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)С+ > 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-С+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
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.