НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Механизм реакции HF-алкилирования

Алкилирование - один из типичных примеров реакций, основанных на механизме карбениевого иона. Эти реакции состоят из стадий инициирования, развития, а также (в ряде случаев) изомеризации. Кроме того, есть возможность протекания стадий полимеризации и крекинга, являющихся нежелательными побочными реакциями.

Механизм реакции HF-алкилирования на стадии инициирования

На стадии инициирования происходит образование третичных бутилкатионов, продолжающих затем реакцию алкилирования.

Механизм реакции HF-алкилирования на стадии развития

Реакции развития затрагивают третичные бутилкатионы, которые вступают в реакцию с олефином с формированием большего по размеру карбениевого иона, отнимающего затем гидрид у молекулы изобутана. При отрыве гидрида формируется изопарафин и новый третичный бутилкатион, который продолжает реакционную цепь.

Механизм реакции HF-алкилирования на стадии изомеризации

Изомеризация играет значимую роль для достижения высокого октанового числа из сырья богатого бутеном-1. Изомеризации бутена-1 благоприятствует достижению термодинамического равновесия. Изомеризация бутена-1 до бутена-2 понижает процент выхода диметилгексанов (октановое число исследовательским методом от 55 до 76) и повышает долю выхода триметилпентанов. Большое количество современных установок HF-алкилирования, особенно перерабатывающих только бутилены, имеют в свойм составе секции (блоки) предварительной изомеризации бутена-1 до бутена-2.

Уравнения ниже являются примером вариативного множества реакций, которые участвуют в изомеризации карбениевых ионов.

Механизм других реакции HF-алкилирования

Реакция полимеризации приводит к формированию высококипящих за счёт правильного подбора параметров процесса.

Крупные полимерные катионы склонны к реакциям крекинга или диспропорционирования, в резульате которых образуются фрагменты с разной молекулярной массой. Эти фрагменты подлежат дальнейшему алкилированию.

Реакция переноса водорода имеет самый выраженный характер при реакции с пропиленовым сырьём. Реакция имеет продолжение также через механизм карбениевого иона. Первоначально пропилен вступает в реакцию с изобутаном, образуя бутилен и пропан. Далее бутилен вступает в реакцию с изобутаном с получением триметилпентана.

Суммарная реакция демонстрируемая уравнением (г) является желательной, если рассматривать вопрос с точки зрения октанового числа, поскольку триметилпентан характеризуется более высоким октановым числом, чем диметилпентан, который обычно образуется из пропилена. Но для получения молекулы триметилпентана необходимы две молекулы изобутана, поэтому с точки зрения экономики эта реакция является нежелательной, так как снижает выработку целевого продукта.