АЛКИЛИРОВАНИЕ ПАРАФИНОВ

Процесс применяется для синтеза высокооктановых моторных топлив или добавок к ним. Это, в основном, изооктан, получаемый алкилированием трет-бутана.

Процесс обратимый, протекающий с выделением тепла, при температуре меньше 100 °С равновесие практически полностью смещается в сторону продуктов.

Катализаторы: протонные и апротонные кислоты, катиониты и алюмосиликаты. Наиболее часто используется серная кислота, как наиболее доступная и наиболее активная. С увеличением разветвленности углеродной цепи процесс ускоряется.

Алкилирование протекает по ионному механизму через стадию образования карбокатиона, который способен к изомеризации. В результате при взаимодействии н-бутена с трет-бутаномполучается смесь изомеров (2,2,4-, 2,3,3- и 2,3,4- триметилпентаны). Наиболее часто выделяют 2,2,4-триметилпентан (изооктан).

Он является эталоном для определения октанового числа моторных топлив. У чистого изооктана октановое число равно 100, н-гептана - 0. При алкилировании одновременно идут побочные реакции:

1. Карбокатион подвергается изомеризации, что приводит к изменению состава изомеров.

2. Образуются полиалкилаты, так как с н-бутеном может реагировать не только (СН₃)₃С⁺, но и карбокатионы, образующиеся на промежуточных стадиях (5-10 %). Содержание полиалкилатов увеличивается с ростом концентрации алкена в смеси и температуры.

3. Происходит деструкция карбокатионов с отщеплением СН₃⁺ и образованием углеводородов С_5-7 (6-10 %). Процесс усиливается с ростом температуры.

4. Под действием серной кислоты идет полимеризация алкена с получением олигомерных продуктов, которые ухудшают качество алкилата.

Селективность процесса по изооктану зависит от условий процесса. Избыток парафина способствует росту селективности по продукту моноалкилирования. С экономической точки зрения оптимальным является 4-6 кратный избыток парафина по отношению к алкену. Температура 0-10 °С обусловлена в основном температурой кипения жидкого трет-бутана при используемом давлении и малой скоростью протекания побочных реакций.