Введение к работе
Актуальность работы. Процесс алкилировакия бензола этиленом является одним из крупнотоннажных процессов для синтеза полупродукта произьодстьа мономера каучука - стирола. Эту реакция проводят и трехфазной системе, и которой жидкой фазой являются продукты реакции, бензол и каталитический комплекс, а и пароьой фазе - этилен и некоторая часть реакционной смеси -- бензол, этиленбензол. В качестве катализатора применяют {омплекс хлористого алюминия с ароматическими углеводородами.
В такой системе торможение процесса определяется сге-іенью дисперности реакционной смеси, которая создастся при дис-юргировании жидкого катализатора и жидкой реакционной смеси.
Алкилирование бензола этиленом в присутствии комплекса лористого алюминия с полиэтилбенэолом обладает как положи-ельными сторонами (высокая скорость .реакции, циркуляция ката-лзаторного комплекса, неьысокие температура и давление про-;сса), так и отрицательными сторонами (большой расход хлорис->го алюминия, коррозия аппаратуры, невозможность регенерации італизатора и накопление побочных високотоксичних продуктов [дролиза комплекса на установке, ухудшение экологии окружаю-й установку среды).
Этилбензол после дегидрирования превращается ь стирол, ко-рый является мономером для синтеза полистирола или при сопо-иеризации с бутадиеном получают каучук типа буна- S . lio-эбление полистирола и сополимеров стирола растет из года в ;. Поэтому должно расти и производство этилбекзола.
Для интесификации процесса алкилирования бензола этиленом но идти по следующим направлениям:
подбирать новые катализаторы или композиции катализаторов;
подбирать промоторы катализаторов и молекул реакционной смеси;
создавать математическую модель процесса алкилирования с целью оптимального управления работой установки. Наиболее эффективным в улучшении технологии алкилирования бензола этиленом является создание новых более активных и селективных катализаторов с целью замены ими хлористого алюминия, фи этом необходимо принимать во внимание трудности с внедрением новой технологии и созданием для этих целей установок новой конструкции. При создании новых катализаторов можно ими полностью заменить комплекс хлористого алюминия или готовить уже новые композиции комплекса с добавками, обладающими высокими каталитическими и селективными свойствами. Примером таких добавок являются алкилхлорспланы и металлоорганосилоксаны.
Цель диссертации - проведение исследовательской работы для решения следующих задач:
подбор новых катализаторов для процесса алкилирования бензола этиленом на основе металлоорганосилоксанов и метил-хлорсиланов;
подбор каталитически активных композиций в смеси комплекса хлористого алюминия с шлиэтилбензолами, алюмофенилсило-ксанами и метилхлорсиланом;
выявление условий проведения процесса алкилирования бензола этиленом с варьированием температуры, давления, соотношения бензол:этилен, бензол:катализатор и времени контакта реакционной смеси с катализатором;
изучение кинетики процесса алкилирования бензола этиленом с целью математического описания процесса;
расчет кинетических параметров процесса.
Научная новизна работы. Нами впервые изучен процесс алкилирования бензола этиленом в присутствии новых катализаторов типа диметилдихлорсилана, алюмофенилсилоксана и их смесей с комплексом хлористого алюминия с этилбензолом.
Изучены закономерности процесса алкилирования бензола этиленом и установлено влияние природы и концентрации ката-лизаторор на выходи этилбензола и соотношение этилбензола к полиэ тилбенз олам.
Для смеси бензола и этилбензола с диметилдихлорсиланом сняты ИК- и Уа-спектры, получены кривые разгонки смесей бензол+ + Д..1ДХС, этилбензол + Д.ЩХС, бензол + этилбензол + алюмофенил- силоксан.
Сняты ЭПР-спектры для смесей бензол + ДИДХС, бензол + + аяшофенилснлок'. АЛ.
Рассчитаны кинетические параметры для новых каталитических систем.
Практическая ценность работы. Практическое значение работы заключается в том, что нами созданы новые катализаторы и их композиции, обладающие высокой каталитической активностью и которые можно применять эффективно для процесса алкилирования бензола этиленом, композиции хлористого алюминия с диметилдихлорсиланом или алюмофенилсилоксаном. Разработанная математическая модель процесса алкилирования удобна для упрапления, а также для формулировки механизма процесса.
На основе проведенных исследований можно отметить следующие важные результаты алкилирования бензола этиленом:
процесс алкилирования бензола этиленом в присутствии диметилдихлорсилана проходит с выходом до 24 мае. % этилбензола;
в присутствии композиций комплекса хлористого алюминия с полиэтилбензолом и диметилцихлорсиланом выход этилбензола достигает 24-26 мае. %\
композиция хлористого алюминия с полиэтилбензолами и алюмофенилсилоксанами обеспечивает выход этилбензола до 24 мас.%.
Объем работы. Диссертация изложена на 162 страницах машинописного текста, состоит из 12 глав, включающих 31 таблицу и 22 рисунка, выводов и списка литературы.
