НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Реакции получения кумола в процессе Q-Max

Получение кумола из бензола и пропилена является по сути модифицированным процессом Фриделя - Крафтса, способным проходить со множеством различных кислотных катализаторов.

Химия процесса алкилирования и механизм реакции показаны на рисунке:

• олефин образует промежуточный ион карбония, котоырй воздействует на ароматическое ядро в механизме электрофильного замещения;
• углеродный атом пропилена согласно правила Марковникова поулчает двойную олефиновую связь;
• добавление алкильного заместителя к бензольному кольцу слабо подталкивает его к последующему алкилированию с получением диизопропилбензола (ДИПБ) и более тяжелого побочного алкилата.

Катализатор QZ-2000 действует на подобие сильной кислоты - активные участки кремнийалюминиевой каталитической структуры выступают для адсорбированного олефина донорами протонов. В силу того, что QZ-2000 является сильной кислотой, он может функционировать при достаточно низких температурах.

Низкое значение температуры реакции снижает скорость реакций, которые конкурируют с олигомеризацией олефина, что заключается в большей селективности по отношению к кумолу и снижает синтез высококипящих побочных продуктов.

Трансалкилирование диизопропилбензола

Трансалкилирование представляет собой ускоряемый кислой средой перенос изопропильной группы от молекулы диизопропилбензола к бензольной с получением двух молекул кумола.

Процесс Q-Max имеет в своём составе реакторную секцию алкилирования, в которой синтезируется около 85 - 95% масс. кумола и 5 - 15% масс. диизопропилбензола. После выделения товарного кумола посредством фракционирования диизопропилбензол вступает в реакцию с рецикловым бензолом при наилучших условиях с трансалкилированием и синтезом дополнительного количества кумола. При комбинированной работе реакторов алкилирования и трансалкилирования, дпозволяющей использовать все достоинства катализатора QZ-2000, отбор кумола повышается до 99,7% масс.

Побочные реакции при получения кумола в процессе Q-Max

Помимо основной реакции алкилирования бензола пропиленом, все кислотные катализаторы в большей или меньшей способствуют нежелательным побочным реакциям, к которым относятся:

• Олигомеризация олефинов. Модель реакии алкилирования на кислом катализаторе можно представить диффузией олефинов на насыщенные бензолом активные участки с последующими адсорбцией и реакцией. Возможной неелевой реакцией является присоединение к пропилену карбониевого иона с образованием олефина С₆, с возможностью продолжения реакции и образованием олефинов С₉, С₁₂ либо более высококипящих.

• Алкилирование бензола тяжелыми олефинами. После формирования тяжелых олефинов посредством механизма олигомеризации они способны реагировать с бензолом с получением гексилбензола и более высококипящих побочных алкилированных бензолов.

• Полиалкилирование. Введение изопропильной группы в бензольное кольцо с синтезом кумола слабо подталкивает кольцо к дальнейшему замещению, преимущественно в мета- и пара- позициях, с получением диизопропилбензола и более высококипящих алкилатов.

В процессе Q-Max механизм работы катализатора QZ-2000 и рабочие параметры, действуя комбинированно, позволяют минимизировать влияние подобных побочных реакций, давая в результате исключительно высокий отбор товарного кумола.