51
4) Reaksiyanın məqsədli məhsulunun izomerləşməsi nəticəsində yan məhsullara
çevrilməsi reaksiyanın selektivliyini aşağı salır.
Bu və digər səbəbləri həm katalizatorun, prosesin və reaksiyanın aparılma
şə
raitinin seçilməsində, həm də prosesin idarə olunması zamanı mütləq nəzərə almaq
lazımdır. İndi isə yuxarıda göstərilən səbəblərin alkilləşmə prosesinə təsirini nəzərdən
keçirək.
Alkilləşmə prosesinə əks təsir göstərən qatışıqlara asetilen, butadien-1,3, CO,
CO
2
, asetaldehid, efirlər və başqaları aid edilə bilər. Bunların hər biri məqsədli
məhsul çıxımının azalmasına müxtəlif cür təsir edir. Məsələn, asetilen və butadien-1,3
turş katalizatorların iştirakında polimerləşərək qətranabənzər maddələr əmələ
gətirirlər ki, bunun da nəticəsində katalizatorun tıxanması və dezaktivləşməsi baş
verir. Katalizatoru həm də olefinlərdən çətin ayrıla bilən karbon oksidi (CO) də
zəhərləyə
bilər.
Karbohidrogen
qazlarının
tərkibində
oksigenin
olması
polialkilbenzolların çıxımının kəskin artmasına və katalizator kompleksi aktivliyinin
nəzərə çarpacaq dərəcədə dəyişməsinə səbəb olur. Bu əsas reaksiyanın istiqamətini
dəyişə bilən kation-radikallarının əmələ gəlməsi hesabına baş verir. Aldehid və efirlər
də katalizatorun dezaktivləşməsinə və həm də polialkilbenzolların çıxımının
artmasına səbəb olur. Beləliklə, ilkiн xammalın əlavə olaraq göstərilən qatışıqlardan
təmizlənməsi zəruridir.
Benzolun və alkilləşdirici agentin tərkibində nəmliyin olması AICI
3
-un
dönməyən dezaktivləşməsinə, yəni AI(OH)
3
-ə çevrilməsinə səbəb olur. Bu səbəbdən
də ilkin xammalı dərin qurutmaya düçar etmək vacibdir. Bundan başqa, benzolu
tiofendən və digər kükürdlü birləşmələrdən də təmizləmək lazımdır, çünki bu cür
maddələrin olması katalizatorun aktivliyini azaltmaqla yanaşı, həm də məqsədli
məhsulu çirkləndirən qətranabənzər maddələrin əmələ gəlməsinə imkan yaradır.
Nəhayət, alkilatın tərkibində qatışıqların qatılığının artması həm də reagentlər
nisbətinin dəyişməsi, temperaturun, katalizator qatılığının və kontakt müddətinin
artırılması, qarışdırmanın pisləşməsi nəticəsində müşahidə olunur. Düzdür, bu
52
parametrlərin təsiri müxtəlifdir. Məsələn, AICI
3
iştirakı ilə benzolun etilen və
propilen ilə alkilləşməsi zamanı yan məhsulların çıxımı temperaturdan çox
katalizatorun qatılığından asılıdır. Deməli, prosesi yüksək temperaturda və az miqdar
aktiv katalizator iştirakı ilə aparmaq daha yaxşı nəticə verə bilər. Adətən, prosesi
aparmaq üçün optimal şərait seçilir və onu qurğunun bütün iş dövrü ərzində tələb
olunan səviyyədə saxlayırlar. Digər tərəfdən, kompleksi əmələ gətirmək üçün ilkin
xammalın tərkibində hidrogen xlorid iştirak etməlidir (1,0 mol AICI
3
-ə 0,5 mol HCI).
Onu xammala müvafiq miqdarda alkilxlorid əlavə etməklə əldə etmək olar.
Alkilxlorid benzolla təsirdə olub alkilbenzol və HCI əmələ gətirir. Hidrogen xloridi
həm də AICI
3
-ün bir hissəsini su ilə parçalamaqla almaq olar.
Benzolun olefinlərlə alkilləşməsi prosesi həm buxar, həm də maye fazada aparıla
bilər. Alkilləşmə prosesində turşu tipli katalizatorlardan istifadə olunur (AICI
3
,
H
2
SO
4
, susuz HF, BF
3
, daşıyıcı üzərinə hopdurulmuş ortofosfat turşusu,
alümosilikatlar, seolitlər, iondəyişmə qətranları). Ən perspektiv katalizatorlar
seolitlər və iondəyişmə qətranları hesab olunur, çünki bu halda ətraf mühitin
çirklənməsi problemi aradan qaldırılmış olur .
2.3.3. Benzolun olefinlərlə alkilləşmə prosesinin texnologiyası
Son illərdə “Mobil-Badger” (ABŞ) firmasının seolit əsaslı katalizatorlarla işləyən
alkilləşmə prosesləri uzvi sintez sənayesində geniş yayılmışdır . Bu texnologiya
fəaliyyət göstərən və etilbenzola görə vahid gücü il ərzində 335- 465 min ton olan bir
neçə iri qurğularda tətbiq olunmuşdur. Proses 370-500
0
C temperaturda və 1,4
−
2,8
MPa təzyiq altında həyata keçirilir. Bu texnologiyada proses zamanı alınan
polialkilbenzollar alkilləşmə qovşaьına qaytarılır. Etilenin konversiyası 100%,
etilenə görə hesabladıqda etilbenzolun çıxımı
≈
98 % təşkil edir.
Lakin bununla belə AICI
3
əsasında hazırlanan katalizator kompleksinin iştirakı
ilə aparılan alkilləşmə texnologiyası da öz aktuallığını itirməmişdir. Bu onunla
ə
laqədardır ki, AICI
3
əsasında hazırlanan katalizator kompleksinin iştirakı ilə həm
53
alkilbenzolların izomerləşməsi həm də dialkilbenzolların perealkilləşməsi baş verir.
Ona görə də alkilləşmə prosesinin texnologiyasını müxtəlif katalitik sistemlərin
istifadə olunması hallarında nəzərdən keçirəcəyik .
2.3.4. AICI
3
iştirakı ilə etilbenzol və izopropilbenzol istehsalı
Alkilləşmə prosesi üçün ilkin xammal (benzol və olefinlər) müxtəlif
qatışıqlardan və o cümlədən də sudan təmizlənməlidir. Əks halda nəmliyin olması
AICI
3
−
ü hidrolizə uğradaraq HCI əmələ gətirər. Həm təmizləmə həm də qurutma
prosesləri xeyli miqdarda enerji sərfi tələb edir. Bununla bağlı olaraq daha çox ilkin
xammalların ancaq 0,002
÷
0,005%-ə qədər heteroazeotrop qurudulması həyata
keçirilir. Digər tərəfdən AICI
3
−
ün vacib aktivliyi ancaq katalizator kompleksinin
ə
mələ gəlməsi üçün tələb olunan HCI iştirakı ilə əldə olunur. Bir qayda olaraq,
kompleksin əmələ gəlməsi üçün alkilxloridlərdən ( məsələn, C
2
H
5
CI ) istifadə olunur.
Susuz HCI-dan da istifadə etmək olar (əgər istehsalatda ondan varsa), lakin onun
miqdarını reaksiya kütləsində tənzim etmək çətin olur.
HCI olduqda katalizator kompleksi mərkəzləşdirilmiş qaydada AI
tullantılarından aşağıdakı reaksiya üzrə hazırlanır:
2 AI + 6 ArH + HCI
→
(ArH)
6
⋅
AICI
3
⋅
HCI ... (2.23)
Ə
ks halda katalizator kompleksinin hazırlanmasında ilkin xammal kimi AICI
3
–dən
istifadə edirlər. AICI
3
əsasında hazırlanmış katalizator kompleksinin iştirakı ilə
benzolun etilenlə alkilləşmə prosesi maye fazada istiliyin ayrılmasıyla gedir. AICI
3
ə
sasında hazırlanmış katalizator kompleksinin iştirakı ilə etilbenzolun (və ya
izopropilbenzolun) istehsalı prosesinin texnoloji sxemi səkil 2.3 – dя verilmişdir.
Ilkiн benzol susuzlaşdırıldıqdan sonra qurudularaq bir hissəsi katalizatoru
hazırlayan reaktora, qalan hissəsi işə reagent kimi 5 reaktoruna verilir. Katalizator
kompleksi qarışdırıcı ilə təchiz olunan 1 reaktorunda hazırlanır . Bunun üçün 1
reaktoruna benzol, AICI
3
, etilen xlorid və həmçinin də polialkilbenzollar verilir.
Dostları ilə paylaş: |