Химическая технология органических веществ. Часть 2. Дьячкова Т.П - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

CH
3
CCHCH
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
+
CH
3
CCHCH
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
+
CH
3
CCH CH
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
+
CH
3
C CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
+
CCH
3
C CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
+
C
Эти карбокатионы взаимодействуют с изобутаном, в результате чего получаются углеводород С
8
Н
18
и третбутилкатион
CH
3
CCHCH
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
+
CH
CH
3
CH
3
CH
3
C
C
H
3
CH
3
CH
2
+ (CH
3
)
3
CH
+ (CH
3
)
3
C,
+
обеспечивающий протекание ионно-цепного процесса. Состав изомеров зависит как от стабильности промежуточных карбо-
катионов, так и от скорости их обменной реакции с изобутаном. Промежуточно образующиеся изооктилкатионы также спо-
собны к реакции с олефинами:
C
8
+
17
Н + C
4
H
8
→ C
12
+
25
Н →
+ CH)(CH
33
C
12
H
26
+ (CH
3
)
3
C
+
.
Так происходят последовательно-параллельные реакции алкилирования, причем, чтобы подавить образование высших
углеводородов, необходим избыток изопарафина по отношению к олефину.
В получаемых алкилатах обнаружены низшие и высшие парафины с числом атомов углерода, некратным их числу в ис-
ходных реагентах. Так, при алкилировании изобутана бутенами алкилат содержит 6…10 % углеводородов С
5
–С
7
и 5…10 %
углеводородов С
9
и высших. Очевидно, они могут появиться только в результате деструктивных процессов, которым спо-
собствует повышение температуры.
Еще одна побочная реакция – это катионная полимеризация олефина, при которой получаются низкомолекулярные не-
насыщенные полимеры, несколько ухудшающие качество алкилата и ведущие к повышенному расходу катализатора:
2C
4
H
8
→
+
H
C
8
H
16
→
+
84
HC
C
12
H
24
и т.д.
Применение избытка изопарафина подавляет все побочные реакции и положительно влияет на выход алкилата, содер-
жание в нем целевой фракции, ее октановое число и расход катализатора. Чрезмерный избыток изопарафина ведет к повы-
шению экономических затрат на его регенерацию. Оптимальным оказался избыток, соответствующий мольному отношению
изопарафин : олефин в исходной смеси от 4:1 до 6:1.
Температуру алкилирования выбирают такой, чтобы максимально подавлялись побочные реакции деструкции и поли-
меризации, но сохранялась достаточно высокая скорость процесса. При катализе серной кислотой проводят реакцию при
0…10 °С, а с безводным фторидом водорода – при 20…30 °С под некоторым давлением. Алкилирование изобутана этиленом
в присутствии АlСl
3
проводят под давлением при 50…60 °С.
Технология процесса. В промышленности алкилированию чаще всего подвергают изобутан и, значительно реже, – изо-
пентан. Из олефинов наибольшее применение как алкилирующие агенты нашли
н-бутены, которые с изобутаном дают алки-
лат, богатый углеводородами С
8
и часто называемый просто изооктаном. Нередко в качестве сырья берут бутан-бутеновую
фракцию крекинг-газов, содержащую все необходимые реагенты и очищенную от бутадиена-1,3.
Реакционная масса представляет собой двухфазную систему, которую эмульгируют с помощью мешалок или питающих
насосов. При использовании серной кислоты существенное значение имеет ее концентрация. Лучшие результаты получают-
ся с кислотой 98…100 %, но она постепенно разбавляется влагой, присутствующей в исходных реагентах. Минимально до-
пустимой считается концентрация 88…90 %, поэтому часть кислоты приходится все время отводить из системы и добавлять
свежую. Расход серной кислоты составляет обычно 5…7 кг на 100 л алкилата. В самом реакторе объемное отношение кисло-
ты и углеводородов составляет примерно 1:1 и даже доходит до 70 % (об.) кислоты. Избыточный катализатор отделяют от
углеводородов в сепараторе и возвращают на реакцию.
Для процесса применяют аппараты двух типов, различающиеся способом отвода выделяющегося тепла: при помощи
внутреннего охлаждения жидким аммиаком (или пропаном) или за счет испарения избыточного изобутана. В первом случае
в алкилаторе, снабженном мощной мешалкой, имеются охлаждающие трубы, в которых теплоноситель испаряется (см. рис.
1,
а). Его пары направляют затем на холодильную установку, где они снова превращаются в жидкость.
+
,

Страницы