Procesul de numire a alchilare cu acid sulfuric a izoparafinelor cu olefine

Acest procedeu de sinteză a componentelor cu cifră octanică ridicată de aviație și benzine auto. În cazul alchilarea izobutanului cu reacția izobutilenei poate fi reprezentat după cum urmează:

Reacția de alchilare cu acid sulfuric a izoparafinelor cu olefine procedează în mod selectiv. Este mai ușor să se supună alchilarea izobutan și izopentan, și anume hidrocarburi izoparafinice având un atom de carbon terțiar în moleculă. parafine cu un atom de carbon cuaternar în molecula de tip condiții 2,2-dimetilbutan alchilate semnificativ mai greu și mai stricte. parafine catenă liniară sau ramificată care conține atât un atom de carbon terțiar cuaternar nu este substanțial alchilează în prezența acidului sulfuric.

Olefinele pentru alchilare pot fi luate diferite. Cu toate acestea, cel mai eficient de etilenă agent de alchilare. Alchilarea propilenă și n-butenă dă rezultate bune în alchilarea izoamilene încep să fie format într-o cantitate mare de produse de alchilare distructive și olefine superioare în alchilarea acestor reacții încep să predomine.

De obicei, izobutan este alchilat cu n-butene, deoarece în care formează hidrocarburi izomere C8H18 (trimetilpentanii) la temperatura de fierbere a mai adecvat ca o componentă a carburanților. Hidrocarburi C8H18, dar celălalt tip (dimetil) se obțin în alchilarea izopentan cu propilenă, în plus, izopentan este o materie primă valoroasă pentru producerea izopren, deci este utilizat pentru alchilarea rar (adăugat uneori la izobutan).

Structura produselor formate în timpul alchilarea catalitică a izoparafinelor cu olefine, în mod tipic nu este în concordanță cu structura așteptată a materiilor prime. În reacția de n-butene cu izobutan, un amestec de 2,2,4-, și 2,3,3-2,3,4-trimetilpentan.

Motivul pentru nerespectarea structurii produselor este în caracteristicile mecanismului de reacție, procesul complicat de izomerizare. Mecanismul de alchilare cu catenă carboniu ion:

mici cantități de olefină (butenă-2) reacționează cu acidul proton;

apar carbocationului secundar format din n-butenă, mai puțin stabilă decât terțiară, prin care există schimb rapid al unui ion de hidrură cu izobutan;

tert-butilkation format reacționează în continuare cu carbocationului olefină încep să formeze o mai mare greutate moleculară;

rezultând carbocationului predispuse la rearanjamente intramoleculare, însoțite de migrarea hidrogen și grupări metil;

Aceste carbocationilor reacționează cu izobutan, producând astfel de hidrocarburi C8H18 tretbutilkation și furnizează fluxul de proces de ioni cu lanț

1. Condițiile reacției de alchilare în carbocationilor o parte formată din izoparafinelor, în prezența unui catalizator pierde un proton pentru a forma o olefină corespunzătoare, care interacționează cu noul carbocationului în mod obișnuit și formează o hidrocarbură saturată, adică izoparafine avtoalkilirovanie apare.

2. În cazul avtoalkilirovanie olefinei lipsă duce la un consum excesiv de izoparafinelor.

3. Izooktilkation, de asemenea, capabilă să reacționeze cu olefine. Astfel apar reacția de alchilare serie-paralel, și pentru a suprima formarea de hidrocarburi superioare, necesită un exces de izoparafinelor în ceea ce privește olefină.

4. Reacția avtoalkilirovaniya, în plus, distrugerea parțială a hidrocarburilor formate, care produc astfel de produse cu greutate moleculară mai mică de complicate. Această reacție contribuie la creșterea temperaturii.

5. O altă reacție secundară - o polimerizare a olefinelor cationic, care se obțin atunci când polimerii nesaturați cu greutate moleculară mică, unele înrăutățirea calității alchilatului și conduce la creșterea consumului de catalizator.

6. O parte a olefinelor reacționează cu acid sulfuric concentrat, cu eliberarea a două molecule de apă.

Fundamentarea condiții de alchilare cu acid sulfuric a izobutanului cu butenele:

Reacția de alchilare a izoparafinelor cu olefine este exotermă. La temperaturi sub 1000C, echilibrul deplasează spre dreapta, reacția este practic ireversibilă. Temperatura de alchilare este aleasă astfel încât maximul suprimat reacțiile secundare și degradarea polimerizării, dar a rămas viteză suficient de mare proces. În acest caz, temperatura se menține 5-130S.

Presiunea nu are un efect semnificativ asupra procesului de fază lichidă la temperatură scăzută. Este ales din motive tehnologice ceva mai mari decât presiunea hidrocarburilor procesate la o temperatură în reactor pentru a se asigura menținerea lor în faza lichidă. La scoaterea căldurii de reacție prin evaporarea unei părți a creșterii presiunii hidrocarburilor este imposibilă deoarece împiedică evaporarea. In alchilarea izobutanului cu butena menținut la o presiune de 0.35-0.4 MPa.

Concentrația de acid trebuie să fie de cel puțin 88-86%. în procedeul este diluat de compuși cu masa moleculară înaltă (esteri ai acidului sulfuric, hidrocarburi VM) și apă care provin din materia primă și eliberat ca urmare a unor reacții secundare. Prin urmare, acidul trebuie să fie consolidate.

Raportul de acid. hidrocarburi sprijin din 1. 1 la 2. 1.

Raportul dintre izobutan. ole fi luați de la 1 la 10. 4. 1. Cu cât concentrația de izobutan în materia primă, condițiile mai favorabile pentru apariția reacției de alchilare primară și suprimă polimerizarea și alte reacții adverse.

Particularitățile tehnologice ale procesului:

au nevoie pentru a crea un acid emulsie stabilă - hidrocarburi - necesară amestecare intensivă;

reacția are loc la temperaturi scăzute și exoterme - necesită transfer de căldură intensă și menținerea modului izoterm;

Utilizarea unui exces mare de piste izobutanul la o multitudine mare de circulație a masei de reacție și necesitatea de a separa și recupera izobutanul nereacționat;

în diluarea sulfurici - trebuie îndepărtată o parte din ea pentru a consolida și a adăuga proaspete.

trebuie să se afirme acid sulfuric și să se spele rămășițele sale din masa de reacție.

Etapele care alcătuiesc procesul de alchilare cu acid sulfuric:

pregătirea materiilor prime - curățarea impurităților din fluxurile de hidrocarburi (hidrogen sulfurat, mercaptani, apa) - alcaline și ape de spălare, uscare la apă, prin utilizarea adsorbanți.

prelucrarea amestecului de hidrocarburi care iese din reactoarele - apărând pe neutralizarea acidului a acidului rezidual cu o spălare alcalină, apă caldă

produse de fracționare - mai întâi în prima coloană sunt separate izobutan și propan din alte bunuri, și apoi separat de izobutan propan, n-butan este mai separat de alchilat.

sunt utilizate în reactoarele de alchilare, de diferite tipuri:

Capacitivi folosind circulație la distanță pompe pentru amestecul de reacție (din partea inferioară a plăcilor sau Șicanele aranjate pentru amestecare intensivă a componentelor);

Contactor cu dispozitive de circulație internă și elementele de răcire (verticale și orizontale - o trăsătură distinctivă a ultimei - răcire cu iesire flux de produs din reactor și injecție a materiei prime și acid administrat);