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

8 страниц (Word-файл)

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