Способ получения алюминиево-галоидного комплекса - SU953985A3

Описание

(54) СПОСЮБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВОГАЛОИДНСТО КОМПЛЕКСА

1

Изобретение относится к получению алюминиевых-галоидных кокшлексов, используемых в качестве катализатора ал- килирования и изомеризации.

Известны безводные галоидные соединения алюминия, в частности безводный хлортстый алюминий, используемые в качестве катализаторов реакций алкилирования , трансалкилирования, изомеризации и ацшшрования 1 .

Однако эта катализаторы обычно используют в виде кусочков или гранул, или порошков, что затрудаяет их испопьзование в производстве, поскольку порошок хлористого алюминия затвердев ает на подакяцем патрубке реактора или на пути к этому патрубку, засоряя его и нарушая нормальную работу реактора.

Наиболее близким к изобретению техническим решеэаием является способ получения агаоминиево-галоидного KCHvomeKса , используемого в качестве катализатора алкипирования и изомеризации, путем контактирования алюминия, галоидводорода и алкилбензола. Известный способ заключается в пропускании газообразного галоидводорода, например хлористого водорода, бромистого водорода или йодистого водорода, через слой ку5 сочков алюминия размером от О,1 до 1,0 мм, погруженных в анизол илйксвЕлся , и в отводе комплек1 а из зоны контактирования 2 .

Недостатком известного способа яв10 ляется недостаточно высокий выход целевого продукта, что связано с протеканием побочной реакции гидрирования бензольного ядра алкилбензопа.

Цель изобретения - повышение выхоIS да целевого продукта - алюминиево-галоидного комплекса.

Указанная цель достигается тем, что получение алюмшшево-галоидного комплекса , используемого в качестве ката20 лизатора алкилирования и изомеризации, осуществляют путем контактирования алюминия, галоидводорода и алкилбекзола , при этом газообразный галоидводород непрерьшно подают в нижнюю часть реакпионной зоны, содержащую алюминий и алкипбензоп, и непрерывно удаляют полученный алкжашиево-галоидный комплекс из Нижней части реакционной зоны а образуюкшйся побочный продукт реакции - газообразный водород удаляют из верхней части реакхшонной ёоны, поддерживают температуру в реакционной зоне от 40 до 20О С с использованием алюминия в виде кусочков с диаметром оТ 3 до 1ОО мм и непрерьтной или периоДЕГческой подачей алюминия и алккпбензопа в реакционную зону. Алюминий, применяемый в предлагаемом способе, не обязательно должен быть высокой степени чистоты. В качест ве алкилбензолов наиболее пригодны толуол, эпотбензол, диэтипбензол, триэтйлбензол , этилтолусм, диэтилтолуол, ксилолы, триметилбенвопы, этилксилолы, изопропилбензолы, дшзопропипбензолы, триизопропилбензолы, изопропйЛТолуолы, дкизопрсгоштолуолы, изопропилкстшголы, изопропилэттшбензолы, вторичный бутилбензол , ди-вторичный бутилбензол, втортганые бутилтолуопы, ди-вторичные бутилтолуопы , вторичные бутетпссилолы, вторичные бупшэтилбензолы, гексилбензояы , шшлогексилбензолы и их смеси. Галоидводороды используют хфи содер жании в них влаги в общей сложности меньше, чем 0,1 %. В них могут содержаться свободный водород, а также ъ некоторой степени и галогены: Предпочтительными япаляются хлористый водород и бромистый водород. Скорсклть подачи галоидводорода в зону реакции составляет от 1 до 500 мм/с при двилсении газ в обычной колонке. Молярное отношение подаваемого галоидводорода к алюминию выбирают между 1/100 и 10 мол/ч. Температуры реакции изменяют соответственно типу алкилбензолов и галоидных соединешй водорода и величине отнсшешш площади поверхности алюминиевого слоя; температуру процесса поддерживают в диапазоне 20-2ООС. Слишком низкие температуры уменьшают скорость реакции, а слишком высокие вызьтают образование побочных продуктов и ухудшение каталитической активност:1Н полученных комплексов. Проводимая реакция oqeijb экзотермична и тепло реакции может удаляться из реакционного устройства либо испарением алкнлбензолов, либо охлаждением реакционной зоны. Пример. Стеклянную реакдаон ную колонку диаметром 70 мм заполняют 540 г алюминия в виде тонких ломтиков , имеющих в 1шину от. 15- до 25 M и добавляют туда 2000 г толуола. Осушенный хлористый водород продувают через слой алюминия с стороны дна со скоростью примерно 250 г/ч. Реакция протекает при 105-107с при протттеотоке . Полученный алюминиево-хлорвдный коьошекс отбирают с дна и накапливают в накопителе. После 4 ч реакнии было израсходовано 123 г алюмшшя и получено 3670 г коричневого алюминиево- хлоридного комплекса. Комплекс содержит 26% хлорида алюминия и 3% хлористого водорода, остальное - органические компонентьг. Комплекс хранят в закрытом сосуде. П р и м е р 2. Стеклянную реакционную колонку диаметром 40 мм и длиной 700 мм г с водяной рубашкой заполняют алюминиевыми кусочками диаметром и толнпшой соответственно 10 мм и 3 мм до уровня 500 мм от дна, а затем запога1яют смесью 10 вес. % бензола и 90 вес. % вторичного бутил-бензола. После подогрева колонки до 90°С через нее пропускают осушенный газообразный хлористый водород со скоростью 22,4 н. л в час, а затем колонку охлаждают пропусканием холодиой воды через рубашку охлаждения. При протекании реакции при 90 С в тече1ше 4 ч средняя скорость образования комплекса - 113 г в час, а средняя скорость расхода алюминия 7,25 г/ч. Хлористый водород в отходящих газах отсутствовал. Получешгый комплекс эффективен в качестве катализатора для получения моно- и ди-вторичного бутилбензола из бензола и н-бутена. Пример 3. В реактор синтеза комплекса помещают насадку, выполненную в виде колец Рашига диаметром 7мм (ма1 ериал - фарфор)- и отстоящую на 20 см от перфорированной пластины, на которую помещают алюминиевые капли диаметром 2,5 см (чистота алюминия 99,7%). Алюминий уложен до высоты 67 см над предыдущим слоем. Толуол подают до уровня 1ОО см выше пластины , а воздух, удщ15рс}т да, крлошщ iqjpKaчивазяшм газообразного азота, после чего подают хлористый водород-с скоростью 2,4 см/с. Противоток толуола осуществлякуг при 110 - 113. Полученный алюминиево-хпоридны и комплекс радает 8накопитель и собирается под слоем толуола. Алюминиево-хлоридный комплекс отбирают из накошггеля и для поддержания верхней поверхности на опредепедшом уровне подают толуол. После 24 ч реакЦИЦ уровень алюминиевого слоя уменьщается до 23 см. После этого прекра ают подачу хлористого водорода и добавляют алюминиевые гранулы в таком количестве, чтобы восстановись первоначальную высоту 67 см. Количество реJгенерированного хлористого водорода i (поглощенного разбаззленной соляной кислотой ) составляет около 9 вес.% от количества хлористого водорода, подаваемого в реактор. Выделяюло1йся в процессе газообразный водород промывают раствором щелочи и используют как топливо. Полученный таким способом комплекс хлорида алюминия весит приблизительно в 19 раз больше количества израсходо- ванного алюминия. Комплекс используют при получении изопропилтолуола из толуо ла и пропилена, а также при получении изопрошштолуола из толуола к диизопропиптолуопа . Пример 4. В примере 1 хлористый водород заменяют бромистым водородом , расход которого составляет 555 .г/ч К 656 г полученного таким образом комплекса (267 г составляет бромид алюминия) добавлено 80 г ацетилхлорида при 25-30 С, а затем температуру повышают до 70° С и поддерж1шают в течение 1 ч. После этого раствор обрабатьгеают разбавленной соляной кислотой затем водой, а затем раствором каустической соды. Толуол удаляют ректификацией . П р и м е р 5. Повторяют пример 1 за исключением того, что вместо толуола используют смесь 5% бензола и 95% кумола,-хлористый водород барботирует при 85 С и реакция продолжается 2 ч, в результате чего получают около 18ОО г комплекса, содержащего 2О% хлористого алюминия и 4% хлористого водорода. Смесь 43,4 г бензола и 148 триизопропйлбензола подвергают реакции при 100 С в течение 1 ч в присутствии 2,7 г (0,8 г хлорида алюминия) получе ного комплекса, в. резутштате чего получают смесь, содеожангую 2.5 % . 25,0% кумопа, 58% П -диизопропилбензола и 14% 1,3,5-трийзощ сжилбензола . П р и м е р 6. (По известному способу ) 30 г порошкообразного алюминия Н 1 л толуола загружают в двухлитровую четырехгсрпую склянку, оборудованную . мешалкой, трубкой для введения газа, тсолодильншсом и термометром, и газообразный хлористый водород барботируют в смесь со скоростью 1ОО г/ч в час при НО С в течение 3 ч при температу кипения с обратным холрдашьником. При этом получают 56О г красновато- емнокоричневого комплексного соединения хлористого алюминия, содержащее 0,45 г непрореагировашпего алюминия, 26% хлорида алюминия и 3% хлористого водорода . Остаток приходится на долю органических компонентов, содержащих 5, 6% соединений, гидрированных в ядре. П р и м е р 7. (По известному спосо бу) Повторяют пример 6 с использованиет вместо толуола псевдокумола (1,2,4триметилбензола ) с регулированием реакционной температуры в интервале 105 . При этом получают 5О5 г красновато-темно-коричневого комплексного соединения хлористого алюминия, -содер- , жащего 0,4 г непрореагировавшего алю- М1ШИЯ, 29% хлорида алюминия и 4% хлористиго водорода. Остаток приходится на долю органических компонентов, содерЯЕНШХ 6,1% соешшения, гищжрованного в ядре. П р и м е р 8. (Сравнительный). В 1ООО-милл1титровую колбу, оборудованную мешалкой, трубкой для введения газа , вводныкш отверстиями для подачи толуола и шгазопрошоттолуола и сшгоной трубкой, подают 133 г/ч толуола, 27 г/ч диизопропилтолусла, 35 г/ч пропилена и 6,0 г/ч комплексного соединения хлористого алюминия, полученного по примеру 1 и 7, с регулированием реакционной температуры на уровне 1ОО в водяной бане (время и щержки 4 ч). Сост.ав полученных продуктов приве ден в таблице. Пример Э. В стеклянную реакционную колонну по примеру 1 загружают 1,2,3,5-тетраметилбензол вместо толуола, при том же самом количестве алюминиевого наполнителя, при тех же самых параметрах продувки хлористым водородом . Реакционная система достигает точки кипения примерно через 70 мин после продувкн сухим газом - хлористым водородом и реакцию продолжают при 195 - 2ОО С в режиме дефлегмации. Посйе 4 ч реакции израсходовано 215 г алю. П 1:о г ченоЗ,51О г хлористоалкминиевого комплекса коричневогю цвета. Полученный таким образом комплекс содержит 30,3 % хлористого алюминия и 3,5 % хлористого водорода, прича остальное количество до 1ОО% составляпот органические компоненты. 1 г полученного комплекса добавляют к 1ОО г срто-ксилола и смесь поддерживают при 130 С в течение 2 ч, в результате чего

пезйучакгг оЛесъ, сояерэкап1ую 63% метаксвпояа и 18,5% пара-ксяпопа.

Пример 10. Стекляняуго реакционную копошу диаметром 4О мм и длиной 700 мм, нагрев и охлаждение которой тфоизводят с помощью водяной рубашкя, заполняют таблетками иэ алюминия с чистотой 99,7 %, которых сосяга ляет 5 мм в диаметре и 3 мм в толщине, до уровня 50О мм от днипш колонны, а затем колонну заполняют толуолом. К нижней части реакционной колонны непосредственно присоединен отстойник, который заполняют толуолсял.

Реакционную колонну нагревают до 40с и через нее пропускают сухой хлористый водород при расходе 50 г/ч, после чего колонну немедленно озотаждают

пропусканием через рубашку воды, так что внутреннюю температуру реакционной колонны поддерживают примерно на уровне , В холодильнике набгаодают не большую дефлегмадию. Реакция протекает при 40 С в течение 4 ч. В результате расходуют 44 г алюминия н получают 837 г хлористоалюминиевого комплекса слабо желто-коричневого цвета. Полученный ,таким образом ксяуотпекс содержит 26% хлористогч) алюминия н 3% хлористого водорода, причем остальное до 1ОО% составляют органические компоненты. Органические компоненты содержат примерно 0,1% гидрированных в ядре соединений . Полученный хлористоалюмшшевый комплекс используют в реакции по примеру 9 н получают те же результаты.

Реферат

Формула