ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Алкилирование парафинов из "Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза" Термодинамические отношения для этой реакции уже рассматривались в гл. I в приложении к крекинг-процессу. Очевидно, что равновесие обратной реакции алкилирования парафинов смещается вправо при понижении температуры, причем уже при 100 °С и ниже ее можно считать практически необратимой. Именно в таких условиях процесс каталитического алкилирования изопарафинов и осуществляют в промышленности. Имеется также процесс термического алкилирования парафинов при 400—500°С,т. е. когда возможны обратимые превращения. В этом случае для преимущественного направления реакции в сторону алкилирования используют высокое давление (до 300 ат), поскольку реакция сопровождается уменьшением объема. Термическое алкилирование не получило существенного развития, и в дальнейшем рассматривается только каталитическое алкилирование. [c.366] Катализаторами алкилирования парафинов олефинами могут служить те же вещества кислотного типа, что и для алкилирования ароматических соединений, — хлористый алюминий, безводный фтористый водород, серная кислота. Чаще всего используется серная кислота. [c.366] Этилен реагирует с изобутиленом только при действии наиболее активного из катализаторов — хлористого алюминия. [c.366] Строение продуктов, образующихся при каталитическом алкилировании изопарафинов, обычно не соответствует ожидаемому из структуры исходных веществ. Так, при взаимодействии м-бути-лена с изобутаном получается омесь 2,2,4-, 2,3,4- и 2,3,3-триметил-пентанов. [c.366] Первый изомер, называемый просто изооктаном, является эталоном в шкале октановых чисел —для него октановое число принято равным 100. [c.367] Так происходят последовательно-параллельные реакции алкилирования, причем для подавления образования высших углеводородов необходим избыток изопарафина по отношению к олефину. [c.368] В получаемых алкилатах обнаружены низшие и высшие парафины с числом углеродных атомов, не кратным исходным реагентам. Так, при алкилировании изобутана бутиленами алкилат содержит 6—10% углеводородов С5—Ст и 5—10% углеводородов Сд и высших. Очевидно, что они могут появиться только в результате деструктивных процессов, которым способствует повышение температуры. [c.368] Применение избытка изопарафина подавляет все побочные реакции и положительно влияет на выход алкилата, содержание в нем целевой фракции, ее октановое число и расход катализатора. Поскольку чрезмерный избыток изопарафина ведет к повышению экономических затрат на его регенерацию, оптимальным оказался избыток, соответствующий мольному отношению изопарафин олефин в исходной смеси от 4 1 до 6 1. [c.368] Температуру алкилирования выбирают так, чтобы максимально подавлялись побочные реакции деструкции и полимеризации, но сохранялась достаточно высокая скорость процесса. При катализе серной кислотой реакцию проводят при О—10°С, с безводным фтористым водородом — при 20—30 °С под некоторым давлением. Алкилирование изобутана этиленом в присутствии А1С1з проводят под давлением при 50—60°С. [c.368] Со всеми катализаторами 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 получаются с 98—100%-ной кислотой, но она постепенно разбавляется влагой, присутствующей в исходных реагентах. Минимально допустимой считается концентрация 88—90%, поэтому часть кислоты приходится все время отводить из системы и добавлять свежий катализатор. Расход серной кислоты составляет обычно 5—7 кг на 100 л алкилата. В самом реакторе объемное отношение кислоты и углеводородов примерно 1 1 и даже доходит до 70 объемн. % кислоты. Избыточный катализатор отделяют от углеводородов в сепараторе и возвращают на реакцию. [c.369] Для процесса применяют аппараты двух типов, отличающиеся 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 (рис. 73, а) (стр. 356). Его пары направляют затем на холодильную установку, где они снова превращаются в жидкость. Более эффективен метод теплоотвода за счет испарения избыточного изобутана, что облегчает регулирование температуры. Один из интересных типов алкилаторов, работающих по этому принципу, изображен на рис. 75 (ап. 1). В нем реакционное пространство разделено перегородками на несколько секций с мешалками (каскадов). Бутилен подводится отдельно в каждую секцию, вследствие чего концентрация олефина в секциях очень мала, и это позволяет подавить побочную реакцию полимеризации. Серная кислота и изобутан поступают в первую секцию слева, и эмульсия перетекает через вертикальные перегородки из одной секции в другую. Вторая справа секция служит сепаратором, в котором кислота отделяется от углеводородов и возвращается на алкилирование. Через последнюю перегородку перетекает смесь углеводородов, поступающая на дальнейшую переработку. [c.369] Вернуться к основной статье