ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Алкилирование по атомам кислорода, серы и азота из "Теория технологических процессов основного органического и нефтехимического синтеза Издание 2" 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. [c.322] 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.322] Из парафинов к каталитическому алкилированию способны только изопарафины, имеющие третичный атом углерода. Олефины могут быть различными (даже этилен), но чаще всего применяются н-бутилены, алкилирующие изобутан с образованием углеводородов С8Н18, по температуре кипения наиболее пригодных в качестве компонента моторного топлива. [c.322] Строение продуктов, образующихся при каталитическом алкилировании изопарафинов, обычно не соответствует ожидаемому из структуры исходных веществ. Так, при взаимодействии к-бути-лена с изобутаном получается смесь 2,2,4-, 2,3,4- и 2,3,3-триметил-пентанов. Первый изомер, называемый просто изооктаном, является эталоном в шкале октановых чисел — для него октановое число принято равным 100. [c.322] Так происходят последовательно-параллельные реакции алки лирования, причем для подавления образования высших углеводородов необходим избыток изопарафина по отношению к олефину. [c.323] В получаемых алкилатах обнаружены низшие и высшие парафины с числом углеродных атомов, не кратным исходным реагентам. Так, при алкилировании изобутана бутиленами алкйлат содержит 6—10% углеводородов С5—С7 и 5—10% углеводородов Сд и высших. Очевидно, что они могут появиться только в результате деструктивных процессов, которым способствует повышение температуры. [c.323] Применение избытка изопарафина подавляет все побочные реакции и положительно влияет на выход алкилата, содержание в нем целевой фракции, ее октановое число и расход катализатора. [c.323] 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.324] 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.324] В промышленности алкилированию чаще всего подвергают изобутан и значительно реже изопентан. Из олефинов наибольшее применение как алкилирующие агенты нашли н-бутилены (смесь 1- и 2-изомеров), которые с изобутаном дают алкйлат, богатый углеводородами Се и часто называемый просто изооктаном. Нередко в качестве сырья берут бутан-бутиленовую фракцию крекинг-газов, содержащую все необходимые реагенты и очищенную от бутадиена. [c.324] Со рсеми 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 нз 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.324] 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. 71,а стр. 312). Его пары, направляют затем на холодильную установку, где они снова превращаются в жидкость. [c.324] выходящая из последней секции алкилатора J, содержит избыточный изобутан, октаны, н-бутилен, углеводороды С5—Су и высшие. Ее подают прежде всего в дополнительный сепаратор 9 для отделения от остатков серной кислоты. Кислоту возвращают в алкилатор, но часть ее отводят из системы и вместо нее подают свежую. Углеводородный слой из сепаратора 9 нейтрализуют 10%-ным раствором щелочи в аппарате 1G и разделяют полученную эмульсию в сепараторе 1J. Нейтрализованная смесь углеводородов стекает в промежуточную емкость 12, откуда направляется на Дальнейшую переработку. Первой ее стадией является отгонка избыточного изобутана, осуществляемая в ректификационной колонне 14 с конденсатором-дефлегматором 13. Чтобы для конденсации изобутана можно было использовать наиболее дешевый хладоагент — воду, давление в колонне поддерживают около 6 кгс/см (ж 0,6 МПа). В нее же подают свежую изобутановую фракцию. Часть изобутана из конденсатора-дефлегматора 13 возвращается на орошение колонны 14, а остальное количество после дросселирования поступает в емкость 2 и оттуда снова на реакцию. Таким образом совершается цикл изобутана. Из куба колонны 14 алкилат-сырец направляют на ступенчатую ректификацию (на схеме не показано). Сначала отгоняют низшие углеводороды, затем алкйлат, а в кубе последней колонны содержится тяжелый остаток из углеводородов Сд и выше. [c.326] Алкилирование по атомам О, S и N представляет собой основной метод синтеза соединений с простой эфирной связью, меркаптанов и аминов. [c.326] Вернуться к основной статье