Каталог товаров
Каталог продукции Весь каталог >>
Корзина пуста

Хлорид алюминия как катализатор в процессах органического синтеза

Хлорид алюминия как катализатор в процессах органического синтеза
Иконка
Хлористый алюминий находит частое применение в качестве катализатора в различных технологиях органического синтеза. В частности безводный хлорид алюминия может применяться в качестве деструктивного катализатора процесса разложения нефти на фракции. В основе этого процесса лежит свойство нефти при ее нагревании с хлоридом алюминия разлагаться с получением газообразных и легких углеводородов бензинового типа. Для этого к обезвоженной нефти добавляют примерно от пяти до десяти процентов по массе безводного хлорида алюминия, и прогревают их при 260-280оС. На первой стадии этого процесса происходит отделение маслянистой фракции, после чего начинается отгонка легкой бензиновой фракции, которая после промывания ее щелочью приобретает прозрачность и становится стабильной. Первые разработки каталитического крекинга были произведены еще в 1881 году в России, Густавсоном и впоследствии усовершенствованны профессором Зелинским, в США в этом же направлении работал Мак-Аффи, кому первому удалось провести каталитический крекинг нефти хлоридом алюминия в промышленных масштабах. Следует отметить, что бензин, получаемый в результате влияния катализатора хлорида алюминия, отличается от полученного в обычном крекинге, не взаимодействует с бромом и перманганатом калия, что свидетельствует о полном отсутствии в нем углеводородов непредельного ряда и содержит в основном низшие парафиновые и ароматические углеводороды, а так же нафтены. Отделение маслянистой фракции, происходящее на первом этапе разложения нефти в присутствии хлорида алюминия, может быть облегчено при пропускании обезвоженного галогеноводорода, так как при этом образующийся галогеноалюминий образует комплексное соединение с тяжелыми углеводородами, входящими в этот осадок. Непредельные углеводороды этиленового ряда под действием хлорида алюминия полимеризуются и конденсируются с образованием более сложных систем. Этот процесс позволяет получать на основе фракции непредельных углеводородов синтетические смазочные масла. В данный момент в этом качестве в нефтяном крекинге используются алюмосиликаты, не обладающие такой активностью, как хлорид алюминия, но имеющие ряд технологических преимуществ.
Тем не менее, это же свойство хлорида алюминия лежит и в основе процессов алкилирования. То есть получения углеводородной фракции с высоким октановым числом, сопровождаемым низкими значениями давления насыщенного пара, практическим отсутствием серосодержащих соединений и способностью не взаимодействовать с кислородом, имеющимся в воздушной массе. Эти производные в первую очередь служат компонентами для изготовления высокооктановых бензинов и моторного топлива, обладающего высокой антидетонационной способностью. Хлорид алюминия в этом случае относится к ряду так называемых кислот Льюиса, включающих в себя галогениды многозарядных металлов, и является самым сильным по воздействию после бромида алюминия. Поэтому он и является самым распространенным из катализаторов органического синтеза. Впервые для этой цели он был использован Фриделем и Крафтсом в 1877 году. В процессе алкилирования, проходящим в присутствии катализатора, хлорида алюминия, ароматический углеводород взимодействует с алкилирующим веществом, в качестве которого могут выступать галогеноалканы и алкены. При этом происходит замещение атомов водорода на алкены, а также прохождение реакций изомеризации и полимеризации, приводящее к получению насыщенных углеводородов. Технологически процесс аликилирования бензола состоит из нескольких стадий. Первая из них заключается в его предварительном обезвоживании, вторая состоит в получении раствора катализатора, состоящего из бензола, полиалкилбензолы, этилхлорид и хлорид алюминия и заполнении им реактора, в котором и происходит взаимодействие между бензолом этано-этиленовой смесью. Образующийся полиалкилбензол смешивается с раствором катализатора и после отстаивания полученной смеси составляет верхний ее слой. Этот слой алкилата в скрубберах отмывается от растворенных в нем хлорида алюминия и соляной кислоты. Для этого в скрубберные колонны подается щелочной раствор. Далее, после отделения от алкилата жидкой фазы и не прореагировавшего бензола, он разделяется в ректификационной колонне на смолы и алкилаты, являющиеся конечным продуктом.
Картинка
Иконка
Использование хлорида алюминия в качестве катализатора проводится и в реакциях ацилирования, заключающихся в присоединении ацильной группы путем замещения одного атома, или целой группы атомов углерода, азота или кислорода, результатом чего становится образование кетонов, амидов или же сложных эфиров. Методика ацилирования так же относится к реакциям, проходящим по механизму Фриделя-Крафтца, как и реакции алкилирования, и имеют много общего по методике извлечения и обработке синтезированного вещества.
Хлорид алюминия в качестве катализатора ранее использовался также и в реакциях изомеризации парафиновых углеводородов. Впервые эта методика была использована в 30-х годах двадцатого века Ненищеску и Драганом. Применение хлорида алюминия позволяет обеспечить протекание реакций изомеризации парафинов при температуре от пятидесяти до ста пятидесяти градусов Цельсия. В основном эта методика использовалась для получения изобутана, на ней, в частности, основывался жидкофазный процесс, разработанный на фирме «Шелл», где как катализатор процесса использовался раствор хлорида алюминия в хлориде сурьмы. Сейчас для этой цели используются катализаторы, имеющие в своей основе алюмосиликаты и оксид алюминия.
Картинка
Иконка
Хлорид алюминия также применяется в процессах удаления серы из нефти и нефтепродуктов. Одним из них служит метод обессеривания алкилированием тиофена и его производных, который является разработкой компании «Бритиш Петролеум» и сходен с процессами алкилирования, чей катализ так же обеспечивается хлоридом алюминия. Суть его заключается в увеличении молекулярной массы серосодержащих соединений путем их алкилирования, что повышает в результате их температуру кипения и позволяет отогнать фракции, не содержащие серу. Таким способом можно произвести очистку бензина от серы с эффективностью порядка 99,5%, при незначительных потерях октанового числа.
Иконка
Таким образом, хлорид алюминия применяется так же и в качестве катализатора на многих направлениях органического синтеза, в том числе направленного в основном на получение высокооктановых компонентов, входящих в состав бензина и моторного топлива.
Иконка
Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.
Автор

Автор: Игорь Ливен

Дата: 12 Мар 2015 00:00

2 комментария
Anton опубликовано 20.10.2015 в 21:42
Вам нужно авторизоваться, чтобы голосовать0 Вам нужно авторизоваться, чтобы голосовать0

Нам необходимо удалить серу из нефти. Правильно понимаю, что можно использовать хлорид алюминия?
Нам необходимо удалить серу из нефти. Правильно понимаю, что можно использовать хлорид алюминия?


Ольга Дорофеева
Ольга Дорофеева опубликовано 29.10.2015 в 14:15
Вам нужно авторизоваться, чтобы голосовать0 Вам нужно авторизоваться, чтобы голосовать0

Да, в качестве катализатора в процессе алкилирования.
Да, в качестве катализатора в процессе алкилирования.



  Читайте также Особенности взаимодействия молекул флокулянта с растворителями Что вы хотели знать о монтаже трубопроводов. Монтаж полипропиленовых труб Возможность совмещения разных пластиков в одной трубопроводной системе Обработка нефтесодержащих стоков физико-химическими методами О монтаже труб из полибутена. Часть 2 Вернуться назад
Пройти опрос о качестве сайта