Giáo Trình Công Nghệ Hóa Dầu - Nhiều Tác Giả phần 1 ppt

CHƯƠNG I: Q TRÌNH ALKYL HĨA Q trình alkyl hóa q trình đưa nhóm alkyl vào vào phân tử chất hữu vô Các phản ứng alkyl hóa có giá trị thực tế cao việc đưa nhóm alkyl vào hợp chất thơm, izoparafin, mercaptan, sulfid, amin, hợp chất chứa liên kết ete ngồi q trình alkyl hóa giai đoạn trung gian sản xuất monome, chất tẩy rửa §1 ĐẶC TRƯNG CỦA Q TRÌNH ALKYL HĨA I Phân loại phản ứng alkyl hóa Sự phân loại hợp lý q trình alkyl hóa dựa loại liên kết hình thành Alkyl hóa theo ngun tử C: cịn gọi q trình C - alkyl hóa C - alkyl hóa nguyên tử H gắn với C nhóm alkyl CnH2n+2 + CmH2m → Cn+mH2(n+m)+ ArH + RCl → ArR + HCl Alkyl hóa theo nguyên tử O S: cịn gọi q trình O - alkyl hóa S - alkyl hóa O - alkyl hóa S - alkyl hóa phản ứng dẫn đến tạo thành liên kết nhóm alkyl nguyên tử O S ArOH + RCl + NaOH → ArOR + NaCl + H2O NaSH + RCl → RSH + NaCl Alkyl hóa theo ngun tử N: cịn gọi q trình N - alkyl hóa N - alkyl hóa nguyên tử H amoniac amin nhóm alkyl Đây phương pháp quan trọng để tổng hợp amin ROH + NH3 → RNH2 + H2O Alkyl hóa theo nguyên tử khác: Các trình Si -, Pb -, Al - alkyl hóa đường quan trọng để tổng hợp hợp chất nguyên tố kim RCl + Si → R2SiCl2 C3H7Cl + NaPb → (xúc tác Cu) Pb(C3H7)4 + NaCl + Pb C2H4 + Al + 3/2 H2 → II Al(C2H5)3 Các tác nhân alkyl hóa xúc tác Các tác nhân alkyl hóa chia làm nhóm: a) Các hợp chất khơng no (olefin acetylen), phá vỡ liên kết π nguyên tử C b) Dẫn xuất Cl với nguyên tử Cl linh động có khả ảnh hưởng tác nhân khác c) Rượu, ete, este, oxyt olefin tác nhân mà trình alkyl hóa liên kết C - O bị phá vỡ Tác nhân olefin - xúc tác chế • Trong loại tác nhân tác nhân olefin có giá thành rẻ, người ta cố gắng sử dụng chúng trường hợp Các olefin (etylen, propylen, buten olefin cao phân tử) chủ yếu sử dụng để C - alkyl hóa parafin hợp chất thơm • Xúc tác: acid proton (a.Bronsted) acid phi proton (a.Lewis) • Cơ chế: chủ yếu xảy theo chế ion qua giai đoạn trung gian hình thành cacbocation Khả phản ứng olefin đánh giá mức độ tạo cacbocation: RCH = CH2 + H+ ↔ RC+H - CH3 Quá trình chịu ảnh hưởng tăng chiều dài mạch, độ phân nhánh olefin: CH2 = CH2 < CH3 - CH = CH2 < CH3 - CH2 - CH = CH2 < (CH3)2C = CH2 ⇒ Tác nhân olefin có mạch dài, phân nhánh khả phản ứng lớn • Ngồi nhiều trường hợp, q trình alkyl hóa olefin xảy tác dụng chất khơi mào phản ứng chuỗi gốc, tác dụng ánh sáng tác dụng nhiệt độ cao Khi phần tử trung gian gốc tự trường hợp khả phản ứng olefin có cấu tạo khác không khác nhiều Tác nhân dẫn xuất clo - xúc tác chế Các dẫn xuất clo xem tác nhân alkyl hóa tương đối thơng dụng trường hợp O -, S -, N - alkyl hóa để tổng hợp phần lớn hợp chất kim, ngun tố; ngồi cịn sử dụng trường hợp C - alkyl hóa • C - alkyl hóa: xảy theo chế điện tử tác dụng chất xúc tác acid phi proton (FeCl3, AlCl3) qua giai đoạn trung gian hình thành cacbocation: RCl + AlCl3 ↔ Rδ+ → Cl → δ-AlCl3 ↔ R+ + AlCl4Khả phản ứng alkyl clorua phụ thuộc vào độ phân cực liên kết C-Cl vào độ bền cacbocation tăng chiều dài mức độ phân nhánh nhóm alkyl tăng: CH3CH2Cl < (CH3)2CHCl < (CH3)CCl3 • O -, S-, N - alkyl hóa: xảy theo chế nhân không cần xúc tác RCl + :NH3 → RN+H3 + Cl- ↔ RNH2 + HCl Khả phản ứng dẫn xuất clo xếp theo dãy: ArCH2Cl > CH2 = CH - CH2Cl > AlkCl > ArCl • AlkCl bậc I > AlkCl bậc II > AlkCl bậc III Trong tổng hợp kim nguyên tố: xảy theo chế gốc tự tác dụng kim loại NaPb + C2H5Cl → Pb + NaCl + C2H5• → NaCl + Pb(C2H5)4 + Pb Tác nhân hợp chất có chứa O - xúc tác chế Các tác nhân alkyl hóa có chứa O rượu, ete, este, oxyt olefin dùng q trình C -, O -, N - S - alkyl hóa; nhiên thực tế người ta sử dụng chủ yếu oxyt olefin Quá trình xảy theo chế cacbocation tác dụng xúc tác acid proton để làm đứt liên kết nhóm alkyl oxy: ROH + H+ ↔ R - +OH2 ↔ R+ + H2O III Đặc tính lượng phản ứng alkyl hóa Các đặc tính lượng phụ thuộc vào tác nhân alkyl hóa dạng liên kết bị phá vỡ chất alkyl hóa Một số thơng số lượng q trình alkyl hóa trình bày bảng sau: Tác nhân alkyl hóa RCH = CH2 RCl ROH CH2 - CH2 O CH ≡ CH Liên kết bị phá vỡ Cα - H Car - H O-H Car - H O-H N-H O-H N-H -∆Ho298 , kJ/mol 84 ÷ 100 96 ÷ 104 50 ÷ 63 34 ÷ 42 ≈0 ÷ 25 ÷ 21 21 ÷ 42 O-H 88 ÷ 104 O-H 100 ÷ 117 §2 ALKYL HĨA THEO NGUN TỬ CACBON Q trình C - alkyl hóa chủ yếu xảy với hợp chất thơm parafin với nhiều ý nghiã thực tế to lớn I Alkyl hóa hợp chất thơm Hóa học sở lý thuyết 1.1 Xúc tác Tuỳ thuộc vào tác nhân alkyl hóa mà sử dụng xúc tác khác Các tác nhân alkyl hóa hydrocacbon thơm sử dụng chủ yếu công nghiệp dẫn xuất clo olefin Rượu sử dụng cho q trình alkyl hóa hydrocacbon thơm có khả alkyl hóa • Khi tác nhân dẫn xuất clo: xúc tác hữu hiệu acid phi proton, phổ biến AlCl3 Hỗn hợp phản ứng pha lỏng alkyl hóa với xúc tác AlCl3 bao gồm pha: phức xúc tác lớp hydrocacbon • Khi tác nhân olefin: thường dùng xúc tác AlCl3; dùng a.H2SO4, HF, H3PO4 chất mang, aluminosilicat, zeolit Trong đó: o Khi xúc tác a.H2SO4 HF: + trình pha lỏng + t = 10 ÷ 40oC + p = 0,1 ÷ MPa o Khi xúc tác a.H3PO4 rắn: + q trình pha khí + t =225 ÷ 275oC + p = ÷ MPa o Khi xúc tác aluminosilicat, zeolit: + trình pha lỏng pha khí + t = 200 ÷ 400oC + p = ÷ MPa Như vậy, q trình C-alkyl hóa xúc tác AlCl3 chiếm vị trí áp đảo có nhiều ưu AlCl3 trạng thái rắn không tan hydrocacbon xúc tác yếu cho phản ứng Tuy nhiên theo mức độ hình thành HCl, AlCl3 bắt đầu chuyển qua trạng thái lỏng có màu sậm Chất lỏng khơng tan hydrocacbon có hoạt tính lớn tốc độ phản ứng tăng lên Trạng thái hoạt động AlCl3 chuẩn bị cách sục khí HCl qua hệ huyền phù AlCl3 hydrocacbon, hình thành phức AlCl3 HCl với đến phân tử hydrocacbon thơm, phân tử nằm trạng thái cấu trúc đặc biệt mang điện tích dương (phức σ) cịn phân tử cịn lại hình thành lớp solvat: H H (n-1) ArH Al2Cl7 - Nhằm đạt vận tốc alkyl hóa cao từ thời điểm bắt đầu phản ứng, phức thường chuẩn bị trước sau đưa vào hệ phản ứng 1.2 Cơ chế phản ứng 1.2.1 Khi tác nhân dẫn xuất Clo RCl: xúc tác AlCl3 hoạt hóa Cl tạo phức phân cực mạnh (phức σ) hình thành cacbocation RCl + AlCl3 ↔ Rδ+ → Cl → δ-AlCl3 ↔ R+ + AlCl4R + R + R + H R + H+ 1.2.2 Khi tác nhân olefin: xúc tác AlCl3 kết hợp với chất đồng xúc tác HCl để tạo cacbocation RCH = CH2 + HCl + AlCl3 → RC+H - CH3 + AlCl4Trong trường hợp cấu tạo nhóm alkyl sản phẩm xác định theo nguyên tắc tạo thành cacbocation bền vững giai đoạn trung gian (bậc III > bậc II > bậc I) 1.3 Các phản ứng phụ Các phản ứng phụ xảy q trình alkyl hóa hydrocacbon thơm:  Alkyl hóa nối tiếp  Nhựa hóa  Phân hủy nhóm alkyl  Polyme hóa olefin • Phản ứng alkyl hóa nối tiếp: Khi alkyl hóa hợp chất thơm với có mặt xúc tác xảy nối tiếp nguyên tử H tạo thành hỗn hợp sản phẩm với mức độ alkyl hóa khác Ví dụ etyl hóa C6H6 xảy đến tạo thành hexa etylbenzen: C6H6 + C2H4 C6H5 - C2H5 + C2H4 C6H4- (C2H5)2 + C2H4 C6H3- (C2H5)3 v.v Mỗi phản ứng dãy phản ứng bất thuận nghịch Tuy nhiên dùng xúc tác Aluminosilicat Zeolit điều kiện tương đối khắc nghiệt dùng xúc tác AlCl3 xảy phản ứng thuận nghịch với dịch chuyển vị trí nhóm alkyl: C6H4R2 + C6H6 C6H5R C6H3R3 + C6H6 C6H5R + C6H4R2 Khả dịch chuyển vị trí nhóm alkyl xếp theo dãy: (CH3)3C- > (CH3)2CH- > CH3 - CH2- >> CH3Các khả hình thành sản phẩm nối tiếp: R R + R+ R + R+ R R R + +R R R + R+ R R R R R R R • Phản ứng nhựa hóa Nguyên nhân vòng thơm ngưng tụ nhiệt độ cao tạo thành sản phẩm diarylalkan, triarylalkan, diarylolefin Nhiệt độ tăng phản ứng nhựa hóa hình thành hợp chất đa vịng tăng • Phản ứng phân hủy nhóm alkyl Nguyên nhân điều kiện phản ứng khắc nghiệt thúc đẩy phân huỷ nhóm alkyl tạo sản phẩm phụ có mạch alkyl ngắn Ví dụ: + Khi C3H6 phản ứng với C6H6 có hình thành sản phẩm C6H5-C2H5 + Khi C2H4 phản ứng với C6H6 có hình thành sản phẩm C6H5-CH3 Mạch alkyl dài dễ bị phân hủy Sự phân huỷ có khả xảy giai đoạn tách cacbocation RC+H - CH2R RCH = CH2 + R+ + C6H6 - H+ C6H5 - CH - CH3 + C6H5R H • Phản ứng polyme hóa olefin Nguyên nhân kết hợp nối tiếp cacbocation với olefin (trùng hợp cation) CH3- C+H2 + C2H4 CH3- (CH2)2- C+H2 + C2H4 CH3- (CH2)4- C+H2 Polyme sinh có khối lượng phân tử khơng lớn hạn chế lượng dư hydrocacbon thơm giảm nồng độ olefin pha lỏng Thiết bị phản ứng Hiện có loai thiết bị phản ứng liên tục để alkyl hóa hydrocacbon thơm với xúc tác AlCl3 Alkylat Alkylat C6H6 tác nhân alkyl hóa khí Xúc tác Alkylat H2O olefin H2O C6H6 + olefin (hay RCl) + xúc tác a H2O b C6H6 c Hình Các loại thiết bị phản ứng alkyl hóa hydrocacbon thơm với xúc tác AlCl3 a Thiết bị ống chùm - b Hệ thiết bị nối tiếp - c Thiết bị dạng ống Cơng nghệ alkyl hóa hydrocacbon thơm Có hai hợp chất alkyl vòng thơm tiêu biểu sản xuất với sản lượng lớn etylbenzen iso propylbenzen 2.1 Tổng hợp Etylbenzen 2.1.1 Tính chất etylbenzen Ở điều kiện thường, etylbenzen chất lỏng sáng không màu, có mùi thơm đặc trưng, có nhiệt độ sơi 136,186oC Etylbenzen gây bỏng da mắt, giới hạn gây độc qua đường hơ hấp ăn uống, đồng thời hấp phụ qua da Hầu hết etylbenzen (>99%) sử dụng để sản xuất monome Styren (C6H5CH=CH2) hợp chất chủ đạo đảm bảo điều kiện kỹ thuật thương mại cho trình sản xuất styren Đây monome quan trọng lĩnh vực sản xuất chất dẻo cao su tổng hợp Chỉ có khoảng 1% etylbenzen sử dụng làm dung môi pha sơn hay làm hợp chất trung gian để sản xuất dietylbenzen acetophenol 2.1.2 Công nghệ Hiện hầu hết etylbenzen sản xuất thương mại từ q trình alkyl hóa benzen etylen Sự sản xuất etylbenzen tiêu thụ 50% lượng benzen giới Q trình alkyl hóa tiến hành chủ yếu theo phương pháp: - Tiến hành pha lỏng với xúc tác AlCl3 - Tiến hành pha với xúc tác rắn tầng cố định Phản ứng : phản ứng tỏa nhiệt mạnh C6H6 + C2H4 ⇔ C6H5 - C2H5 -∆H0298 = 114 kJ/mol a Quá trình pha lỏng Từ năm 1930, cơng nghệ alkyl hóa pha lỏng với xúc tác AlCl3 đưa vào sử dụng với đặc tính ưu việt Nhiều công nghệ phát triển dựa cải tiến qui trình cơng nghệ ban đầu này, nhiên đến qui trình Monsanto sử dụng xúc tác AlCl3 qui trình thương mại đại Q trình alkyl hóa benzen etylen xúc tác AlCl3 phản ứng tỏa nhiệt xảy nhanh phần lớn tạo thành etylbenzen Ngoài xúc tác AlCl cịn có nhiều xúc tác acid Lewis khác sử dụng AlBr 3, FeCl3, BF3 Ngồi người ta cịn đưa vào chất kích động halogen etylclorua hay hidroclorua có tính chất kích động xúc tác, làm giảm lượng AlCl3 cần thiết Cơ chế hoạt động hệ xúc tác AlCl3 - HCl sau: C2H4 + HCl + AlCl3 → C2H5+ + AlCl4- C6H6 + C2H5+ + AlCl4- → C6H6 - C2H5+ - AlCl4- C6H6 - C2H5+ - AlCl4- → C6H5 - C2H5 + AlCl3 + HCl * Điều kiện vận hành phân xưởng: • Ngun liệu benzen phải sấy khơ trước sử dụng (< 30 ppm H2O) • Nhiệt độ t = 160 ÷ 180oC tương ứng với áp suất tuyệt đối p = 1.106 Pa • Điều chỉnh tỷ số ε = benzen/nhóm etyl = ÷ 2,5 để hiệu suất thu sản phẩm tối đa • VVH ≈ • Thu hồi nhiệt tỏa để sản xuất nước áp suất thấp nhằm giảm nhiệt độ phản ứng, giúp cân dịch chuyển theo chiều thuận * Sơ đồ cơng nghệ: Hình AlCl3 EB hồi lưu Khí thải NH3 c N2 h C6H6 h g muối thải d a C6H6 hồi lưu h f H2O e b EB thô làm tinh i C2H4 Poly etylbenzen hồi lưu C2H5Cl C6H6 Hình 2: Quá trình alkyl hóa sản xuất Etylbenzen với pha lỏng đồng thể a tháp khử nước - b Thiết bị phản ứng alkyl hóa - c Thùng chuẩn bị xúc tác d Thiết bị chuyển vị alkyl - e Thiết bị bay - f Thiết bị rửa khí thải g Thiết bị tách lắng - h Hệ thống trung hòa - i Thiết bị tạo áp suất thấp * Thuyết minh: Benzen làm khô tháp tách nước (a) đưa qua hệ thống làm khí thải (f), sau trộn với dịng xúc tác etylbenzen hồi lưu đến từ thùng chứa xúc tác (c) vào thiết bị phản ứng alkyl hóa (b) Etylen chất kích động đưa vào thiết bị phản ứng từ lên qua phận phân phối Dòng lỏng khỏi thiết bị phản ứng trộn với dòng poly alkylbenzen hồi lưu vào thiết bị chuyển vị alkyl (d) So với công nghệ trước đây, công nghệ poly alkylbenzen không hồi lưu trực tiếp thiết bị phản ứng hồi lưu với lượng lớn với nồng độ xúc tác thấp làm ngừng phản ứng alkyl hóa Người ta sử dụng thiết bị chuyển vị alkyl riêng (d), thiết bị nhiệt độ thấp nhiều so với thiết bị alkyl hóa (b) để q trình thu etylbenzen đạt suất cao Sau khỏi thiết bị chuyển vị alkyl (d), dòng đưa đến tháp tách, khí đỉnh cịn dịng lỏng làm lạnh đưa vào thùng lắng (g) Tại (g) pha nặng lắng khỏi pha lỏng tách phần hồi lưu lại trình , phần lỏng nhẹ đưa qua hệ thống cột phân tách làm (h) Đối với trình đồng thể, tất xúc tác dung dịch, sản phẩm rửa nước amoniac Dịng alkylat thơ tiếp tục đưa qua phận tinh chế để thu etylbenzen tinh khiết Quá trình tinh chế thu etylbenzen tinh khiết thực cột chưng tách: • Benzen khơng phản ứng thu hồi đỉnh cột chưng cất đầu tiên, dòng đáy cột đưa qua cột chưng cất • Ơ cột 2, etylbenzen chưng tách khỏi phần poly alkylbenzen nặng hơn, đáy cột đưa qua cột cuối Ơ đỉnh cột thu etylbenzen với độ tinh khiết lớn 99% (có thể đạt 99,8%) • Tại cột 3, chưng cất poly alkyl stripping cho hồi lưu đầu trình, hợp chất cặn hay dầu chứa chủ yếu hợp chất thơm đa vòng sử dụng làm nhiên liệu b Q trình pha Cơng nghệ alkyl hóa pha khí thực từ đầu năm 1930 vào thời gian cơng nghệ alkyl hóa pha khí khơng thể cạnh tranh với cơng nghệ alkyl hóa xúc tác AlCl3 pha lỏng * Năm 1960 có qui trình Alkar phát triển UOP dựa xúc tác BF3: Ưu điểm: + sử dụng ngun liệu có etylen (8÷10 %mol), sử dụng dịng khí từ lị cốc sản phẩm đa dạng khác nhà máy lọc dầu + sản phẩm có độ tinh khiết cao Nhược điểm: lượng nhỏ nước (>1 mg/kg) làm thuỷ phân xúc tác BF3 gây ăn mịn thiết bị, cần loại bỏ nước hợp chất chứa S, O nguyên liệu trước đưa vào qui trình Điều kiện vận hành: + ngun liệu: benzen khơ, etylen BF3 + áp suất cao: 25 ÷ 35 bars + nhiệt độ thiết bị phản ứng thấp : 100 ÷ 150oC + β etylen/benzen = 0,15 ÷ 0,2 + nhiệt độ thiết bị chuyển vị alkyl = 180 ÷ 230oC Kết thu etylbenzen có nồng độ 99,9% * Năm 1970, công nghệ Mobil - Badger xuất cơng nhận cơng nghệ alkyl hóa pha thành công với xúc tác zeolit tổng hợp ZSM-5 Ưu điểm: + hệ xúc tác dị thể nhiều thuận lợi + sản phẩm có độ tinh khiết cao Nhược điểm: trình cho hiệu kinh tế khơng cao cơng nghệ alkyl hóa pha lỏng Điều kiện vận hành: + nguyên liệu etylen: 15% + xúc tác ZSM-5 hoạt tính cao + áp suất = 20 ÷ 30 bars + nhiệt độ = 400 ÷ 450oC + có thiết bị phản ứng hoạt động thay phiên: thiết bị hoạt động thiết bị tái sinh xúc tác giúp trình hoạt động liên tục c Công nghệ sản xuất etylbenzen nay: Hiện công nghệ xúc tác zeolit, pha lỏng, tầng xúc tác cố định Lummus/UOP cơng nghệ sản xuất etylbenzen đại có nhiều ưu điểm Cơng nghệ qui trình dựa qui trình alkyl hóa pha lỏng nêu trên, điểm đáng ý xúc tác sử dụng xúc tác zeolit khơng ăn mịn khơng độc hại, tái sinh thiết bị phản ứng hay đem tái sinh sở khác; sơ đồ khơng cần hệ thống rửa trung hòa sản phẩm Ưu điểm: + đáp ứng yêu cầu sản lượng dễ dàng + độ tinh khiết sản phẩm cao > 99% (m); sản phẩm phụ xylen ít, tránh khó khăn việc phân tách tốn nhiều kinh phí, thích hợp dùng làm nguyên liệu sản xuất Styren + tiêu thụ nguyên liệu + chi phí đầu tư thấp + vận hành an toàn, dễ dàng + hiệu suất 99,5% Sơ đồ cơng nghệ: hình Etylbenzen Etylen, benzen benzen hồi lưu từ đỉnh tháp tách benzen (3) đưa vào thiết bị phản ứng alkyl hóa (1) với xúc tác zeolit, phản ứng xảy tạo thành hỗn hợp alkylat Dòng sản phẩm đưa qua tháp tách benzen dư poly etylbenzen phần đưa đầu trình (1) Tại tháp tách (3), phần đáy gồm etylbenzen, (3), phần cho hồi lưu thiết bị chuyển vị alkyl (2) tạo etylbenzen bổ sung, poly etylbenzen sản phẩm nặng đưa qua tháp phân tách (4), đỉnh tháp (4) thu etylbenzen, phần đáy (4) đưa qua tháp tách (5) thu poly etylbenzen đỉnh cho hồi lưu thiết bị chuyển vị (2), đáy tháp (5) thu sản phẩm nặng làm nhiên liệu đốt C2H4 C6H6 C6H6 hồi lưu Phần nặng Hình 3: Cơng nghệ xúc tác pha lỏng, zeolit, tầng xúc tác cố định Lummus/UOP Thiết bị phản ứng alkyl hóa - Thiết bị chuyển vị alkyl - Tháp tách benzen Tháp tách Etylbenzen - Tháp tách poly etylbenzen 2.2 Tổng hợp isopropylbenzen Isopropylbenzen C6H5-CH(CH3)2 cịn có tên gọi khác Cumol, điều kiện thường tồn dạng lỏng có ts = 152,5oC Ưng dụng: + từ isopropylbenzen thu monome quan trọng lĩnh vực cao su tổng hợp α-metylstyren C6H5-C(CH3)=CH2 + từ isopropylbenzen tổng hợp isopropylphenyl hydroperoxyt (còn gọi hydroperoxyt cumol) C6H5-C(CH3)2-OOH từ tổng hợp phenol aceton OOH CH3 - C - CH3 CH3 - CH - CH3 + O2 OH + H+ + CH3 - CO - CH3 Sản xuất : iso propylbenzen sản xuất tương tự etylbenzen II Alkyl hóa parafin Q trình alkyl hóa parafin ứng dụng để sản xuất nhiên liệu số octan cao cho động q trình thơng dụng nhiều nước giới Trong phạm vi Cơng nghệ Hóa dầu, q trình alkyl hóa tập trung chủ yếu sản xuất isooctan với sản phẩm 2,2,4-trimetylpentan Đây cấu tử chuẩn có RON = 100 dùng phép thử xác định số octan xăng nhiên liệu Phản ứng: i - C4H10 + n - C H8 → i - C8H18 Hóa học sở lý thuyết • Nguyên liệu: iso butan • Tác nhân alkyl hóa : n- buten • Xúc tác: HF khan hay H2SO4 94 ữ 96% (m) hay AlCl3 ã Ch công nghệ: tuỳ thuộc vào loại xúc tác sử dụng  Xúc tác H2SO4: t = ÷ 10oC p = ÷ at τtx = 20 ÷ 30 phút  Xúc tác HF : t = 20 ÷ 35oC p = ÷ at τtx = 10 ÷ 20 phút  Xúc tác AlCl3: t = 50 ÷ 60oC p = tương đối dương • Cơ chế: phản ứng xảy theo chế cacbocation o Ban đầu olefin tham gia tạo ion cacboni: CH2=CH - CH2CH3 + H+ → CH3-CH +-CH2CH3 o Sau đó, cacbocation bậc hai tạo thành bền so với ion bậc ba nên trao đổi ion H+ với i-parafin; cacbocation bậc ba terCH CH+CH CH + (CH ) CH CH CH CH CH 3 3 butylcation hình2 thành tiếp tục 3tác dụng với olefin 2ban2 đầu: + (CH3)3C+ CH3 (CH3)3C+ + CH3CH=CHCH3 CH3 - C - CH - CH+ - CH3 CH3 CH3 ... ROH CH2 - CH2 O CH ≡ CH Liên kết bị phá vỡ Cα - H Car - H O-H Car - H O-H N-H O-H N-H -? ??Ho298 , kJ/mol 84 ÷ 10 0 96 ÷ 10 4 50 ÷ 63 34 ÷ 42 ≈0 ÷ 25 ÷ 21 21 ÷ 42 O-H 88 ÷ 10 4 O-H 10 0 ữ 11 7 Đ2 ALKYL... Cơ chế hoạt động hệ xúc tác AlCl3 - HCl sau: C2H4 + HCl + AlCl3 → C2H5+ + AlCl 4- C6H6 + C2H5+ + AlCl 4- → C6H6 - C2H5+ - AlCl 4- C6H6 - C2H5+ - AlCl 4- → C6H5 - C2H5 + AlCl3 + HCl * Điều kiện vận... thấp : 10 0 ÷ 15 0oC + β etylen/benzen = 0 ,15 ÷ 0,2 + nhiệt độ thiết bị chuyển vị alkyl = 18 0 ÷ 230oC Kết thu etylbenzen có nồng độ 99,9% * Năm 19 70, công nghệ Mobil - Badger xuất công nhận công