Соотношение водяной пар : олефин поддерживается на уровне 0,5-0,7 : 1, хотя с позиций термодинамики рекомендуется использовать избыток водяного пара. Соотношение ограничено с одной стороны близостью области конденсации водяного пара, с другой – увеличением затрат на ректификацию разбавленного водно-спиртового конденсата.

Наличие инертного разбавителя равноценно снижению общего давления в системе и не выгодно в данном процессе. Однако из-за низкой конверсии этилена за проход его приходится рециркулировать, в результате в нем накапливаются инертные примеси, что по действию аналогично введению инертного разбавителя. Поэтому для выведения инертов из системы часть рециклового этилена необходимо отдувать.

Технологические особенности процесса и связанные с ними решения:

Малая степень конверсии этилена за проход – большие рецикловые потоки; необходимость отдувать инерты; необходимость использования высокочистого исходного этилена; с другой стороны - возможность использования адиабатического реактора простой конструкции;

Высокое давление – использование аппаратуры для создания давления и толстостенного реакционного аппарата;

Высококоррозионная среда – необходимость защищать реактор футеровкой;

Унос фосфорной кислоты с поверхности катализатора – необходимость ее нейтрализации и отделения солей; возможность подпитки катализатора свежей фосфорной кислотой;

Высокая температура реакции и использование пара высоких параметров - необходимость утилизации большого количества тепла; значительное количество теплообменной аппаратуры

В данном процессе можно использовать адиабатический реактор простой конструкции, футерованный изнутри медными листами для защиты от коррозии. Из-за высокого рабочего давления, реактор должен быть толстостенным. Катализатор насыпается на опорный перфорированный конус внавал. Для продления срока службы катализатора может быть предусмотрена его подпитка свежей фосфорной кислотой на входе.

Способы получения этилбензола. Технологические особенности процесса, какими стадиями он представлен. Варианты аппаратурного оформления реакторного блока.

Рекомендуйте оптимальные условия проведения процесса. Технологические особенности процесса, из каких стадий он состоит. Приведите варианты аппаратурного оформления реакторного блока.

Способы получения этилбензола:

1. Алкилирование бензола:

а) алкилирование бензола этиленом на протонных кислотах (HF > H2SO4 (ж.ф. 10-400С, 0,1-1,0 МПа > H3PO4 г.ф. 200-4000С, 2-6 МПа);

б) алкилирование бензола этиленом на апротонных кислотах; жидкофазное, kt – AlCl3 – стандартное (20-40% AlCl3) и гомогенное (2 г kt на 1 кг алкилата);

в) алкилирование бензола этиленом на гетерогенных катализаторах – алюмосиликатах и цеолитах (парофазный процесс, 210-2500С, 1,4-2,8 МПа; соотношение бензол:этилен 7:1

г) алкилирование бензола этилгалогенидами на AlCl3;

2. выделение ректификацией из фракции C8 ароматических углеводородов – продуктов каталитического риформинга;

3. выделение из смолы пиролиза;

4. окислительное метилирование толуола (700-7500С, радикально-цепной механизм, без катализатора)

.

Основное количество этилбензола получают алкилированием бензола этиленом в присутствии AlCl3.

Побочные реакции:

1. на AlCl3 протекают реакции последовательного алкилирования, а т.к. алкилирование проводится под термодинамическим контролем, то среди диэтилбензолов будут преобладать мета- и пара-изомеры, а среди триэтилбензолов – 1,3,5-триэтилбензол.

2. деструкция этильной группы с образованием толуола;

3. олигомеризация этилена

4. смолообразование за счет конденсации ароматических соединений (диарилалканы).

Механизм – карбкатионный: протон уже имеется в виде σ-комплекса. Он передается молекуле олефина, образовавшийся карбокатион атакует ароматическое соединение, причем вся реакция протекает в слое каталитического комплекса, который обменивается своими лигандами с углеводородным слоем. Далее карбокатион атакует ароматическое ядро, образуются последовательно π-комплекс и карбокатион с последующей быстрой стадией отщепления протона.