Transalkylace - Transalkylation

Transalkylace je chemická reakce zahrnující přenos alkylová skupina od jednoho organická sloučenina jinému. Reakce se používá pro přenos methylových a ethylových skupin mezi benzen prsteny. Toto má zvláštní význam v petrochemický průmysl[1] vyrábět p-xylen, styren,[2] a další aromatické sloučeniny. Motivace pro použití transalkylačních reakcí je založena na rozdílech ve výrobě a poptávce po benzenu, toluenu a xylenech. Transalkylací lze přeměnit toluen, který se nadprodukuje, na benzen a xylen, které se produkují nedostatečně.[3] Zeolity se často používají jako katalyzátory při transalkylačních reakcích.[4]

Nepřiměřenost

Reakce toluenu za vzniku benzenu a xylenu

Transalkylace, jak se používá v petrochemickém průmyslu, se často používá k přeměně toluenu na benzen a xyleny. Toho je dosaženo prostřednictvím a nepřiměřenost reakce toluenu, při které jedna molekula toluenu přenáší svou methylovou skupinu na jinou. Reakce není selektivní a produkovaný xylen může být ortho, meta nebo para. Existuje vyšší poptávka po para xylenu, takže se často oddělí a směs se nechá znovu ekvilibrovat, aby se získalo více para produktu.[3]

Diethylbenzeny

Diethylbenzeny vznikají jako vedlejší produkty alkylace benzenu ethylenem, která se provádí ve velmi velkém měřítku. Jelikož existuje pouze omezený trh s diethylbenzenem, jeho velká část se recykluje transalkylací za vzniku ethylbenzenu:[1]

C6H4(C2H5)2 + C.6H6 → 2 ° C6H5C2H5

M / R poměr

Transalkylace toluenu a trimethylbenzen k výrobě xylenu. V tomto příkladu je poměr M / R 2.

Tento typ reakce lze také provést s toluenem a trimethylbenzen k výrobě xylenu. Reakce probíhá prostřednictvím rovnováhy, takže produkt není čistý xylen. Mnoho produktů se vyrábí s různým počtem methylových skupin. Množství, ve kterém je každý produkt vyroben, závisí na M / R poměr. Toto je poměr počtu methylových skupin k počtu benzenových kruhů ve všech substrátech. Například při disproporcionaci toluenu je poměr M / R 1. Vedlejší reakce, při kterých se produkují alkany, snižují počet dostupných methylových skupin, což snižuje poměr M / R. To lze zmírnit přidáním sloučenin s vyšším počtem methylových skupin, jako je trimethylbenzen. Poměr vyráběných produktů závisí pouze na poměru M / R, takže různé výchozí materiály mohou produkovat stejné sloučeniny transalkylací.[3]

Zeolitové katalyzátory

Transalkylační reakce šesti až deseti uhlíkových methylovaných aromátů se často provádějí s proudem plynného vodíku na pevném katalyzátoru na bázi zeolitu. Průmyslové procesy provozují transalkylační reaktor při zvýšené teplotě a tlaku, aby se dosáhlo požadované ekonomiky procesu. Zeolity jsou mikrokrystalické pevné látky složené z čtyřboké AlO
4 a SiO
4 stavební bloky. Tyto krystaly jsou porézní povahy s charakteristickými mikropórovými kanály, dutinami. Zeolit ​​je známý jako jedna třída molekulárního síta, protože jeho kanálkové otvory jsou často mezi 0,4 až 1,5 nanometry, což je dost na to, aby molekuly mohly projít. Aromatické molekuly vstupují a vystupují z těchto kanálů různou rychlostí, nazývanou také difúze. Kromě účinku molekulárního třídění mají zeolity slabě vázané protony pocházející z jeho chemického složení. Jedná se o chemicky aktivní centra pro kyselinou katalyzovanou transalkylační reakci.

Zeolity různých velikostí se používají k provádění transalkylace na různých substrátech. Například zeolity s velikostí pórů 5,5 Á jsou vhodné pro transalkylace benzenu, toluenu, xylenů a trimethylbenzenů.[3]

Viz také

Reference

  1. ^ A b Karl Griesbaum, Arno Behr, Dieter Biedenkapp, Heinz-Werner Voges, Dorothea Garbe, Christian Paetz, Gerd Collin, Dieter Mayer, Hartmut Höke „Uhlovodíky“ v Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002 Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002 / 14356007.a13_227
  2. ^ Proces styrenu s recyklací z dehydrogenační zóny Archivováno 2012-03-20 na Wayback Machine
  3. ^ A b C d Tsai, Tseng-Chang „Neproporcionace a transalkylace alkylbenzenů na zeolitové katalyzátory“. Elsevier Science, 1999
  4. ^ Americká přihláška 20100022814 Goncalvez De Almeida; Jose Luis & Berna Tejero et al., „Catalytic transalkylation of dialkyl benzenes“, publikováno 28. 1. 2010, přiřazeno Petroquimica Espanola, S.A. Petresa 
  5. ^ Ach, S.H .; Seong, K.H .; Kim, Y.S .; Choi, S .; Lim, B.S .; Lee, J.H .; Woltermann, J .; Chu, Y.F. (2002). „Reformátová modernizace za účelem výroby obohaceného BTX s použitím zeolitového katalyzátoru podporovaného ušlechtilým kovem“. Studie v povrchové vědě a katalýze. 142: 595–601. doi:10.1016 / S0167-2991 (02) 80078-7. ISBN  9780444511744.

externí odkazy