Дегидрирование алкилароматических соединений

Дегидрирование алкилароматических соединений является важным промышленным процессом синтеза стирола и его гомологов. Катализаторами процесса в большинстве случаев являются промотированные оксидами калия, кальция, хрома, церия, магния, цинка оксиды железа. Их отличительной особенностью является способность к саморегенерации под воздействием водяного пара. Так же известны фосфатные, меднохромовые и даже катализаторы на основе смеси оксида железа и меди.
Процессы дегидрирования алкилароматических соединений протекают при атмосферном давлении и при температуре 550 - 620 °С в мольном соотношении сырья к водяному пару 1:20. Пар необходим не только для снижения парциального давления этилбензола, но и для поддержания саморегенерации железооксидных катализаторов.

В реакцию дегидрирования алкилароматических соединений вступает непосредственно алкильный радикал. Наиболее востребованными в промышленности процессами являются синтез стирола, α-метилстирола, винилтолуола и дивинилбуензола.

Дегидрирование этилбензола – вторая стадия процесса получения стирола из бензола. На первой стадии проводят алкилирование бензола хлорэтаном (реакция Фриделя-Крафтса) на алюмохромовом катализаторе, а на второй полученный этилбензол дегидрируется до стирола. Процесс характеризуется высоким значением энергии активации 152 кДж/моль, ввиду чего скорость реакции сильно зависит от температуры. Именно поэтому реакцию проводят при высоких температурах.

Каталитическое дегидрирование этилбензола в стирол

Параллельно в процессе дегидрирования этилбензола протекают побочные реакции – коксообразование, скелетная изомеризация и крекинг. Крекинг и изомеризация снижают селективность процесса, а коксообразование оказывает влияние на дезактивацию катализатора. Для того, чтобы катализатор работал дольше, необходимо периодически проводить окислительную регенерацию, в основе которой лежит реакция газификации, «выжигающая» большую часть кокса с поверхности катализатора.

Аналогичным образом проводят и другие процессы дегидрирования алкилароматических углеводородов. Изопропилбензол (кумол) дегидрируется при таких же условиях до α-метилстирола, этилтолуол до винилтолуола, диэтилтолуол до дивинилтолуола. Полученные продукты являются ценным сырьем для получения синтетических каучуков и пластмасс.

Синтеза стирола реакция Фриделя-Крафтса

Каталитическое дегидрирование алканов

Каталитическое дегидрирование спиртов

Реакторы дегидрирования:

  • Контроль температуры и давления в зоне реакции, скорости перемешивания
  • Объем сосуда: 10 мл – 1000 л
  • Расчетное давление: 1– 400 бар
  • Расчетная температура: -30 – 600 оС
  • Материал сосуда: нержавеющая сталь, Hastelloy C-276, титан, стекло
  • Мешалка: магнитная, 0 - 3500 об/мин
  • Обогрев: рубашка, электрический/керамический нагреватель
Узнать цену
  • Контроль температуры и давления в слое катализатора, скорости подачи жидкого/газообразного сырья
  • Объем загрузки катализатора: 5 мл – 2 л
  • Расчетное давление: 1 – 400 бар
  • Расчетная температура: 20 – 800 °С
  • Материал трубки: нержавеющая сталь, Hastelloy C-276, титан
  • Обогрев: электрический/керамический нагреватель
Узнать цену
  • Готовое решение каталитической установки проточного типа
  • Максимальное давление  процесса 250 бар
  • Максимальная температура 900 °C
  • Для разных видов оценки могут применятся различные материалы реактора
  • Полная автоматизированная система управления и сбора данных
Узнать цену