Отримання етилбензолу алкилированием бензолу етиленом - студопедія
Реакція переалкілірованія протікає в алкілаторе одночасно з алкилированием, то для спільного проведення цих процесів в алкілатор разом з бензолом і етиленом подається також фракція ДЕБов (пабів), виділена з реакційної маси при ректифікації.
Можна рекомендувати наступні умови ведення процесу:
- т. к. даний процес протікає в дифузійної області, необхідно використання барботера для збільшення поверхні розділу фаз;
- реакція протікає з виділенням тепла, отже, необхідно відводити тепло, що досягається випаровуванням бензолу;
- для більш глибокого перетворення етилену необхідно використовувати підвищений тиск;
- реакція алкілування є послідовною реакцією, тому для збільшення селективності необхідно підтримувати співвідношення бензол. етилен = 3. 1 моль;
- хлорид алюмінію є слабким каталізатором, тому слід готувати каталітичний комплекс заздалегідь.
Отримання етилбензолу здійснюється методом алкилирования бензолу етиленом. Процес алкілування бензолу етиленом - каталітичний, проходить при температурі в межах 125-138 0 С і тиску 0,13-0,25 МПа (1,3-2,5 кгс / см 2), з тепловим ефектом 108 кДж / моль.
Утворюється в процесі алкілування реакційна маса (алкілат) в середньому містить:
- 45-60% мас непрореагировавшего бензолу;
- 26-40% мас етилбензолу;
- 4-12% мас пабів (фракція ДЕБ).
Корозія в виробництві етилбензолу обумовлена характером застосовуваного для алкілування каталізатора хлористого алюмінію і ініціатора процесу - хлористого етилу.
Продукти алкилирования, в зв'язку з присутністю в них хлористого водню, мають яскраво виражені корозійними властивостями, які посилюються при температурі понад 70 0 С.
Електронна щільність підвищилася, щоб придушити реакцію треба вязть надлишок бензолу. Низька енергія активації (бензол + олефин), тому Р ↑ (див. На к-ть моль по реакції). Реакція екзотермічна.
При алкилировании аро-тичних сполук в присутності будь-яких каталізаторів відбувається послідовне заміщення атомів водню з про-разованием суміші продуктів різного ступеня алкілування. Етилування бензолу йде аж до отримання гексаалкілбензолов
Сама реакція алкілування САКТІ-ним комплексом хлориду алюмінію йде дуже швидко, сильно прискорюється при механічному перемішуванні або інтенсивному барботировании газоподібних олефінів через реакційну масу і протікає в дифузійної або близькою до неї області. Її швидкість підвищується при зростанні тиску, але мало залежить від температури, маючи низьку енергію активації. При цьому зберігається звичайна залежність в реакційної здатності олефінів - сильніша, ніж відмінність в їх розчинності. Мабуть, лимитирующей є стадія дифузії олефина че-рез прикордонну плівку каталітичного комплексу хлориду алюмінію, в якій протікають всі реакцій. На відміну від цього, переалкілірованіе йде значно повільніше і суще-ного прискорюється при підвищенні температури, так як має енергію активації
Реакція отримання діетілбензола (ДЕБ) є небажаною.
Повернення в реактор для реакції переалкілірованія:
Недолік: утворення величезної кількості стічних вод. Тому необхідно каталізатор замінити на цеоліт, і тоді процес буде Парофазний.
Головне застосування - це утворення стиролу, а також утворення гідроперекисів, яка при взаімодействік з пропиленом утворює окис і МФК.
Проведення процесу: Т = 125-138 0 С і Р = 0,13-0,25 МПа. екзо-
1. Суміш надходить в Р-1
2. Охолодження оборотної водою в Т-3
3. В О-1 відстій цірк.каткомплекса
4. в О-2 (кисла вода: алкілат = 2: 1)
5. В К-1 промивка водою
6. Нейтралізація NaOH в О-3
7. в К-2 промивка від лугу
8. в О-4 виходить алкілат і хім. забруднена вода
Класифікація контактних пристроїв. Гідродинамічні робочі режими насадок. Пристрій і принцип дії насадок колон, Плюси і мінуси. Вплив флегмового числа на показники ректифікації (чіткість поділу, розміри колони, витрати теплоносіїв, продуктивність колони).
У хімічній промисловості широко застосовуються насадок абсорбери. Це колони, на опорні решітки яких завантажується насадка (дрібні тіла різної форми). Грати - колосникові або плоскі перфоровані:
1 - опорна решітка, 2 - насадка, 3 - розподільник рідини, 4 - перераспределітель рідини.
Над шаром насадки - розподільник рідини (для рівномірного зрошення). Для зниження «пристінкового ефекту» (стікання рідини по периферії) шар насадки секціонуючою і використовують конусний фартух 4. Поглинання газу абсорбентом відбувається в основному на змоченою поверхні насадки.
Щільність зрошення - витрата абсорбенту через 1 м 2 поперечного перерізу шару насадки:.
Розрізняють чотири режими зустрічного руху рідини і газу в шарі насадки. При невеликих витратах газу і рідини спостерігається плівковий режим (А'А).
Залежність гідравлічного опору насадки від швидкості газу. 1 - неорошаемая насадка, 2 - зрошувана насадка.
У плівковому режимі кількість утримуваної насадкою рідини не заздрості від швидкості газу, але перепад тисків більше, ніж для незрошуваних насадки.
Другий режим - підвисання - починається в точці А - точка початку гальмування. Внаслідок гальмування рідини газовим потоком відбувається накопичення рідини в шарі насадки. При підвисань з'являються завихрення, бризки, інтенсифікують массообмен.
Точка В характеризується різким збільшенням # 8710; р: відбувається інверсія фаз. Газ барботують через суцільну рідку фазу, що заповнює весь вільний обсяг насадки. Це третій режим - захлебиванія. або барботажа. або емульгування. В цьому режимі - максимальна межфазная поверхню і найбільш інтенсивний Массообмен, тому що контакт - і на поверхні насадки, і на поверхні бульбашок. Подальше збільшення швидкості газу (після точки С) призводить до режиму виносу бризок рідини. Цей режим не застосовують. Нижче точки А - точки подвисания активна поверхня менше геометричній поверхні насадки, через застійних зон, а вище цієї точки вона навіть може перевершувати геометричну поверхню.
При підвищеному тиску доцільно працювати в режимах підвисання або барботажа, тому що # 8710; р не грає великої ролі.
При атмосферному тиску доводиться задовольнятися плівковим режимом.
Переваги насадок колон - простота пристрою і низький # 8710; р. Недоліки - складність тепловідведення і погана змочуваність при низькій щільності зрошення. Для проведення однакового процесу потрібні насадки колони більшого обсягу, ніж барботажні. Для забруднених рідин використовують абсорбери з «псвдоожіженним» шаром насадки.
Чим менше флегмовое число, тим менше зрошення і тим менша кількість рідини треба випарувати і меншу кількість пара треба скондесувати. Значить, при R = Rmin продуктивність колони максимальна, але якість поділу найгірше. При цьому діаметр колони при заданій швидкості рідкого потоку мінімальний. При R = ∞, тобто коли GD = 0, максимальна (при х = ХF). Робочі лінії збігаються з діагоналлю; висота колони теж мінімальна.
При цьому зрошення і діаметр колони максимальні, витрати теплоносіїв теж максимальні, продуктивність колони мінімальна, якість поділу найкраще. Колона працює на себе, без відбору дистиляту. Від флегмового числа залежать розміри і продуктивність колони і витрати теплоносіїв. Капітальні витрати визначаються розмірами апаратів, а експлуатаційні витрати - витратами теплоносіїв і розділяється суміші. Оптимальне флегмовое число відповідає мінімуму сумарних витрат на ректифікацію.