44
bütün yan reaksiyaları nəzərə almaqla alkilləşmə prosesinin tarazlıq halının
hesablanması çox mürəkkəb məsələdir.
Alkilləşmə prosesində katalizator kimi protonlu və aprotonlu turşulardan istifadə
olunur. Benzolun olefinlər və spirtlərlə alkilləşməsi zamanı katalizator kimi müxtəlif
metalların (AI, Fe, Zr, Ta, Ti, Cd, Be, Zn və sair.) hallogenidlərindən və protonlu
turşulardan geniş istifadə olunur. Bu halda protonlu turşuların aktivliyi
HF
>
H
2
SO
4
>
H
3
PO
4
sirası üzrə azalır. Katalizatorların aktivliyi, selektivliyi və
stabilliyi temperatur, təzyiq, alkilləşdirici agentlərin quruluş və təbiətindən asılıdır.
Alkilləşmə zamanı bərk və maye şəkilli katalizatorlardan istifadə oluna bilər. Bərk
heterogen katalizatorlardan istifadə olunması daha məqsədəuyğundur, çünki bu halda
reaksiya məhsullarını katalizator kompleksindən asanlıqla ayırmaq olur, bununla da
xammalın hazırlanmasına, reaksiya məhsullarının yuyulması və neytrallaşdırılmasına,
tullantı sularının təmizlənməsi və neytrallaşdırılmasına sərf olunan xərclər də azalır.
Digər tərəfdən də avadanlıq və aparatların korroziyası da xeyli azalır.
Son zamanlarda benzolun olefinlər və spirtlərlə alkilləşmə proseslərində
katalizator kimi ümumi formulu M
x/n
AI
x
Si
y
O
2(x+y)
⋅
zH
2
O (M- metal, n- oksidləşmə
dərəcəsi, x- AI atomlarının sayı, y –Si atomlarının sayı, z – su molekullarının sayı)
olan seolit katalizatorlarından istifadə olunur. Digər tərəfdən bu məqsədlə
yüksəkmolekullu matris və kationogen qruplardan (əsasən SO
3
H, COOH, PO
3
H
2
,
AsO
3
H
2
) təşkil olunan heteropoliturşulardan ibarət kationdəyişmə qətranlarından
(kationitlərdən) da istifadə cəhdləri edilir. Əksəriyyət hallarda polimer matrisa kimi
polistiroldan istifadə olunur ki, o da sulfolaşmaya məruz qala bilir.
Nəhayət, alkilləşmə prosesində ümumi formulu MR
n
(R – alkil qrupu) olan
metal üzvi katalizatorlar da istifadə edilir. Bu cür katalizatorlar adətən ağır metalların
duzları (məsalən, TiCI
3
və TiCI
4
) ilə kompleks şəklində istifadə olunur.
Trietilalüminium çox yüksək aktivliyə malik olan katalizatordur, lakin onun aktivliyi
hava və ya nəmliklə kontaktda olduqda kəskin azalır. Beləliklə, alkilləşmə
proseslərində tədqiq olunan çoxsaylı katalizatorlardan, ancaq müəyyən qismi, yüksək
45
effektivliyə malik olanları sənaye miqyasında geniş tətbiq olunurlar. Alkilləşmə
prosesində iondəyişmə qətranları və seolitlər ən perspektiv katalizatorlar hesab
olunurlar ki, bununla da ətraf mühitin çirklənməsilə baglı olan problemlər aradan
qaldırılır.
Dünyada ən iri, etilbenzola görə vahid gücü il ərzində 742 min tona bərabər olan
“Moncanto Lummus” (ABŞ) firmasının benzolun alkilləşdirilməsi qurğusu AICI
3
katalizatoru əsasında işləyir. Son dövrlərdə seolit katalizatorlarının iştirakı ilə
etilbenzolun istehsalını həyata keçirən “Mobil Badger” (ABŞ) firmasının prosesi
geniş yayılmışdır. Hal-hazırda bu texnologiya əsasında vahid gücü il ərzində 335 –
465 min tona çatan etilbenzolun sintezi ilə məşğul olan bir neçə iri qurğular işləyir.
Prosesi 370-500
0
C temperaturda, 1,4-2,8 MPa təzyiq altında aparırlar. Alkilləşmə
qovşağında ən azı 2 paralel reaktor quraşdırırlar ki, onun da birini dövrü olaraq
regenerasiyaya keçirirlər. Polialkilbenzolları yenidən alkilləşmə qovşagına qaytarırlar.
Bu prosesdə etilenin konversiyası 100 %, etilenə görə etilbenzolun çıxımı isə
≈
98%
olur. “Mobil Badger” (ABŞ) firmasının prosesi “Moncanto Lummus” firması ilə
rəqabət apara bilən yeganə üsuldur. Hər iki proses eyni iqtisadi effektivliyə malikdir.
Lakin AICI
3
katalizatoru əsasında işləyən texnologiya hələ də öz aktuallığını
itirməmişdir. Bu onunla əlaqədardır ki, AICI
3
əsasında hazırlanan katalizator
kompleksinin iştirakıilə həm alkilbenzolların izomerləşməsi və həm də
perealkilləşməsi baş verir. Odur ki, alkilləşmə prosesinin texnologiyasını müxtəlif
katalitik sistemlərin iştirakilə göstərəcəyik.
2.3.2. Alkilləşmə prosesinin nəzəri əsasları
Etilbenzol və izopropilbenzol istehsalı prosesində alkilləşdirici agent kimi
olefinlər və onların karbohidrogen fraksiyasından istifadə edirlər (əsasən etilen və
propilen). Əgər alkilləşdirici agent kimi olefinlərdən istifadə olunarsa, onda
katalizator kimi protonlu və Lyuis turşuları tətbiq edilir. Bu halda tərkiblərində olan
iki qat rabitənin p-elektronları hesabına asanlıqla polyarlaşdıqlarına və turşularla təsiri
46
zamanı
π−
və ya
σ−
kompleksi əmələ gətirmə qabiliyyətlərinə malik olduqlarına görə
doymamış karbohidrogenlərə (olefinlərə) həm də Lyuis əsasları kimi baxmaq olar.
Bu komplekslər olefinlərin tərkibində olan 2 qat rabitələrin və ya aromatik
birləşmələrin protonlarla və ya digər müsbət yüklü hissəciklərə təsirindən yaranır.
X
+
X
+
X
+
>
C
=
C
<
>
C
=
C
<
>
C
+
=
C
<
X ... (2.9)
...(2.10)
π
-kompleks
σ
-kompleks
π
- və
σ
-
komplekslərinin əmələ gəlməsi reaksiya qarışığında mövcud olan HCI və
H
2
O tipli promotorlardan asılıdır, belə ki , təmiz olefinlər MX
3
tərkibli susuz metal
halogenidlərlə reaksiyaya girmirlər.
AICI
3
+
HCI H
+
[
AICI
4
]
−
[
C
3
H
7
]
+
[
AICI
4
]
−
...( 2.11 )
AICI
3
+
H
2
O H
+
[
AICI
3
OH
]
−
[
C
3
H
7
]
+
[
AICI
3
OH
]
−
...(2.12)
I II
Birinci tip komplekslər fərziyyəyə əsaslanır, lakin onun duzları kifayət qədər
möhkəmdir. Hal-hazırda hesab edilir ki,
π
- və
σ
-
komplekslər qarşılıqlı olaraq bir
birlərinə keçmə qabiliyyətinə malikdirlər və bəzi fərziyyələrə görə
σ
-
komplekslərinin yaranmasında intermediantlar mühüm rol oynayırlar. Olefinlərin
X
+
X
+
X
+
+
H
X
C
3
H
6
C
3
H
6
Dostları ilə paylaş: |