Алкилирование — введение алкильного заместителя в молекулу органического соединения. Типичными алкилирующими агентами являются алкилгалогениды, алкены, эпоксисоединения, спирты, реже альдегиды, кетоны, эфиры, сульфиды, диазоалканы. Катализаторами алкилирования являются минеральные кислоты, кислоты Льюиса, а также цеолиты.
Алкилирование широко применяется в химической и нефтехимической промышленности.
Алкилирование в нефтепереработке Процесс алкилирования направлен на получение высокооктановых компонентов автомобильного бензина из непредельных углеводородных газов. В основе процесса лежит реакция соединения алкена и алкана с получением алкана с числом атомов углерода, равным сумме атомов углерода в исходном алкене и алкане. Поскольку наибольшим октановым числом обладают молекулы алканов с изо-строением, то молекулы исходного сырья тоже должны иметь изо-строение. В нефтепереработке наибольшее распространение получило сырье алкилирования бутан-бутиленовая фракция (ББФ), которая получается в процессе каталитического крекинга.
Типовой состав ББФ с установки FCC. Компонент Содержание, % масс. пропилен 0,5 пропан 1,5 n-бутан 10 i-бутан 35 i-бутилен 16 n-бутен 12 t-бутен 14 z-бутен 10 пентен 0,3 i-пентан 0,6 n-пентан 0,1
Основные реакции:
изо-бутан + 1-бутилен = изо-октан (2,2,4-триметилпентан) (Октановое число — 100 ед.) изо-бутан + бутилен-2 = изо-октан (2,3,3-триметилпентан) (ОЧМ < 100) изо-бутан + изо-бутилен = изо-октан (2,3,4-триметилпентан) (ОЧМ<100)
Побочные реакции из-за примесей пропилена и нормального бутилена
изо-бутан + пропилен = изо-гептан (2,2-диметилпентан) (ОЧМ<<100)
Режим работы реактора Параметр Значение Температура, °C 38 Давление, МПа 0,6 — 1,0 Мольное соотношение изобутан:бутилены 6 — 12 Катализатор Плавиковая кислота (HF) Объемное соотношение между у/в и фторводородной кислотой 0,7 — 1,5 Время контакта сырья с катализатором, мин. 20 −30
Октановое число смеси продуктов реакции (алкилат) около 95, следует отметить важную особенность равенства октановых чисел по моторному методу и исследовательскому. Так, например, продукт каталитического риформинга (риформат) имеет исследовательское октановое число 95 и моторное 85, в то время как алкилат 95 и 92 соответственно. Это обстоятельство делает его наиболее ценным компонентом товарных бензинов. Однако его себестоимость так же очень велика. К тому же есть конкурирующий процесс использования ББФ — производство МТБЭ.
Подготовка сырья алкилирования
Сырье алкилирования — бутан-бутиленовую фракцию (ББФ) необходимо очищать от сернистых соединений, которые в основном представлены меркаптанами. Метод очистки ББФ от меркаптанов заключается в щелочной экстракции меркаптанов из углеводородной фракции и последующей регенерации щелочи в присутствии гомогенных или гетерогенных катализаторов кислородом воздуха с выделением дисульфидного масла. Данный процесс называется Merox.
См. также Реакция Фриделя — Крафтса Метилирование Этилирование
Категория:Алкилы Категория:Нефтехимия