Приведение многокомпонентных углеводородных систем и нефтяных фракций к условно бинарным системам, эффективные ключевые компоненты. Алкилирование ароматических углеводородов. Технологическая схема получения этил (изопропил) бензола. Конструкции трубчатых печей

Страницы работы

Фрагмент текста работы

получения каталитического комплекса берут целевой алкилбензол или его раствор. Реакционная масса состоит из 2-х жидких фаз: фаза каталитического комплекса + фаза ароматического соединения.

Дезактивация катализатора происходит при захвате протона σ-комплексов основаниями (спирты, амины, соединения S). Роль σ-комплекса в передаче протона олефину с образованием карбокатиона. Чем стабильнее карбокатион, тем активнее олефин в реакциях алкилирования.

Ряд активности олефинов: СН2=С(СН3) > СН2=СНСН3 > СН2=СН2

Ряд стабильности: (СН3+ > СН3-СН+-СН3 > СН3СН2+

2. Алкилирование алкилхлоридами из-за высокой стоимости используется только в случае невозможности применения олефинов или необходимости ввести заместитель нормального строения. Процесс протекает с образованием каталитического комплекса:

RCl + AlCl3 ↔ R+,[AlCl4]-.

Ряд активности: (СН3)3-С-Сl > (СН3)2С=СНСl > СН3СН2Сl по устойчивости промежуточных карбокатионов.

При алкилировании соблюдается правило ориентации.

Протекание побочных реакций в процессе алкилирования связано с механизмом:

2.1 реакция образования полиалкил производных. Появление 1-го заместителя делает ядро более реакционно способным, поэтому трудно остановить процесс на стадии моноалкилпроизводного.

2.2 Переалкилирование – межмолекулярные обратимые реакции, протекающие при высоких температурах.

С6Н3R3 + С6Н6 ↔ С6Н4R2 + С6Н5R.

2.3 Реакции изомеризации – внутримолекулярные реакции, связанные с миграцией алкильных групп или гидрид-ионов. Продукты образуются за счет изомеризации карбокатионов в более стабильные.

Побочные реакции, связанные с условиями проведения процесса:

2.1 Смолообразование – образование конденсационных полиядерных ароматических УВ. Реакции способствует высокая температура.

2.2 Деструкция алкилкарбокатионов, приводящая к алкилпроизводным с более короткой цепью у заметителя.

2.3 Полимеризация – образуются низкомолекулярные полимеры по механизму катионной полимеризации.

СН3+Н2 + СН2=СН2 → СН3-(СН2)2- СН2 + …

Полимеры как и полиядерные смолы дезактивируют каталитический комплекс. Протон от σ-комплекса идет на ядро этой системы.

В процессах алкилирования необходимо интенсивное перемешивание, т.к. реакционная масса гетерофазна. Лимитирующая стадия процесса – диффузия олефина в фазу каталитического комплекса, поэтому для жидких олефинов в реакторах применяют мощные перемешивающие устройства, для газообразных – интенсивное барботирование.

Если целевой продукт моноалкилпроизводное, необходимо создать условия для переалкилирования полиалкилпроизводных. Энергия активации переалкилирования повышает энергии активации алкилирования, поэтому используют повышенные температуры, но в пределах оптимума для избежания реакций осмоления и деструкции.

Основные продукты: Этилбензол – сырье для получения стирола и полистирола в процессе получения синтетического каучука. Этилбензол получается из продуктов ксилольной фракции пиролиза и риформинга. Изопропилбензол (кумол) – используется в синтезе полимеров, высокоактивный компонент топлив. Дивинилбензол – сшивающий агент для процессов получения полимеров. Алкилбензолы с длинной алкильной группой – пластификаторы, смазывающие масла, гидравлические жидкости, сырье для получения синтетических моющих средств.

Технологические особенности процесса алкилирования.

Все исходные вещества подвергаются осушке (вода дезактивирует катализатор). Ароматические УВ сушат азеотропной отгонкой воды с ректификацией. Фракция олефинов поступает с установки пиролиза или крекинга достаточно сухая, но необходимо контролировать содержание ацетилена и дивинила (они легко присоединяют протон, участвуют в алкилировании, загрязняя целевые продукты).

Каталитический комплекс готовят в аппарате с мешалкой при нагревании

Похожие материалы

Информация о работе