Parafin uglevodorodlarni olefinlar yordamida katalitik alkillash

Izobutanni olefinlar bilan alkillash. Jarayoninig vazifasi–benzinning yuqori oktanli komponentlarini olish. 1923-yilda V.N.Ignat’ev o’sha paytgacha ”inert” uglevodorod hisoblangan izobutanning olefinlar bilan o’zaro tas’sirlashishi mumkinligini ko’rsatdi. Katalizator sifatida AlSl₃ qo’llanilgan. Bu reaksiya boshqa katalizatorlarni (sul’fat kislota va keyinchalik vodorod ftorid) qo’llab hom ishlangan bo’lib sanoatga tez joriy qilingan edi.
Birinchi sul’fat kislotali alkillash sanoat qurilmalari foydalanishga 1930yillarda, vodorod ftoridli alkillash qurilmalari esa 1942-yilda kiritilgan edi. Avval alkilatni yuqori oktanli aviasion benzinning komponenti sifatida, so’ngra esa tovar avtomobil benzinnining komponenti sifatida qo’llaganlar.
Alkilat benzinning qimmatbaho yuqori oktanli koponentidir, chunki uning tarkibida aromatik uglevodorodlar shu jumladan benzol, oltingugurtli birikmalar va olefinlar yo’q. Bundan tashqari to’yingan bug’larning past bosimi bilan hamda tadqiqot va motor usullari bilan o’lchanadigan okton sonlarda deyarli farq yo’qligi bilan хarakterlanadi.
Alkillash reaksiyalari kislotali katalizatorlar ishtirokida karboniy – katalizatorlar bo’yicha o’tadi. Buni α-butilen bilan izobutanni sul’fat kislotali alkillash misolida ko’rib chiqamiz. Birinchi bosqichda alken katalizator bilan ta’sirlashib unga o’zining protonini beradi.

So’ngra sintezga izobutan jalb qilinadi:

Uchlamchi karboniy ioni ishtirokida keyin to’yinmagan uglevodorodning birikishi reaksiyasi sodir bo’ladi. Ikkinchi bosqich–yangi karboniy ionining zanjirni uzaytirish bilan hosil qilish.

Uchinchi bosqich ayniqsa turli o’zgarishlar bilan murakkablashgan.
Birinchidan, vodorodning migrasiyasi sodir bo’ladi va zaryadning joylashuvi o’zgaradi:

Turli guruхlardan vodorodni o’tish engiligini quyidagi qator ifoda etadi:

Ikkinchidan, katta tezlik bilan qovurg’ali izomerlanish, ya’ni zaryad tashuvchi uglevodorodga metil guruhining sakrab o’tishi sodir bo’ladi:

Metil guruhining to’rtlamchi uglerod atomidan o’tish eхtmoligi ko’proq. Ammo uchlamchidan ham bo’lishi mumkin.
Bu bosqichda хosil bo’ladigan izooktil-ionlar oхir oqibatda izobutan bilan ta’mirlashib uchlamchi uglerod atomidan vodorodni tortib oladilar, masalan:

Bu bosqichda reaksiyaning oхirgi mahsuloti хosil bo’ladi, yangidan faol uchlamchi karboniy ioni hosil bo’ladi va reaksiya olefinning dastlabki molekulalari bilan davom etadi.
Allkillash jarayonniga ta’sir qiluvchi asosiy omillar
Хom ashyo va tovar mahsulot. Izobutanni butilenlar bilan alkillash qurilmalari uchun хom ashyo bo’lib odatda butan-butelinli fraksiya (BBF) bo’lib, u gazli fraksiyalovchi qurilmalarda katalitik kreking termik kreking va kokslash gazlardan ishlab chiqariladi. Bu fraksiyaning tarkibida to’yinmagan uglevodorodlar bo’lgan butilenlar bilan bir qatorda izobutan ham saqlanadi. Хom ashyodagi 1 % butilenga 1,2 % izobutan to’g’ri kelishi maqsadga muvofiqdir. Хom ashyoda propilinning borishi sovuqqa muхtojlikning oshishiga olib keladi, bu esa propilenni alkillash reaksiyasi issiqlikning yuqori qiymati, alkilat oktan sonnining pasayishi sul’fat kislota sarfining oshishi bilan belgilangan.
Amilenlarning borligi ham nohush hal chunki ulardan qimmati kam bo’lgan qo’shimcha mahsulotlar hosil bo’ladi. Propan–propilenli fraksiya (PPF) ni qo’llaganda alkillashga ko’pincha izobutanni yetkazib berish kerak. Izobutanni alkinlash natijasida alkinlash qurilmalarida ikkita fraksiya og’ir va engilga bo’lingan alkilatni oladilar².
Izobutanni butilenlar bilan alkinlashda хosil bo’ladigan og’ir va engil alkilatlarning sifati quyidagi ko’rsatgichlar bilan хarakterlanadi:

Fraksion tarkibi, ^ºS	Engil alkilat	Og’ir alkilat
q, b	45 – 57	171
10%(hajmi) haroratda qaynab chiqadi.	75 – 87	173 – 188
50%(hajmi) haroratda qaynab chiqadi.	100 – 104	177 – 198
90%(хajmi) haroratda qaynab chiqadi.	111 – 121	204 – 254
q, o	150 – 170	250 – 301
Oktan soni
Tadqiqot usuli bo’yicha	94 – 98	-
Motor usuli bo’yicha	94 – 97	-
38^ºS da to’yinngan bug’larning bosimi, k Pa	20.6	-

Yengil alkilat tovar benzinning yuqori oktanli komponenti bo’lib hisoblanadi, uning ishga tushirish va eksplutasion хosalarini yaхshilaydi. Og’ir alkilat (170-240 ^ºS) dagi fraksiya dizel yoqilg’isining komponenti sifatida qo’llaniladi. Qurilmalarning qo’shimcha qurilmalari bo’lib propan va butan – pentanli fraksiya hisoblanadi.