Изучение реакций арилалкилирования с фракцией жидких продуктов пиролиза с участием сеокар-600 и модифицированных сеокар-600М катализаторов, содержащих фенол-цеолит
В статье приводятся результаты изучения реакций арилалкилирования с фракцией жидких продуктов пиролиза с участием сеокар-600 и модифицированных сеокар-600м катализаторов, содержащих фенол-цеолит.
Цеолитсодержащие катализаторы уже изучаются как новая область (1, 2). Нет такой области промышленности, где бы использовались цеолиты. Наряду с катализаторами КН-30 и его модифицированными катализаторами КН-30М, на катализаторах Сеокар-600 и его модификации Сеокар-600М также проводились реакции арилалкилирования с фракцией жидких продуктов пиролиза фенола. Реакции аралкилирования фенола фракцией жидких продуктов пиролиза применяются на фракционных и неремонтируемых установках в присутствии катализаторов Сеокар-600 и Сеокар-600М. Сначала проведем реакции арилалкилирования с фракцией жидких продуктов пиролиза фенола в аппарате перемешивания.
Колбу сначала заполняют заранее рассчитанным количеством фенола, Сеокара-600 (или Сеокара-600M), содержащего цеолит в измельченном состоянии, и нагревают. После достижения температуры 45°С по каплям добавляют фракцию жидких продуктов пиролиза. Затем температуру смеси повышают до 80-140°С, продукты фильтруют, отделяют от катализатора и ректифицируют. При ректификации полученного алкилата отгоняют и разделяют фракцию жидких продуктов пиролиза, возвращающихся из реакции при атмосферном давлении и фенол, а затем при более низком давлении (10 мм рт. ст.) целевой продукт и фенол и другие изомеры. Хроматографическая экономика, физико-химические и элементные свойства полученного пара-арилалкилфенола исключены. Как уже говорилось, реакции арилалкилирования фенола осуществляются с непредельными углеводородами, содержащимися во фракции жидких продуктов пиролиза - стиролом, а-метилстиролом, винилтолуолом и инденом.
С целью поиска эффективных условий процесса арилалкилирования с долей жидких продуктов пиролиза в установке периодического действия с наличием катализатора фенола Сеокар-600 исследовано влияние кинетических параметров реакции на выход и селективность реакции. Определяли целевой продукт - температуру, время, мольные соотношения основных компонентов и количество катализатора. Температура процесса арилалкилирования проводилась в диапазоне 80-140°С, продолжительность реакции - в пределах 2-6 часов, мольное соотношение фенола к фракции жидких продуктов пиролиза - 1:1 до 1:4 моль, а количество катализатора составляло 5-15%.
Результаты реакции арилалкилирования фенола в присутствии катализатора Сеокар-600 с фракцией жидких продуктов пиролиза в аппарате периодического действия представлены на рисунке 1. Как видно из рисунка, при выборе температуры реакции арилалкилирования фенола на катализаторе Сеокар-600 и фракции жидких продуктов пиролиза в пределах 80-100°С выход целевого продукта составляет 47,4-62,9%, а селективность находится в пределах 96,0-92,4%. Сравнительно низкий выход целевого продукта и высокая селективность свидетельствуют о том, что реакция арилалкилирования протекает не полностью при указанных температурах. Повышая температуру реакции арилалкилирования до 120°С, можно получить эффективный выход и селективность по целевому продукту. При этой температуре выход параарилалкилфенола составляет 78,2% по отношению к полученному фенолу, а селективность - 93,5% по отношению к целевому продукту. Повышение температуры реакции арилалкилирования до 140°С не дает эффективного результата. При этом выход целевого продукта составляет 71,7%, а селективность - 88,7%. Для достижения эффективной реакции арилалкилирования целесообразнее принимать температуру процесса 120°С.
Основным фактором, влияющим на выход и селективность пара-арилалкилфенола, является продолжительность процесса. Как видно из рисунка, при увеличении времени реакции арилалкилирования с 2 до 4 часов выход целевого продукта увеличился с 42,6 до 78,2% в пересчете на взятый фенол. В это время селективность процесса варьируется в пределах 95,8-93,5%. При увеличении времени контакта исходных компонентов с катализатором до 6 часов выход целевого продукта увеличивается до 79,4%, при этом селективность процесса снижается до 86,3% по целевому продукту.
По мере увеличения времени реакции образуются другие изомеры фенола. Результаты исследований показывают, что время реакции составляет 4,5 часа. При проведении реакции арилалкилирования за это время выход целевого продукта составляет 78,2% по отношению к взятому фенолу, а селективность - 93,5% по целевому продукту.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- 1. Расулов Ч.К., Салманова Ч.К., Мамедов А.П. О механизме действия производных анилина и фенола в процессе фотоокисления // Азербайджанский химический журнал. - 2005. - Nº 1. - С. 108-112.
- 2. Агаев А.А., Ширинова Х.И., Гараева И.Э. Получение 2,3,6-триметилфенолов алкилированием 2,3- и 2,5-диметилфенолов метанолом // Башкирский химический журнал. - 2016. - Т. 23. - Nº 2. — C. 8-13.
