بررسی سینتیک و بهینه سازی واکنش تولید بنزوتری آزول

هتروسیکل بنزوتری آزول یک ترکیب آلی است که در حالت خالص بصورت کریستالهای سفید سوزنی شکل بوده و دارای مصارف عمده صنعتی در زمینه های مختلف شیمیایی از جمله بعنوان بازدارنده خوردگی برای فلزاتی نظیر برنج - آلومینیم و بخصوص مس می باشد. هر ساله مجتمع مس سرچشمه مجموعه های بازدارنده خوردگی از جمله aca-k را از کشور ژاپن خریداری می کند. در پژوهشگاه صنعت نفت پس از آنالیز مجموعه ذکر شده مشخص شد که ترکیب اصلی این مجموعه بنزوتری آزول است . با انجام فرمولاسیون مجموعه بازدارنده ای تولید شد که پس از تست های خوردگی مشخص گردید قابل رقابت با نوع خارجی است . از اینرو طرح تولید بنزوتری آزول در مقیاس صنعتی بعنوان یک طرح پژوهشی مطرح شده و این ماده در مقیاس آزمایشگاهی با راندمان 78 درصد سنتز گردید. پروژه مورد نظر با دو هدف زیر انجام شده است : 1) سنتز آزمایشگاهی و بهینه سازی شرایط تولید بنزوتری آزول 2) بررسی سینتیک واکنش تولید بنزوتری آزول در قسمت سنتز آزمایشگاهی با استفاده از یک فرآیند ساده از طریق دیازوتاسیون اورتوفنیلن دی آمین در محیط آبی حاوی اسیداستیک توسط نیتریت سدیم در دمای پایین 5-25 درجه سانتی گراد همراه با یک مرحله خنثی سازی توسط محلول سود، بنزوتری آزول تولید گردد. با بهینه سازی شرایط دما، نسبتهای مولی مواد اولیه، غلظت محلولهای اولیه، نحوه افزایش مواد اولیه، زمان محصولی با راندمان و خلوص بالای 95 درصد بدست آمد که خلوص محصول جامد توسط روش اسپکتروفتومتری تعیین می شود. از لحاظ اقتصادی با توجه به اینکه برای اینگونه فرایندهای ساده یک سوم هزینه مواد اولیه را می توان بعنوان هزینه عملیاتی در نظر گرفت که در اینصورت با بالا بودن درجه خلوص و راندمان محصول 30-25 درصد صرفه جویی اقتصادی می شود. در بخش بررسی سینتیک این واکنش با توجه به اینکه تمامی تحقیقات گزارش شده در مورد سینتیک دیازوتاسیون بر روی مونوآمینهای نوع اول است مطالعه سینتیک دیازوتاسیون اورتوفنیلن دی آمین در نوع خود نخستین می باشد. با توجه به تئوریهای مطرح برای واکنشهای دیازوتاسیون مکانیسمی برای این واکنش پیشنهادی می شود که معادله سرعت بدست آمده از این مکانیسم فرض شده با دو روش الکترومتری dead-stop و اسپکتروفتومتری در ناحیه ماوراء بنفش در رنج وسیع غلظتی امتحان شده و صحت آن ثابت گردید. رابط سرعت حاصله نسبت به غلظت اورفنیلن دی آمین از نوع درجه اول و همینطور نسبت به غلظت اسیدنیتروز درجه اول می باشد. ثابت سرعت نیز تابع دما و غلظت اسیداستیک است .