 1970-406%, 1971-427%, 1972-453%.
Лит.: Хайлов В. С., Брандт Б. Б., Введение в технологию основного органического синтеза, Л., 1969; Лебедев Н. Н., Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза, М., 1971; Юкельсон И. И., Технология основного органического синтеза, М., 1968; Реихсфельд В. О., Еркова Л. Н., Оборудование производств основного органического синтеза и синтетических каучуков, М. - Л., 1965; Бенедек П., Ласло А., Научные основы химической технологии, Л., 1970; Кафаров В. В., Методы кибернетики в химии и химической технологии, 2 изд., М., 1971.
? С. В. Львов, А. С. Мозжухин.