Главная -> Словарь

Алкилирования протекают

Октановое число по моторному методу 91—94 . Реакция алкилирования протекает без побочных реакций даже при некотором повышении температуры. Несмотря на это преимущество, высокая летучесть фтористоводородной кислоты, высокая токсичность и коррозийность сдерживают широкое ее применение.

Процесс алкилирования протекает в основном при нисходящем движении реакционной смеси вдоль поверхности охлаждения .

Реакторы. Реакция алкилирования протекает достаточно медленно и требует около 15—20 минут, поэтому реакционная смесь проходит через целую систему больших реакторов. Общий объем реакторов столь значителен, что при однократном проходе через систему каждая молекула достаточно долго остается в реакционной зоне. При прохождении через реакторы жидкость периодически перемешивается, что обеспечивает хороший контакт между олефинами, изобута-ном и кислотой и, соответственно, эффективное протекание реакции.

В соответствии с современными представлениями реакция алкилирования протекает по сложному многомаршрутному механизму, причем долевое участие отдельных направлений зависит от природы и структуры катализаторов, алкилирующих агентов и растворителей, соотношения компонентов и условий проведения реакции, структуры образующихся комплексов, распределения электронной плотности в атакующей группе и ароматическом углеводороде, геометрических факторов и т. д. Изменение условий реакции алкилирования и теоретически обоснованный состав компонентов исходной реакционной смеси позволяют управлять соотношением термодинамических и кинетических факторов, что дает возможность априорно определять состав целевых продуктов.

Технологическая схема процесса алкилирования бензола пропиленом по методу фирмы UOP приведена на рис. 4.2. Сырье — бензол и пропан-пропиленовую фракцию — смешивают в емкости / в мольном соотношении бензол/пропилен = = 10 : 1 и после подогрева в рекуператоре и дополнительном перегревателе подают на верх полочного адиабатического реактора — алкилатора 2, Процесс алкилирования протекает при температуре около 200 °С и давлении 2,8—4,2 МПа. Для

Температура и давление. Реакция алкилирования протекает с положительным тепловым эффектом. Теплота реакции алкилирования составляет около 230 ккал/кг алкилата. Для поддержания изотермического режима процесса выделяющееся тепло реакции необходимо из реакционной зоны непрерывно отводить.

Выше отмечалось, что реакция алкилирования протекает со значительным положительным тепловым эффектом. Тепло реакции отводится двумя способами: ^охлаждением реакционной смеси через теплообменную поверхность; 2) охлаждением смеси частичным ее испарением. Соответственно имеется два типа реакторов.

Процесс алкилирования протекает с выделением тепла, которое отводится обычно путем подачи в реактор холодного сырья. Вследствие значительного разбавления реагирующих компонентов сырья бензолом и инертной частью газа практикуется применение реакторов без трубчатых охлаждающих устройств, катализатор в реакторах размещается на полках. При получении кумола как топливного компонента температура в реакторах поддерживается примерно 220—230° С, давление 30— 40 am, объемная скорость подачи 3—4 л/ ; избыток бензола составляет 7—10 кг/кг пропилена.

Согласно ионному механизму, реакция алкилирования протекает по стадиям с участием ионов карбония. Разберем ее на том же примере сернокислотного алкилирования изобутана а-бутиле-ном.

Реакционная смесь перемешивается пропеллерной мешалкой 4. Смесь из кольцевого пространства между стенкой реактора и внутренним цилиндрическим кожухом 2 поступает внутрь кожуха, где размещены охлаждающие трубы. Процесс алкилирования протекает в основном при нисходящем движении реакционной смеси вдоль поверхности охлаждения .

Промышленное производство этилбензола основано на воздействии газообразным этиленом па бензол в присутствии безводного хлористого алюминия. Ниже 'несколько подробнее описан метод, разработанный в Германии фирмой И. Г. Фарбениндустри А. Г.; в настоящее время этот процесс осуществлен также в промышленном масштабе в США фггрмой Доу ке-микал Ко . Реакция алкилирования протекает бурно и количественно по следующему уравнению:

Реакции синтеза высокомолекулярных углеводородов С — ал— килированием являются обратными по отношению к крекингу алканов и потому имеют сходные механизмы реагирования и относятся к одному классу катализа — кислотному. Реакции С — алкилирования протекают с выделением 85 — 90 кДж/моль тепла в зависимости от вида олефина и образующегося изошфафина, поэтому термодинамически предпочтительны низкие температуры, причем уже при 100 °С и ниже ее можно считать практически необратимой. Именно в таких условиях осуществляют промышленные процессы каталитического алкилирования. Из парафинов к каталитическому алкилированию способны только изо —

Наряду с основной реакцией алкилирования протекают побочные реакции, к числу которых относятся следующие.

Считается, что главные реакции алкилирования протекают на поверхности раздела кислота/углеводород или вблизи нее , однако вероятнее всего они идут S слое кислоты, приграничном к поверхности раздела. Этот вывод основан на том, что в сравнении с изобутаном остальные изопарафины проявляют значительно меньшую активность в отношении переноса гидрид-иона; правда, хотя многие из этих изо'парафинов и содержат один или более третичных атомов углерода, они растворяются в кислотной фазе еще меньше, чем изобутан.

При повышенных температурах и времени контакта 0,0125 ч было отмечено наличие некоторого количества непрореагировавшего пропилена. При большем времени контакта этого не наблюдалось. Это означало, что первичные реакции алкилирования протекают очень быстро, т. е. доказывало высокую активность катализатора в отношении алкилирования. Большая часть реакционного объема использовалась для реакций переалкилирования, что способствовало повышению селективности. Это заметили по быстрому разложению диизопротшлбензолов после того, как их содержание достигало максимума. Было также очевидно, что термодинамическое равновесие достигается при большом времени контакта.

Главными переменными, которые требовались для проектирования реактора, были соотношение бензола и пропилена, температура и время контакта. Поскольку реакции алкилирования протекают быстро, контроль за работой реактора осуществляли по селективности. Изучение реакции и исследования на модели указывали, что при постоянной средней температуре селективность по кумолу возрастала с увеличением соотношения бензол:пропилен независимо от времени контакта. Влияние температуры было несколько более сложным. Поскольку в большей части реакционного объема протекает обратимая и экзотермическая реакция переалкилирова-ния, селективность возрастает при снижении температуры, когда условия переалкилирования близки к равновесным. Однако при малом времени контакта селективность зависит от того,* насколько быстро образуется кумол. В этом случае селективность определяется кинетикой, а не равновесием. Иными словами, при оценке

Реакции термического алкилирования протекают при высоких темпь-ратурах и давлениях. Однако, несмотря на жесткие условия, изомеризация происходит лишь в очень незначительной степени. Так, например, из этилена и изобутана при 500° и 320 am образуется в основном 2,2-диметилбутан . Согласно радикальному механизму реакция протекает по следующей схеме.

Как указывалось в предыдущих разделах, катализаторы алкилирования изопарафиновых углеводородов катализируют также некоторые другие реакции; поэтому при промышленных процессах алкилирования протекают многочисленные побочные реакции. Как правило, для достижения оптимальных результатов необходимо регулировать условия процесса так, чтобы усиливать преобладание реакций первичного алкилирования и подавлять нежелательные побочные реакции, в частности, полимеризации олефпнов и разложения первичных продуктов алкилирования.

Реакции синтеза высокомолекулярных углеводородов С-алки-лированием являются обратными по отношению к крекингу ал-канов и потому имеют сходные механизмы реагирования и относятся к одному классу катализа - кислотному. Реакции С-алкилирования протекают с выделением 85 - 90 кДж/моль тепла в зависимости от вида олефина и образующегося изо-парафина, поэтому термодинамически предпочтительны низкие температуры, причем уже при 100 °С и ниже ее можно считать

В условиях алкилирования протекают различные побочные реакции: деструктивное алкилирование, перераспределение водорода, полимеризация и деполимеризация.

Реакции синтеза высокомолекулярных углеводородов С-алкилированием являются обратными по отношению к крекингу алканов и потому имеют сходные механизмы реагирования и относятся к одному классу катализа — кислотному. Реакции С-алкилирования протекают с выделением 85-90 кДж/моль тепла в зависимости от

В качестве катализатора алкилирования используют серную кислоту или фторид водорода. Целевым продуктом процесса является компонент авиационного или автомобильного бензина. Наличие в сырье влаги недопустимо, так как это снимает концентрацию кислоты . Наряду с основной реакцией алкилирования протекают побочные реакции.