2.3.3. Benzolun olefinlərlə alkilləşmə prosesinin texnologiyası
Son illərdə “Mobil-Badger” (ABŞ) firmasının seolit əsaslı katalizatorlarla işləyən
alkilləşmə prosesləri uzvi sintez sənayesində geniş yayılmışdır . Bu texnologiya
fəaliyyət göstərən və etilbenzola görə vahid gücü il ərzində 335- 465 min ton olan bir
neçə iri qurğularda tətbiq olunmuşdur. Proses 370-500
0
C temperaturda və 1,4
−
2,8
MPa təzyiq altında həyata keçirilir. Bu texnologiyada proses zamanı alınan
polialkilbenzollar alkilləşmə qovşaьına qaytarılır. Etilenin konversiyası 100%,
etilenə görə hesabladıqda etilbenzolun çıxımı
≈
98 % təşkil edir.
Lakin bununla belə AICI
3
əsasında hazırlanan katalizator kompleksinin iştirakı
ilə aparılan alkilləşmə texnologiyası da öz aktuallığını itirməmişdir. Bu onunla
ə
laqədardır ki, AICI
3
əsasında hazırlanan katalizator kompleksinin iştirakı ilə həm
53
alkilbenzolların izomerləşməsi həm də dialkilbenzolların perealkilləşməsi baş verir.
Ona görə də alkilləşmə prosesinin texnologiyasını müxtəlif katalitik sistemlərin
istifadə olunması hallarında nəzərdən keçirəcəyik .
2.3.4. AICI
3
iştirakı ilə etilbenzol və izopropilbenzol istehsalı
Alkilləşmə prosesi üçün ilkin xammal (benzol və olefinlər) müxtəlif
qatışıqlardan və o cümlədən də sudan təmizlənməlidir. Əks halda nəmliyin olması
AICI
3
−
ü hidrolizə uğradaraq HCI əmələ gətirər. Həm təmizləmə həm də qurutma
prosesləri xeyli miqdarda enerji sərfi tələb edir. Bununla bağlı olaraq daha çox ilkin
xammalların ancaq 0,002
÷
0,005%-ə qədər heteroazeotrop qurudulması həyata
keçirilir. Digər tərəfdən AICI
3
−
ün vacib aktivliyi ancaq katalizator kompleksinin
ə
mələ gəlməsi üçün tələb olunan HCI iştirakı ilə əldə olunur. Bir qayda olaraq,
kompleksin əmələ gəlməsi üçün alkilxloridlərdən ( məsələn, C
2
H
5
CI ) istifadə olunur.
Susuz HCI-dan da istifadə etmək olar (əgər istehsalatda ondan varsa), lakin onun
miqdarını reaksiya kütləsində tənzim etmək çətin olur.
HCI olduqda katalizator kompleksi mərkəzləşdirilmiş qaydada AI
tullantılarından aşağıdakı reaksiya üzrə hazırlanır:
2 AI + 6 ArH + HCI
→
(ArH)
6
⋅
AICI
3
⋅
HCI ... (2.23)
Ə
ks halda katalizator kompleksinin hazırlanmasında ilkin xammal kimi AICI
3
–dən
istifadə edirlər. AICI
3
əsasında hazırlanmış katalizator kompleksinin iştirakı ilə
benzolun etilenlə alkilləşmə prosesi maye fazada istiliyin ayrılmasıyla gedir. AICI
3
ə
sasında hazırlanmış katalizator kompleksinin iştirakı ilə etilbenzolun (və ya
izopropilbenzolun) istehsalı prosesinin texnoloji sxemi səkil 2.3 – dя verilmişdir.
Ilkiн benzol susuzlaşdırıldıqdan sonra qurudularaq bir hissəsi katalizatoru
hazırlayan reaktora, qalan hissəsi işə reagent kimi 5 reaktoruna verilir. Katalizator
kompleksi qarışdırıcı ilə təchiz olunan 1 reaktorunda hazırlanır . Bunun üçün 1
reaktoruna benzol, AICI
3
, etilen xlorid və həmçinin də polialkilbenzollar verilir.
54
Tərkibində mol nisbətləri benzol: alkilbenzollar = (3
−
5):1, AICI
3
: aromatik
karbohidrogenlər nisbəti
1:(2,5
−
3,0) olan şıxtadan hazırlanan katalizator kompleksi
maksimal aktivliyə malik olur. Peaktor katalizator kompleksi məhlulu ilə doldurulur,
sonra isə prosesin gedişi zamanı işləndikcə yenisi əlavə olunur. 1 reaktorunda
hazırlanan katalizator kompleksi 2 alkilləşmə reaktoruna verilir. Reaksiya istiliyi
soyuq xammalın verilməsi və benzolun buxarlandırılması hesabına sistemdən xaric
edilir. Katalizator məhlulu, qurudulmuş benzol və etan-etilen (propan-propilen)
fraksiyası 2 reaktorunun aşağı hissəsinə daxil edilir. Barbotaj olunduqdan sonra 2
reaktorunun yuxarı hissəsindən reaksiyaya girməyən buxar-qaz qarışığı çıxarılaraq 3
kondensatoruna göndərilir. 3 kondensatorunda ilk əvvəl 2 reaktorundan buxarlanan
benzol kondensləşdirilir, kondensat 2 reaktoruna qaytarılır, tərkibində xeyli miqdar
benzol (xüsusən reagent kimi duru olefin istifadə olunduqda) və HCI olan
kondensləşməyən qazlar 6 skrubberinin aşagı hissəsinə daxil olur. 6 skrubberi benzol
buxarlarını tutmaq üçün polialkilbenzollarla suvarılır. Benzolun polialkilbenzollardakı
məhlulu 6 skrubberinin aşağı hissəsindən 2 reaktoruna qaytarılır, kondensləşməmiş
qazlar HCI-u udmaq üçün su ilə suvarılan 7 skrubberinə daxil olur. Buradan HCI-un
sulu məhlulu neytrallaşmaya, qazlar isə istiliyin utilizasiyası sisteminə göndərilir.
Alkilləşmə məhsulları ilə katalizator məhlulu birlikdə 4 çökdürücüsünə verilir ki,
buradan da aşağı lay (katalizator məhlulu) reaktora qaytarılır, yuxarı lay (alkilləşmə
məhsulları) 5 nasosu vasitəsilə 8 skrubberinin aşağı hissəsinə göndərilir. 8 və 10
skrubberlərində alkilatın tərkibində həll olmuş hidrogen xloridin və AICI
3
–un
yuyulması prosesi həyata keçirilir. 8 skrubberi 9 nasosu ilə vurulan qələvi məhlulu ilə
suvarılır. Resirkulyasiya olunan qələvi məhlulu axınına HCI-u neytrallaşdırmaq üçün
lazım olan miqdarda təzə qələvi də verilir. Sonra alkilat qələvidən təmizlənmək üçün
su ilə suvarılan 10 skrubberinin aşağı hissəsinə daxil olaraq neytral mühit yaranana
qədər yuyulur. Qələvinin sulu məhlulu neytrallaşmaya, alkilat isə 14 qızdırıcısını
keçərək 13 rektifikasiya kalonuna daxil olur. 13 rektifikasiya kalonunun yuxarısından
distillat – benzolun su ilə heteroazeotropu ayrılır susuzlaşdırılır, qurudulur və yenidən
55
1 reaktoruna qaytarılır. 13rektifikasiya kalonunun kub məhsulu 14 rektifikasiya
kalonuna verilir ki, burada da etilbenzolun ayrılması prosesi baş verir. 14 rektifikasiya
kalonunun
kub
məhsulu
15
rektifikasiya
kalonuna
göndərilir.
Burada
polialkilbenzolları 2 fraksiyaya ayırırlar. Bu kalon vakuum altında işləyir (P = 5,3
kPa). 15 rektifikasiya kalonunun yuxarı məhsulu 1 və 2 reaktoruna qaytarılır, aşagı
kub qalığı (qətranlaşmış məhsullar) isə məqsədli məhsul kimi sistemdən çıxarılır. Bir
ton monoalkilbenzolun alınmasına 5-10 kq AICI
3
sərf olunduğu halda məqsədli
məhsulun çıxımı 94 -95 % təşkil edir.
Nəzərdən keçirdiyimiz istehsal prosesinin ekoloji təmizliyini yaxşılаşdırmaq
məqsədilə burada yaranan turş və qələvili suların qarşılıqlı neytrallaşdırılmasının
təşkil olunması məqsədəuyğundur. Bunun üçün elə şərait yaratmaq lazımdır ki,
qələvinin və turşunun müəyyən nisbəti saxlanılsın . Bu halda baxılan texnologiya
daha münasib hesab oluna bilər. Qeyd etmək lazımdır ki, AICI
3
məhlulu ( işlənmiş
katalizator)
neft
emali
və
sellüloza-kağız
sənayesinin
tullantı
sularının
təmizlənməsində koaqulyant kimi istifadə oluna bilər. Alkilləşmə prosesində alınan
qətran hal-hazırda yanacaq kimi istifadə olunur. Lakin bu onun ən yaxşı istifadə
sahəsi hesab olunmur, çünki həmin tullantıdan tikinti sənayesində daha effektiv
istifadə oluna bilər. Bu texnologiyanin əsas çatışmayan cəhəti ondan ibarətdir ki,
burada reaksiya istiliyinin regenerasiyası olmadığı üçün həmin istilik 3
kondensatorunda su vasitəsilə çıxarılır .
“Monsanto” (ABŞ) firmasının hazırlamış oldugu maye fazalı alkilləşmə
texnologiyası yuxarıda göstərilən çatışmayan cəhətlərin aradan qaldırılmasına imkan
yaradır . Təklif olunmuşdur ki, regenerasiya olunmadan az miqdarda AICI
3
(1 kq
alkilata nəzərən 2 qrama yaxın) istifadə olunsun. Maye fazalı alkilləşmə zamani
təzyiq prosesin temperaturundan asılı olur. Belə ki, reaksiya qarışığı maye halında
olmalıdır. Temperaturun artırılmasına baxmayaraq (müvafiq təzyiqdə 160-200
0
C)
katalizatorun miqdarı az olduğundan qətranəmələgəlmə dərəcəsi aşagıdır ki , bu da
tullantısız istehsal prosesinin yaradılması üçün çox əhəmiyyətlidir. Lakin bu halda,
56
alkilləşmə prosesi şəraitində polialkilbenzolların perealkilləşməsi baş vermədiyindən
texnoloji sxemdə dealkilləşmə prosesini yerinə yetirmək üçün əlavə reaktor nəzərdə
tutulur.
Qeyd etmək lazımdır ki, AICI
3
əsasında hazırlanmış katalizator kompleksinin
iştirakı ilə benzolun propilenlə alkilləşmə prosesi də analoji olaraq benzolun etilenlə
alkilləşmə texnologiyası kimidir. Alkilləşdirici agent kimi propilendən başqa
qabaqcadan nəmlikdən, karbon qazından və digər qatışıqlardan təmizlənmiş propan-
propilen fraksiyasından da istifadə etmək mümkündür.
İzopropilbenzol sintezi prosesinin əsas göstəriciləri:
Benzol:propilen mol nisbəti 2,5:1,0;
Temperatura,
0
C ilə 70-90;
Təzyiq, MPa 0,1-0,5;
Propilenin qatılığı, həcm % ilə 35-80;
Bir keçiddə propilenin konversiyası, kutlə % ilə 99;
1 ton məhsula görə katalizator sərfi, kq ilə 20;
1 m
3
reaktorda 1 saat ərzində propilbenzolun
çıxımı, kq ilə 150-250
Məhsulun tərkibi, kütlə %-i ilə :
Benzol 60-62
Etilbenzol 1-2
Izopropilbenzol 28-33
Polialkilbenzollar, qətranlar 7-9
Beləliklə, aromatik karbohidrogenlərin maye fazalı alkilləşmə prosesləri çox
sayda texnoloji məsələlərin həll olunmasına və sənaye miqyasında bir sıra aromatik
karbohidrogenlərin alınmasına imkan verir. Bununla belə bu texnologiyanın bir sıra
çatışmayan cəhətləri vardır: sənaye katalizatorları lazımi dərəcədə stabil və aktiv
deyildir ; AICI
3
, H
2
SO
4
və digər sənaye katalizatorları aparatların korroziyasına səbəb
57
olurlar və pis regenerasiya olunurlar: yan məhsulların alınması əsas reaksiyanın
selektivliyini artırır, həm də əsas məhsul - alkilbenzolun təmizlənməsinə və əlavə
məhsulların regenerasiyasina xərclər tələb edir; eyni zamanda çoxlu miqdarda çirkli, o
cümlədən də turş sular alınır ki, bunların da təmizlənməsi əlavə xərclərə səbəb olur.
Bununla əlaqədar olaraq daha səmərəli digər texnologiyaların da tapılması lazımdır.
Göstərilən çatışmayan cəhətləri aradan qaldırmaq üçün katalizator kimi seolitlərdən
istifadə etmək olar.
2.3.5. Heterogen katalizatorların iştirakı ilə
izopropilbenzol istehsalı
Hal-hazırda benzolun propilenlə alkilləşmə prosesinin fosforlu turşular, oksid
və metalların duzları, oksidlər, modifikasiya olunmuş BF
3
, amorf alümosilikatlar,
seolitlər və kationitlər əsasında hazırlanmış heterogen katalizatorları mövcuddur.
Bərk katalizatorlardan istifadə, texnoloji sxemi xeyli sadələşdirir, prosesin
avtomatlaşdırılmasına imkan verir, aparatların korroziyasının qarşısını alır, reaksiya
məhsullarının ayrılmasını asanlaşdırır və prosesdə çirkli sular da alınmır. Belə
katalizatorları regenerasiyaya uğradaraq dəfələrlə istifadə etmək mümkündür . Bu
halda biz seolitlər və kationitlər üzərində aparılan alkilləşmə texnologiyasını nəzərdən
keçirəcəyik. Nadir torpaq elementlərindən hazırlanan “CaHY” tipli seolit tərkibli
katalizatorlar perspektiv hesab edilir, çünki onların üzərində alkilləşmə reaksiyası
şə
raitində perealkilləşmə prosesi də gedə bilir. Prosesin optimallaşdırılmasi zamanı
nəzərə almaq lazımdır ki, benzol:propilen nisbətinin artması ilə selektivlik artır . Bu 3
səbəbdən baş verir:
1) Benzolun yüksək qatılığında kumolun tarazlıq qatılığı böyükdür;
2) İki alkilləşmə reaksiyasının kinetikası benzol: propilen nisbətinin yüksək
qiymətində də kumolun əmələ gəlmə prosesinə əlverişli şərait yaradır;
3) Eyni bir temperaturda reaktorun girişində benzolun yüksək qatılığı reaktorun
çıxışında temperaturun azalmasına kömək edir ki, bu da öz növbəsində perealkilləşmə
58
reaksiyasının tarazlıq sabitini yüksəldir. Bütövlükdə kumola çevrilmə selektivliyi
93,7% olur.
Şəkil 2.4-də seolit katalizatorları üzərində benzolun propilenlə alkilləşməsi ilə
izopropilbenzolun istehsalı prosesinin texnoloji sxemi göstərilmişdir. Bu variantda 1
reaktoru alkilator rolunu oynayır, digər 2 reaktoru isə perealkilləşmə və katalizatorun
regenerasiyası proseslərini həyata keçirir. Alkilləşmə prosesini maye xammalı yüksək
sürətlə verməklə (15
−
25 saat
−
1
), benzol və propilenin mol nisbətinin (7
−
8 )
÷
1-ə,
reaktorun giriş temperaturunun 210
−
215
0
C, çıxış temperaturunun isə 250
−
255
0
C-yə
bərabər qiymətlərində aparmaq lazımdır. Alkilləşmə məhsulları izotermiki işləyən 2
perealkilləşmə reaktoruna verilməzdən əvvəl 7 soyuducusunda 220
0
C-yə qədər
soyudulur. Bu halda katalizator propilen ilə kontaktda olmadığından öz aktivliyini
itirmir. Sonra 2 perealkilləşmə reaktorundan çıxan alkilləşmə məhsulları 8
istidəyişdiricisində öz istiliyini ilkin xammal axınlarına verərək soyudulur və 3
depropanizatoruna verilir. Burada ilk əvvəl propan – propilen fraksiyasının tərkibində
olan propan ayrılır. 3 kalonunun kub məhsulu 4 rektifikasiya kalonuna göndərilir. 4
rektifikasiya kalonunda reaksiyaya girməyən benzol ayrılaraq yenidən alkilləşmə
prosesinə qaytarılır. 4 rektifikasiya kalonunun kub məhsulu 5 rektifikasiya kalonuna
daxil olur ki, burada da məqsədli məhsul- kumolun ayrılma prosesi gedir. 5 kalonunda
aralıq məhsul kimi alınan diizopropilbenzollar 1 reaktoruna qaytarılır. 5 kalonunun
kub məhsulu kimi polialkilbenzollar çıxarılır. Bu prosesdə ilkin reagentlər əvvəlcə
perealkilləşmə məhsullarının istiliyi hesabına 8 istidəyişdiricisində sonra isə 6
qızdırıcısında alkilləşmə temperaturuna qədər qızdırılır .
Qeyd etmək lazımdır ki, seolit katalizatorların iştirakı ilə alkilləşmə
proseslərinin aparılması turş xassəli çirkli suların yaramasının qarşısını alır və
belələklə də turş çirkli suların neytrallaşdırılması mərhələsi də kənar edilir. Lakin
seolit katalizatorlarının iştirakı ilə alkilləşmə zamanı monoalkilbenzollarla eyni
zamanda polialkilbenzollar da alınır, toluol və etilbenzolun alınması ilə nəticələnən
izopropilbenzolun krekinqi, izopropilbenzolun n-propilbenzola izomerləşməsi və
59
propilenin polimerləşməsi prosesləri də gedir. Beləliklə, ekoloji təhlükəsiz və
tullantısız istehsal texnologiyalarının yaradılması üçün sadaladığımız birləşmələrin
məqsədli məhsul kimi tətbiq sahələrinin tapılması lazımdır.
2.3.6. Xətti quruluşlu ali alkilbenzolların alınması
Xətti quruluşa malik əvəzləyicisi olan ali alkilbenzollar səthi aktiv maddələrin
alınmasında ilkin xammal hesab olunurlar. Xətti quruluşlu ali
alkilbenzolların bir sıra
politörəmələri aşagı temperaturda donan mоtor yağlarının, hidravlik mayelərin və
konsistentli sürtkülərin əsasını təşkil edir. Alkil zəncirinin uzunlugu C
12
-C
14
olan
mono əvəzli xətti quruluşlu alkilbenzollar ən kütləvi sintetik yuyucu vasitələrdən olan
alkilbenzolsulfonatların alınmasında başlıca və əsas xammallardan biridir. C
14
-C
16
olefinləri əsasında alınan bu cür xətti alkilbenzollar hidravlik mayelər kimi, C
20
-C
26
olefin karbohirrogenləri əsasında alınan xətti alkilbenzollar isə yaglara əlavə olunan
sintetik sulfonatlı aşqarların alınmasında istifadə oluna bilər. Bu məqsədlə C
10
-C
12
alkil radikalı ilə diəvəz olunmuş xətti alkilbenzollardan da istifadə oluna bilər.
Xətti quruluşlu ali
alkilbenzolların əksəriyyət hissəsi benzolun xlorparafinlərlə
alkilləşməsi ilə alınır. İstehsalatda xətti alkilbenzolların alınmasında olefinlərin bir
sıra növləri istifadə olunur. Burada n-parafinlərin termokrekinqi və ya etilenin
oliqomerləşməsi ilə alınan
α−
olefinlər və həm də n-parafinlərin dehidrogenləşməsi
yolu ilə alınan “daxili” olefinlər də istifadə oluna bilər .
Benzolun ali olefinlərlə alkilləşməsi zamanı katalizator kimi protonlu və
aprotonlu turşulardan – sulfat turşusu, hidrogen flüorid, silisiumluvolfram turşusu,
kationdəyişmə qətranları, amorf alümosilikatlar, seolitlər, borflüorid, alüminium
xlorid və həmçinin də bir sıra digər birləşmələr istifadə olunur. Texnikada ən çox
hidrogen flüorid, həmçinin də Lyuis turşuları – AICI
3
və ya BF
3
əsasında hazırlanmış
katalizatorlardan istifadə olunur. Benzolun yüksək molekullu olefinlərlə alkilləşmə
reaksiyasının mexanizmi də alçaq molekullu olefinlərlə aparılan alkilləşmə
reaksiyasının mexanizmi kimidir. Lakim ikinci dərəcəli, əlavə reaksiyaların
60
getməsinə görə çox mühüm fərqləri də mövcuddur. Benzolun xətti quruluşlu ali
olefinlərlə alkilləşməsi zamanı ilkin olefinin tərkibində olan ikiqat rabitənin
vəziyyətindən asılı olmayaraq reaksiya məhsullarında həmişə alkilbenzolların bütün
mümkun olan izomerləri (1-fenilalkanlardan başqa) olur. Fenilalkan izomerlərinin
ə
mələ gəlməsini olefinlərin tərkibində olan ikiqat rabitənin benzola birləşməzdən
ə
vvəl miqrasiyaya ugraması və ya izomerləşmə reaksiyasının getməsi və ya da alınan
alkilbenzolların transalkilləşməsi ilə izah etmək olar. Alkilbenzolların bu və ya digər
izomerinin artıq olması katalizatorun növündən asılıdır. Benzolun yüksək molekullu
olefinlərlə alkilləşməsi reaksiyasının 2 qrup katalizatorları məlumdur :
1) olefinlərdə olan ikiqat rabitənin izomerləşməsinə səbəb olan katalizatorlar;
2) olefinlərdə olan ikiqat rabitənin izomerləşməsinə səbəb olmayan katalizatorlar.
Birinci qrup katalizatorlara protonlu turşular, ikinci qrup turşulara isə Lyuis turşuları
aiddir . Belə hesab edirlər ki, əgər alkilləşmə katalizatoru kimi protonlu turşulardan
istifadə olunarsa onda izomerləşmə prosesi öndə gedərək alkilləşmə prosesini
üstələyir, Lyuis turşuları iştirakı ilə alkilləşmə zamanı isə alkilbenzolların izomer
tərkibləri onların təkrar izomerləşməsindən asılı olur. Lakin alkilbenzolların
izomerləşmə sürətinin qiymətləndirilməsi zamanı müəyyən olunmuşdur ki, alkilləşmə
reaksiyasının aparılma şəraitinə müvafiq olan şəraitdə təmiz alkilbenzolların
izomerləşmə prosesi baş vermir. Reaksiyanın benzol mühitində aparılması zamanı da
alkilbenzol izomerlərinin əmələ gəlməsi müşahidə olunmur. Bu onu göstərir ki,
izomerləşməni alkil qrupunun molekulalar arası köçürülməsi ilə də izah etmək olmaz.
Ona görə də hesab edirlər ki, həm AICI
3
, həm də protonlu turşuların iştirakı ilə
olefinlərin izomerləşmə prosesi karbokationun əmələgəlmə mərhələsində baş verən
alkilləşmə prosesini üstələyir .
R
−
CH
=
CH
2
+
H
+
→
RC
+
HCH
3
RC
+
HCH
3
→
R
I
C
+
HCH
2
CH
3
→
R
II
C
+
H CH
2
CH
2
CH
3
R
I
C
+
HCH
2
CH
3
+ C
6
H
6
→
R
I
CH(C
6
H
5
)CH
2
CH
3
+ H
+
...(2.24)
61
Monoalkilbenzolların alınması ilə gedən benzolun ali olefinlərlə alkilləşmə reaksiyası
ardıcıl olaraq alkil qrupunun birləşməsi (di və poliəvəzlənmiş alkilbenzolların
alınması ilə) və həm də transalkilləşmə (alkil qrupunun molekulalar arası
köçürülməsi) ilə müşayət olunur.
K
1
K
2
B + O
→
A
1
, A
1
+ O
→
A
2
,
K
3
...(2.25)
A
2
+ B
→
2A
1
K
−−−−
3
Burada, B – benzol; O – olefin; A
1
– monoalkilbenzol; A
2
– dialkilbenzol;
K
1
, K
2
, K
3
– reaksiyanın surət sabitləridir .
Hal-hazırda sənayedə ali alkilbenzolların istehsalı zamanı xammal kimi propilenin
tetramerindən,
α
- olefinlərdən və normal parafinlərin dehidrogenləşdirilməsi yolu ilə
alınan “daxili ” olefinlərdən istifadə olunur. Müxtəlif katalizatorların o cümlədən də
AICI
3
, HF və H
2
SO
4
iştirakı ilə dodesilbenzolların sintezi zamanı alınan nəticələrin
müqayisəsi ilə müəyyən olunmuşdur ki, AICI
3
iştirakı ilə reaksiya məhsulları
tərkibində dodesilbenzollarla yanaşı alkil qrupunda karbon atomlarının sayı kiçik olan
alkilbenzollar qarışığı və parafinlər da vardır. Ağır qalıq polialkilbenzollardan və
qeyri aromatik karbohidrogenlərin izindən ibarət olur. Göstərilən yan məhsulların
alınması ilkin olefinlərin fraqmentasiyası, disproporsionlaşması, tsiklləşməsi və
polimerləşməsi nəticəsində baş verir. Alkilləşmə zamanı alınan əsas və əlavə
məhsulların çıxımı əsasən ilkin komponentlərin molyar nisbətindən və reaksiyanın
temperaturundan asılıdır. Benzol: olefin nisbətinin 3 : 1– dən (8
−
10) : 1-ə qədər
artırılması əlavə məhsulların çıxımını azaldır, həmin nisbətin sonrakı artımı isə yan
məhsulların çıxımına təsir etmir. Alkilləşmə prosesinin optimal temperaturu 40– 50
0
C
olur. Bundan aşağı temperaturda reaksiyanın surəti kəskin azalmağa başlayır, yuxarı
temperaturda isə ilkin olefinlərin fraqmentasiya sürəti artır. Proses zamanı alınan
62
polialkilbenzollar ya prosesə qaytarıla bilər ya da ayrıca olaraq benzol ilə
transalkilləşdirilərək monoalkilbenzollara çevrilə bilər.
Hidrogen flüoridin iştirakı ilə benzolun dodesenlərlə alkilləşməsi zamanı
olefinlərin fraqmentasiya reaksiyalarının payı əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Lakin
benzol:olefin mol nisbətinin bərabər qiymətində polialkilbenzolların çıxımı nəzərə
çarpacaq qədər artır, belə ki, bu katalizatorun iştirakı ilə transalkilləşmə reaksiyası baş
vermir. Katalizator kimi 96-100%-li sulfat turşusundan istifadə olunarkən
dodesilbenzolların ən yüksək çıxımı və yan məhsulların isə minimal əmələ gəlməsi
müşahidə olunur. Lakin bu halda alınan dodesilbenzol yüksək brom ədədinə malik
olur. Sənaye miqyasında benzolun ali olefinlərlə alkilləşmə prosesi AICI
3
katalizatorunun iştirakı ilə aparılır. Benzolun ali
α
-olefinlərlə alkilləşmə prosesinin
texnoloji sxemi şəkil 2.5 – də göstərilmişdir .
Alkilləşmə üçün götürülən ilkin xammallar -texniki benzol və ya digər
aromatik karbohidrogenlər əvvəlcə dərin qurudulma prosesinə düçar edilməlidirlər,
belə ki, tərkibində dien karbohidrogenləri, kukurdlü birləşmələr və digər katalizator
zəhərləri olmayan olefinlərdən istifadə olunduqda nəmliyin miqdarından asılı olaraq
katalizator sərfi müəyyən edilir. İlkin xammalların susuzlaşdırılmasının effektiv
üsullarından biri olefin – benzol qarışığının birlikdə (15 kalonunda) azeotrop
qurudulmasıdır . Bunun üçün su azeotrop qarışıq şəklində benzol və ya toluol ilə
birlikdə qovulur . Belə qurudulma zamanı suyun miqdarı 0,002
÷
0,005%
−
ə
qədər
azalır. Alkilləşmə prosesi xüsusi olaraq kaskadlı 3 qarışma reaktorlarında aparılır. 3
reaktoruna 2 qarışdırıcısında hazırlanan katalizator kompleksi və olefin-benzol
qarışığı verilir. Benzolun, etilenin oliqomerləşməsilə alınan, C
12
-C
14
tərkibli
α
-
olefinlərlə alkilləşmə prosesini 50-60
0
C temperaturda, benzol: olefin mol nisbətinin
10 : 1
−
ə
yaxın, katalizator kompleksinin şıxtadaki qatılığının 0,95% qiymətində
həyata keçirirlər. Bu şəraitdə olefinlərin konversiyası 95% , çevrilən olefinlərə görə
alkilbenzolların çıxımı 91 mol.%, reaksiyanın davametmə müddəti isə 10 dəqiqə olur.
63
Alkilatın neytrallaşdırılması və yuyulması 3 pilləli sirkulyasiya sxemi ilə aparılır. 1-ci
pillədə alkilat 4 qarışdırıcısında sirkulyasiya olunan AICI
3
−
ün 20
−
25%
−
li sulu
məhlulu və təzə su ilə yuyulur. Sonra alkilat 7 çökdürücüsündə AICI
3
məhlulundan
ayrılır və 5 qarışdırıcısına göndərilir. 2
−
ci mərhələdə AICI
3
-ün qalan miqdarı
sirkulyasiya olunan qələvi məhlulu ilə neytrallaşdırılır. Bunun üçün alkilat 5
qarışdırıcısında sirkulyasiya olunan qələvi məhlulu ilə neytrallaşdırılaraq 8
çökdürücüsündə qalıq AICI
3
−
dən azad edilir, və yenidən 6 qarışdırıcısına daxil
olur. 3-cü mərhələdə isə alkilat su ilə yuyulur. Bunun üçün 8 çökdürücüsündə AICI
3
məhlulundan tamamilə ayrılmış alkilat 6 qarışdırıcısında su ilə qarışdırılaraq yuyulur,
sonra 9 çökdürücüsündə sudan ayrılaraq rektifikasiyaya göndərilir. Yuma prosesinin
bu cür sxem üzrə aparılması çirkli suların xeyli dərəcədə azalmasına imkan yaradır və
bərk tullantıların əmələgəlməsini də azaldır. Yuyulmuş alkilat 10 kalonunda
rektifikasiya prosesinə uğradılır. Əvvəlcə alkilatdan yüngül parafinlər qatışığı ilə
benzol fraksiyası qovulur. Sonra da distillatdan 12 kalonunda yüngül parafinlər
ayrılır, bu kalonun kub məhsulu təzə benzol və olefinlərlə qarışdırılaraq 15 azeotrop
qurutma kalonuna göndərilir. 10 rektifikasiya kalonunun kub məhsulu 14 kalonuna
verilir ki, burada da alkilatın tərkibində olan reaksiyaya girməyən olefinlər qovularaq
15 azeotrop qurutma kalonuna verilir. 14 rektifikasiya kalonunun kub məhsulu
monoalkilbenzol isə ayrılaraq sonrakı emal prosesinə göndərilir. 15 kalonunun kub
məhsulu yenidən alkilləşmə prosesinə qaytarılır və beləliklə proses davam etdirilir.
Parafinlər toplandıqca sistemdən vaxtaşırı olaraq çıxarılır.
Benzolun xətti quruluşlu C
20
−
C
28
tərkibli
α
−
olefinlərlə alkilləşməsi prosesini
60
−
70
0
C temperaturda, benzol : olefin mol nisbətinin 10 : 1
−
ə
yaxın, katalizator
kompleksinin şıxtadaki qatılığının 1,5% qiymətində həyata keçirirlər. Bu şərayitdə
ilkin olefinlərin konversiyası 85 % , çevrilən olefinlərə görə alkilbenzolların çıxımı 91
mol.% olur. Aşağı molekullu alkilaromatik karbohidrogenlərin ali
α
- olefinlər (C
12
-
C
14
, C
8
-C
16
) fraksiyası ilə alkilləşmə prosesi 85
−
90
0
C–də, olefin:aromatik
64
karbohidrogenlər nisbətinin 1:3 qiymətində aparılır. Bu halda olefinlərin konversiyası
98% , məqsədli məhsulun çıxımı 1 kq xammala görə 840-850 qram təşkil edir .
Dostları ilə paylaş: |