Алкілювання - малюнок

Алкілювання — особливості, механізм, основні з’єднання



У стандартних випадках алкілювання являє собою процес, при якому до молекули додається органічна сполука алкільного замісника. Для нафтової хімії реакція полягає в тому, що між собою взаємно діють бутилен і пропілен з ізобутаном. Це веде до появи ізометричних парафінів, що мають високе октанове число і є важливими сполуками.

Алкілювання

Передумови і приклади реакцій

Нафтопереробники, що спеціалізуються на алкілюванні бензолу, звернули особливу увагу на легкі гази вуглеводню. Останні утворюються в результаті каталітичного типу крекінгу. Був створений процес, який допомагає перетворенню сполук в цінний продукт. Він, включаючи алкілювання толуолу, повинен підвищити октанове число палива при таких процесах, як карбоксилювання і полімеризація.

Тому реакція алкілювання створена для переходу простих і не особливо цінних продуктів крекінгу, серед яких метанол, етанол, фенілетан, анілін і піперидин, у важливі компоненти бензину. Серед них алкілбензол, етанол, бензальдегід та інші.

Основним механізмом алкілювання є приклади наступних реакцій:

  • З ізометричного бутану і бутилену-1 утворюється ізооктан, він же 2,2,4-триметилпентан.
  • Це ж з’єднання з бутиленом-2 дає алкан 2,3,3-триметилпентан.
  • Ізобутан + ізобутилен перетворюються у 2,3,4-триметилпентан і кумол.
  • І, нарешті, з’єднання з пропіленом утворює ізогептан.

Суміш продуктів, що утворюються з таких сполук, називають алкілатом. Він має високий показник октанового числа. Також алкени, що входять в з’єднання, характеризуються невеликим тиском у насиченого типу парів. У цьому також полягає їх біологічна роль

Алкілювання спиртів

Сировина та каталізатор

Для того, щоб можна було алюкілювати продукти для поліпшення бензину, необхідно дві речовини – це ізобутан і бутан-бутиленова або поєднана пропаном і пропіленом суміш. Її можна добути за допомогою установки для крекінгу.

Головна умова, що дозволяють виконати процес алкілювання, полягає в наявності високого тиску, в тому числі в кислих середовищах.

З технологічної точки зору, для цього необхідне дороге обладнання. Але є метод, що дозволяє здешевити каталіз ароматичних вуглеводнів.

Прискорення реакції отримання алкілатів можливо внаслідок використання каталізаторів в схемі оксіетилювання. Зазвичай ними виступають H2SO4 і HF. Найбільшу популярність серед агентів, які прискорюють процес каталізації, отримала сульфатна.

Особливості технологічного процесу

Процес алкілювання вельми складний. Його виробляють на технологічній установці, яка працює з хлорметаном, йодметаном та іншими елементами по Фріделю Крафтсу. Вона складається з наступних блоків:

  • Апарат холодильного типу.
  • Система, що складається з реакторів.
  • Частина, де діє виділення кислоти.
  • Відділення для промивання лугами та іншими способами, включаючи оксіетилювання.
  • Колони ректифікації.

Найвища кількість продуктів від реакції алкілювання в присутності сульфатної кислоти відбувається при температурі +5 градусів за Цельсієм. Для цього сировина олефін, ізобутан та каталізатор надходять в охолоджувальний апарат зі збільшеним тиском. Це потрібно для того, щоб речовини перебували в рідкому агрегатному стані.

Отримана суміш потрапляє в систему, що складається з декількох реакторів, які для профілактики необхідно натерти етиловим спиртом. Там проходить ще одне перемішування, що забезпечує повноцінність реакції.

Алкілювання аренів

Оскільки алкілювання проходить повільно, як і деалкілювання, суміш знаходиться в ємностях від 15 до 20 хвилин. Від цього залежить якість вихідного алкілату.

Температура має вплив, в основному, на в’язкість кислоти, тому її витримують на рівні +40 градусів, як у бутилового спирту. Якщо показник знижується, то кислота погано взаємодіє з сировиною, що знижує вихід реакції. Водночас збільшення цього параметра призведе до того, що можна отримати непотрібні алкени і арени, які погіршать якісний вихід алкілату.

Далі, продукти від реакції потрапляють в кислотний відстійник. Вуглеводні і залишок кислоти поділяються, останній йде на дно і рециркулюється в процес. Кислота перебивається водою і набирає певну кількість смол, пропіленів і анізола.

Але оскільки у відстійнику немає можливості повноцінного відділення кислоти від алкілу та інших елементів, суміш переправляється в вузол промивання.

Там відбувається її перероблювання гідроксидом натрію. Після цього суміш передається на ректифікаційні колони. Там алкілат піддається відділенню від насичених газів.

Ізобутан, який не зумів прореагувати, знову переводять в процес, оскільки необхідний його надлишок для підвищення ефективності. Тоді алкілювання виходить ефективним і безпечним.

Leave a Reply

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *