Alchilarea este introducerea unui substituent alchil în molecula unui compus organic. Agenţii de alchilare tipici sunt halogenuri de alchil , alchene , compuşi epoxidici , alcooli , mai rar aldehide , cetone , eteri , sulfuri , diazoalcani . Catalizatorii de alchilare sunt acizi minerali , acizi Lewis și zeoliți .
Alchilarea este utilizată pe scară largă în industria chimică și petrochimică .
Procesul de alchilare are ca scop obținerea componentelor benzinei de motor cu un octan ridicat din gaze de hidrocarburi nesaturate . Procesul se bazează pe reacția de a combina o alchenă și un alcan pentru a obține un alcan cu un număr de atomi de carbon egal cu suma atomilor de carbon din alchena și alcanul original. Deoarece alcanii cu o structură izo au cel mai mare număr octan , moleculele de materie primă trebuie să aibă și o structură izo. În rafinarea petrolului, cea mai utilizată materie primă pentru alchilare este fracția butan - butilenă (BBF), care se obține în procesul de cracare catalitică .
Compoziția tipică a BBF din instalația FCC .
| Componentă | Conținut, % gr. |
|---|---|
| propilenă | 0,5 |
| propan | 1.5 |
| n-butan | zece |
| i-butan | 35 |
| i-butilenă | 16 |
| n-butenă | 12 |
| t-butenă | paisprezece |
| z-butenă | zece |
| pentene | 0,3 |
| i-pentan | 0,6 |
| n-pentan | 0,1 |
Reacții principale :
Reacții adverse datorate impurităților de propilenă și butilenă normală
Modul de funcționare a reactorului
| Parametru | Sens |
|---|---|
| Temperatura, °C | 38 |
| Presiune, MPa | 0,6 - 1,0 |
| Raportul molar izobutan:butilene | 6 - 12 |
| Catalizator | Acid fluorhidric (HF) |
| Raportul de volum între y/w și acid fluorhidric | 0,7 - 1,5 |
| Timp de contact al materiei prime cu catalizatorul, min. | 20 -30 |
Cifra octanică a amestecului de produse de reacție (alchilat) este de aproximativ 95, o caracteristică importantă a egalității cifrelor octanice conform metodei motoare și trebuie remarcată cercetarea. Deci, de exemplu, produsul reformării catalitice (reformat) are un număr octanic de cercetare de 95 și un număr octanic motor de 85, în timp ce alchilatul are 95 și, respectiv, 92. Această împrejurare îl face cea mai valoroasă componentă a benzinelor comerciale. Cu toate acestea, costul său este, de asemenea, foarte mare. În plus, există un proces concurent pentru utilizarea BBF - producția de MTBE .
Materia prima pentru alchilare, fracția butan-butilenă (BBF), trebuie purificată din compușii sulfului, care sunt reprezentați în principal de mercaptani. Metoda de purificare a BBF din mercaptani constă în extracția alcalină a mercaptanilor din fracția de hidrocarburi și regenerarea ulterioară a alcalinei în prezența catalizatorilor omogene sau eterogene cu oxigen atmosferic cu eliberare de ulei disulfurat. Acest proces se numește Merox.