ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сообщение II. Алкилирование этилбензола пропиленом из "Кинетика и катализ Вып 69" Изучение реакций алкилирования гомологов бензола олефинами в присутствии алюмосиликатного катализатора представляет практический интерес, так как продукты алкилирования являются ценным сырьем для производства синтетических материалов [1—3]. [c.5] Проведение процессов алкилирования в присутствии алюмосиликатных катализаторов имеет ряд технологических и экономических преимуществ по сравнению с процессами, внедренными в промышленность. Производство больших количеств этилбензола с использованием в качестве катализатора алюмосиликатов показало удобство этого метода [4, 5]. [c.5] Изучение кинетики реакций алкилирования гомологов бензола необходимо также для выяснения механизма реакций алкилирования в присутствии алюмосиликатных катализаторов. Между тем, несмотря на значительное количество работ по алкилированию бензола и его гомологов олефинами в присутствии алюмосиликатов, эти реакции изучены недостаточно. Так, например, имеется очень мало сведений об изменении изомерного состава алкилпроизводных бензола, получено недостаточное количество кинетических данных, остается нерешенным вопрос о механизме реакций алкилирования и природе активного центра алюмосиликатного катализатора, катализирующего реакцию алкилирования. [c.5] В связи с этим нами была изучена кинетика реакции алкилирования толуола этиленом в присутствии алюмосиликатных катализаторов [6, 7], исследовано влияние состава алюмосиликатного катализатора на кинетику реакции алкилирования толуола пропиленом [8], изучено влияние координационного числа иона алюминия на активность алюмосиликатных катализаторов в реакции алкилирования толуола пропиленом [9]. [c.5] В настоящей и последующих статьях нами приводятся результаты исследования кинетики реакций алкилирования толуола, этилбензола 110] и кумола [11] пропиленом в присутствии алюмосиликатных катализаторов. Сопоставление кинетических закономерностей этих реакций позволит выявить влияние строения алкильного заместителя в алкилируемом гомологе бензола на кинетические параметры процесса и изомерный состав алкилбензолов. [c.5] Повглшение давления особенно заметно сказывается на выходе продуктов алк11лир0вания в области от 10 до 15 ат. Что касается объемной скорости подачи сырья, то наибольший выход цимолов получен при объемных скоростях 0,4—0,6 см см -ч) [17]. Степень превращения пропилена в цимолы значительно возрастает при увеличении молярного отношения толуол пропилен от 1 1 до 6 1 [18]. [c.6] Кинетика алкилирования толуола пропиленом исследовалась в работе [18]. Было л становлено, что процесс алкилирования толуола пропнлоном на алюмосиликатном катализаторе при атмосферном давлении может быть описан уравнением, выведенным для необратимой параллельно-последовательной реакции второго порядка, протекающей в газовой фазе. Сидоровым [19] была показана применимость этого уравнения для описания кинетики алкилирования толуола пропиленом над алюмосиликатным катализатором при повышенном давлении. [c.6] Изомерный состав и изменение изомерного состава цимолов в зависимости от различных факторов изучены недостаточно, и, как видно из табл. 1, результаты часто противоречивы между собой. [c.6] Ряд авторов [12, 14, 19] считает, что состав диалкилбензолов в значительной степени определяется протеканием наряду с основной реакцией процессов изомеризации, дисмутации и деалкилпро-ванпя цимолов. [c.7] Методика проведения эксперимента, качество исходных веществ, условия хроматографического анализа катализатов приведены в нашей работе [18], схема проточной установки описана в работе [22], состав и структура катализатора приведены в работе [6]. [c.7] В реактор загружалось 100 см алюмосиликатного катализатора. Условия проведения экспериментов были следующие атмосферное давление, область температур 200—260° С, интервал объемных скоростей 0,2—1,5 сл1 /(сл -ч), молярное отношение толу ол пропилен от 2,5 1 до 3,5 1. [c.7] Кинетические исследования проводились при температурах 220, 240 и 260° С. Зависимость выхода моно- п диалкилпроизводных толуола от объемной скорости подачи толуола в реактор представлена на рис. 1, из которого видно, что с ростом температуры выход цимолов растет, а выход диизопронплтолуолов несколько снижается. Это согласуется с имеющимися термодинамическими и экспериментальными данными [18]. [c.7] Интерес представляет максимум на кривых выхода моно- и диизо-пропилтолуолов. Такой максимум наблюдался при алкилировапни бензола пропиленом [23], толуола пропиленом [17], а также при алки-лировании бензола и его замещенных различными спиртами [24—27]. [c.7] В работах [23—27] появление максимл ма связывают с последовательно-параллельной схемой процесса алкилирования и параллельно протекающими реакциями деалкилирования и дисмутации, заметно проявляющимися при небольших объемных скоростях подачи толуола. [c.7] Можно отметить также, что при малых объемных скоростях подачи сырья, а следовательно, при небольшом расходе исходных веществ значительная доля пропилена рас-ход5 ется на образование кокса и полимеризацию и меньшая доля пропилена остается для алкилирования толуола. Это приводит к снижению конверсии пропилена по направлению образования алкилтолуолов. [c.8] При больших объемных скоростях подачи толуола в реактор доля пропилена, превращающегося в кокс , но отношению к исходному количеству пропилена и продуктам алкилирования уменьшается, и несмотря на снижение времени контакта конверсия пропилена в продукты алкилирования растет. Наконец, при дальнейшем воличении объемных скоростей конверсия пропилена уже снижается за счет значительного уменьшения времени контакта реакционной смеси с катализатором. [c.8] Нами было изучено с этой целью изменение состава катализата в ходе одночасового опыта прп температурах 220, 240 и 260° С и при подаче сырья в реактор с различными объемными скоростями (рис. 2, 3). В этих опытах катализат отбирали в три приемника через каждые 20 мин. На рис. 2 и 3 приведены данные только для опытов при температурах 220 и 260° С. Подобный же вид имеют кривые состава катализата и для опыта при 240° С. [c.9] Вернуться к основной статье