ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение изопропилбензола алкилированием бензола пропиленом из "Практикум по нефтехимическому синтезу Издание 2" Реакцию алкилирования бензола пропиленом используют в промышленностп для получення изопропилбензола (кумола), который является важным промежуточным продуктом нефтехимической промышленности Первоначально его применяли в качестве высокооктановой добавки к моторному топливу. Развитие нефтехимии открыло новые пути использования изопро-пилбензола. Дегидрированием из него получают а-метилстирол, широко применяемый в производстве синтетических каучуков и пластмасс окислением — гидропероксид кумола, из которого получают фенол и ацетон, применяемые в производстве различных синтетических продуктов. [c.79] СбНе-f СН2=СН-СНз - СвН -СН-СНз. [c.79] Реакция алкилирования бензола пропиленом в присутствии хлорида алюминия имеет ряд кинетических особенностей. Реакция протекает в трехфазной системе газ — жидкость — твердый катализатор, причем один из реагентов вводят в жидком виде, а другой — в виде газа. Но так как непосредственное превращение возможно только на поверхности диспергированного в жидкости катализатора, то газ, прежде чем прореагировать, должен раствориться в жидкости. Поэтому активной концентрацией газа является его концентрация в растворе, пропорциональная давлению газа. При достаточно интенсивном перемешивании и барботаже газа через реакционный объем можно считать, что концентрация газа в ходе всего опыта не меняется. Следовательно, изменение скорости реакции в ходе опыта определяется изменением концентраций жидких веществ. [c.80] обе стадии являются мономолекулярными. [c.80] Таким образом, если из эксперимента найдено время полупревращения вещества А и время максимального выхода промежуточного продукта В, то, используя приведенные соотношения, можно определить константы скорости перво й и второй стадий реакции (методику определения н кч см. в примере обработки экспериментальных данных). [c.80] При графическом изображении этого уравнения в виде зависимости IgA от Т получается прямая линия, которая отсекает по оси ординат отрезок, равный lg Л, а по тангенсу угла наклона прямой можно определить величину энергии активации (Е, кДж/моль). [c.81] При выполнении студентами данной работы в качестве учебной научно-исследовательской работы (УНИР) при изменении одного из условий реакции три и более раз рекомендуется обсчет экспериментальных данных проводить на ЭВМ (см. приложение, программу 2). [c.81] Цель работы — построение кинетических кривых изменения состава алкилата в зависимости от продолжительности реакции, определение констант скоростей первой k и второй стадий реакции, составление материального баланса опыта и определение конверсии пропилена при алкилировании бензола. [c.81] При проведении реакции алкилирования бензола пропиленом в качестве учебной научно-исследовательской работы (УНИР) студенты проводят расчет энергии активации. [c.81] Катализатор — хлорид алюминия ii.iii хлорид алюминия с добавками солей Na l или NaBr (0,1—2,0 моль на моль AI I3). [c.81] Реакцию алкилирования бензола пропиленом проводят на лабораторной установке, схема которой приведена на рис. 17, при температуре 25—60 °С. В реактор 7 загружают бензол (0,5 моль), катализатор (2—15 % масс, в расчете на бензол), добавляют 1—2 капли воды (для активации катализатора), включают электромотор 3 и мешалку 4 и термостат (на рисунке не показан). Когда температура реакционной смеси достигнет заданной (эту температуру поддерживают в течение всего опыта постоянной), начинают подавать пропиленсодержащий газ в реактор 7. [c.82] В пропиленсодержащем газе предварительно определяют методом ГЖХ содержание пропилена. Скорость подачи газа в реактор устанавливают по реометру (100—120 мл/ч) с учетом содержания в нем пропилена. Выходящий из реактора газ собирают в газометр и определяют содержание в нем пропилена методом ГЖХ. [c.82] Во время опыта отбирают через кран для отбора проб 6 из реактора пробы по 2,0—5,0 мл (в зависимости от загрузки бензола) через каждые 15 мин (всего 4 пробы). К отобранной пробе добавляют 3 мл воды для прекращения реакции и подкисленную соляной кислотой воду для разложения хлорида алюминия. После отделения водного слоя углеводородный слой промывают водой до нейтральной реакции (на конго), сушат над безводным хлоридом кальция, взвешивают и методом ГЖХ определяют содержание бензола, изопропилбензола, ди-, три- и полиизопропилбензолов. После окончания реакции, т. е. через 60 мин, прекращают подачу пропилена, выключают термостат и в реакционную смесь добавляют 5—10 мл воды для прекращения реакции. Реакционную массу обрабатывают, как указано выше. [c.82] Во время опыта ведут наблюдения за системой. Форма записи результатов наблюдений приведена в примере обработки экспериментальных результатов. [c.82] Содержание полиалкилбензолов определяют по суммарному содержанию ди- и триизопропилбензолов. [c.83] При Ттах = 45 мин В смеси содержится 0,516 моль бензола, 0,388 моль изопропилбензола и 0,096 моль полиалкилбензолов. Следовательно, выход изопропилбензола прн этом составит 0,388/(1,0—0,516) = 0,80 моль на 1 моль прореагировавшего бензола. [c.84] Находим время максимального выхода промежуточного продукта — изопропилбензола. [c.86] Для определения к удобно, задавшись несколькими значениями кз, близкими к 1, рассчитать Ттах по приведенному выше уравнению. Расчеты сводим в табл. 25. [c.86] Вернуться к основной статье