2.1. Cơ chế và điều kiện của quá trình a. Xúc tác a. Xúc tác
Tùy thuộc vào tác nhân Alkyl hóa mà có thể sử dụng các xúc tác khác nhau.Các tác nhân alkyl hóa hydrocacbon thơm sử dụng chủ yếu trong công nghiệp là các dẫn xuất clo và olefin. Rượu ít được sử dụng cho quá trình alkyl hóa hydrocacbon thơm vì có khả năng alkyl hóa kém hơn.
- Khi tác nhân là các dẫn xuất clo: xúc tác hữu hiệu nhất là các acid phi proton, phổ biến nhất là AlCl3. Hỗn hợp phản ứng trong pha lỏng khi alkyl hóa với xúc tác AlCl3 bao gồm 2 pha: phức xúc tác và lớp hydrocacbon. - Khi tác nhân là olefin: thường dùng xúc tác là AlCl3; ngoài ra có thể dùng a.H2SO4, HF, H3PO4 trên chất mang, aluminosilicat, zeolit... Trong đó:
* Khi xúc tác là a.H2SO4 hoặc HF: + quá trình ở pha lỏng + t = 10 ÷ 40oC
+ p = 0,1 ÷ 1 MPa
* Khi xúc tác là a.H3PO4 rắn: + quá trình ở pha khí + t =225 ÷ 275oC + p = 2 ÷ 6 MPa
* Khi xúc tác là aluminosilicat, zeolit: + quá trình ở pha lỏng hoặc pha khí
+ t = 200 ÷ 400oC + p = 2 ÷ 6 MPa
Như vậy, đối với quá trình C-alkyl hóa thì xúc tác AlCl3 chiếm vị trí áp đảo vì có nhiều ưu thế.
AlCl3 ở trạng thái rắn hầu như không tan trong hydrocacbon và xúc tác rất 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 này mặc dù không tan trong hydrocacbon nhưng có hoạt tính rất lớn và do đó tốc độ phản ứng sẽ tăng lên. Trạng thái hoạt động của AlCl3 có thể chuẩn bị bằng cách sục khí HCl qua hệ huyền phù của AlCl3 trong hydrocacbon, khi đó sẽ hình thành phức của AlCl3 và HCl với 1 đến 6 phân tử hydrocacbon thơm, trong đó một phân tử này nằm ở trạng thái cấu trúc đặc biệt mang điện tích dương (phức ) còn các phân tử còn lại hình thành lớp solvat:
Nhằm đạt được vận tốc alkyl hóa cao ngay từ thời điểm bắt đầu phản ứng, phức này thường được chuẩn bị trước rồi sau đó đưa vào hệ phản ứng.