Курсовая работа / Производство стирола - 2003 / Алексей-ОХТ / Соколов23

[Катализа-] 1 торный !• [комплекс]

С₆Н₆ + С₂Н₄ = С₆Н₅-С₂Н5 - АЯ АЯ = 108,6 кДж (а)

Реакция катализируется хлоридом алюминия и представ­ляет собой электрофильное замещение в ароматическом ядре, протекающее через стадию образования промежуточного ком­плекса:

А1С1₃ + НС1 г± Н+ + А1С1₄~ СН₂=СН₂ + Н+ *± СН₃-СН₂+

на ректи­фикацию

[О] + СН₃-СН₂⁺

Так как хлорид алюминия в твердом виде нерастворим в уг­леводородах и слабо катализирует реакцию алкилирования, на практике применяется предварительно приготовленный жид­кий катализаторный комплекс хлорида алюминия с диэтилбен-золом (ДЭБ) и хлоридом водорода (комплекс Густавсона).

Комплекс Густавсона — это соль карбкатиона ДЭБ (ст-комп-лекс), окруженная сольватной оболочкой из нескольких (1—6) молекул ДЭБ, и получается пропусканием хлорида водорода при нагревании через суспензию хлорида алюминия в диэтилбен-золе.

(Н.А1₂С1₇| '(п-1)ДЭБ

Весьма эффективны также катализаторы на основе ионооб­менных сорбентов, например, кислотный катионит КУ-2 с ак­тивными сульфогруппами, получаемый сополимеризацией сти­рола с дивинилом с последующим сульфированием сополиме­ра и омылением сульфопродукта щелочью или водой.

Алкилирование в присутствии хлорида алюминия по реак­ции (а) сопровождается необратимыми побочными реакциями последовательного введения этильных групп в ядро с образова­нием смеси продуктов различной степени алкилирования, важ­нейшей из которых является образование диэтилбензола:

С₆Н₆ + 2С₂Н₄ = С₆Н₄(С₂Н₅)₂, (б)

а также реакции деструкции, окисления и смолообразования.

Одновременно с реакциями алкилирования протекают обра­тимые реакции переалкилирования полиэтилбензолов, напри­мер:

С₆Н₄(С₂Н₅)₂ + С₆Н₆ +* 2С₆Н₅-С₂Н₅ (в)

Для подавления реакции (б) и смещения вправо равновесия реакции (в) алкилирование проводят в избытке бензола, а часть

§38

Г Кислые ] •\ продукты Ь [окисления]

Рис. 15.9. Принципиальная схема производства этилбензола:

I ЭБ-этилбензол, ДЭБ-диэтилбензол

образующегося ДЭБ возвращают в цикл. На рис. 15.9 представ­лена принципиальная схема производства этилбензола алкили-рованием бензола этиленом. Технологическая схема и парамет-1гры процесса алкилирования бензола рассматриваются ниже на •примере производства изопропилбензола в главе XVI.

Процесс алкилирования может проводиться в жидкой или в даровой фазе, при температуре от 95°С до 450°С и мольном отно-<шении бензол/этилен от 2:1 до 6:1. Полученный алкилат содер­жит 12—35% массовых этилбензола, 55—85% массовых бензо­ла и 2,5—8% массовых диэтилбензола. Современные установ-|си по производству этилбензола достигают мощности 740 тыс. т продукта в год. Выход этилбензола в расчете на бензол состав­ляет 95%, при расходных коэффициентах на 1 т продукта: бен­зол 0,77 т, этилен 0,3 т, хлорид алюминия 0,03 т.

История. Стирол впервые был выделен и идентифицирован в 1839 г. В. Симоном из стиракса — смолы амбрового дерева. Им же было дано «временное название углеводорода. Ш. Жерар и А. Каур в 1841 г. по--Дучили стирол разложением коричной кислоты, определили его состав |и дали название «циннамон». В 1845 г. Э. Копп установил тождествен­ность обоих веществ. В 1867 г. А. Бертло синтезировал стирол, про­пуская через раскаленную трубку смесь паров бензола и ацетилена. рн же установил присутствие стирола в ксилольной фракции камен-.ноугольной смолы. Стирол содержится также во многих продуктах тер-'мической деструкции органических веществ, в продуктах пиролиза рриродного газа, крекинга и пиролиза нефтепродуктов и сланцевом асле.

Промышленное производство стирола в нашей стране было орга-нзовано в 1949 г. на Воронежском заводе синтетического каучука из 'илбензола, получаемого алкилированием бензола. В 60-х годах ус-

^

339