Алкилирование

Процесс алкилирования направлен на получения высокооктановых компонентов автомобильного бензина из непредельных углеводородных газов.

В основе процесса лежит реакция соединения алкена и алкана с получением алкана с числом атомов углерода, равным сумме атомов углерода в исходном алкене и алкане. Поскольку наибольшим октановым числом обладают молекулы алканов с изо-строением, то молекулы исходного сырья тоже должны иметь изостроение.

В нефтепереработке наибольшее распространение получило сырье алкилирования бутан-бутиленовая фракция (ББФ), которая получается в процессе каталитического крекинга.

Основной компонент ББФ изобутан и бутилен.

Первая промышленная установка сернокислотного С-алкилирования была введена в эксплуатацию в США в 1938 г.

Целевым продуктом вначале был исключительно компонент авиабензина и лишь в послевоенные годы на базе газов каталитического крекинга алкилирование стали использовать для улучшения мотор ных качеств товарных автобензинов.

С-алкилирование протекает, как и каталитический крекинг, по карбений ионному цепному механизму.

Наряду с основными реакциями С-алкилирования изобутана бутиленами, при которых на 1 моль изобутана расходуется 1 моль олефина, в процессе протекают и побочные реакции, приводящие к образованию продуктов, более легких или более тяжелых, чем целевой продукт, или к потере активности и увеличению расхода катблизаторов.

К таковым относятся реакции деструктивного ал - килнрования, самоалкилирование изобутана, С-алкилирование с участием С3 и С5 алканов и алкенов, полимеризация алкенов, сульфирование олефинов с образованием сложных эфиров, кислого шлама и др.

Деструктивное алкилирование происходит в результате распада промежуточных карбениевых ионов и приводит к образованию углеводородов.

Из всех возможных кислотных катализаторов в промышленных процессах алкилирования применение получили только серная и фтористоводородная кислоты:

Однако большая летучесть и высокая токсичность фтороводорода ограничивают его более широкое применение в процессах С-алкилирования.

В отечественной нефтепереработке применяются только процессы сернокислотного С-алкилирования.

На НПЗ США около половины от суммарной мощности установок приходится на долю фтористоводородного С-алкилирования.

С-алкилированию в нефтепереработке чаще всего подвергают изобутан и значительно реже изопентан (последний является ценным компонентом автобензина.

Пропилен легко вступает в реакцию с изобутаном, но октановое число меньше, чем при алкилировании бутиленами Высшие алкены (С5 и выше) более склонны к реакциям деструктивного алкилирования с образованием низко - молекулярных и низкооктановых продуктов.