Catalytic Production of para-ethyltoluene by Alkylation of mono-alkylbenzenes with Alcohols
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
تمت دراسة إنتاج بارا إيثيلين في وجود المحفز الزوليوتي إم إف أي عن طريقتين. هذه الطريقتين هما عن طريق التلوين مع الإيثانول و عن طريق الإيثايل بنزين مع الميثانول. تم اختبار التفاعل في مفاعل مغلق في وجود عدة تراكيز من كمية الألومينيوم في المادة الزوليوتية (نسبة السيلكا إلى الألومنا (SiO2/Al2O3))، وكذالك ذات مسامية مختلفة في الحجم عند درجات حرارة تتراوح بين 250-400 درجة مئوية. حيث كانت نسب السيليكا إلى الألومينيوم 80، 280 و 2000. مدة التفاعل المختارة كانت بين 5 و 20 ثانية مع إبقاء نسبة المواد المتفاعلة متساوية. من خلال الدراسة على المحفز الزوليوتي إم إف أي، تبين أن الناتج إيثايل بنزين كان المنتج الرئيسي مع عائد عال يصل إلى 26%، و إختيارية يصل إلى 27% لمادة بارا إيثايل تولوين عند استخدام الزيوليت إم إف أي-80 بينما كانت الإختيارية لمادة بارا إيثايل تولوين وصلت إلى 48 و 100% عند إستخدام إم إف أي-280 و إم إف أي-2000 بالتتابع. و يعزي ارتفاع الإختيارية في وجود إم إف أي-2000 إلى الأثار المشتركة لارتفاع نسبة السيلكا إلى الألومنا (SiO2/Al2O3), ضعف مواقع الحامضية بالإضافة إلى كبر حجم الكريستال (أطول طول انتشار). أما في طريقة الألكلة و حجم مسامية الزيوليت، ألكلة التلوين أعطت أعلى عائد و إختيارية لإيثايل تولوين في وجود جميع أنواع الزيوليت المستخدمة مقارنة بألكلة إيثايل بنزين. كان العائد الأقصى لمادة الإيثايل تولوين 13.7% باستخدام إي إم-5 و زي إس إم-5 بينما تم الحصول على 12.5% في ألكلة الإيثايل بنزين في وجود الزيوليت إس إس زد-33. كما تبين أن إس إس زد-33 أعطى انتقائية أعلى وصلت إلى 50% لمادة الإيثايل تولوين بسبب الجمع بين تأثير طوبولوجيا ثلاثية الأبعاد و قنواتها ذات الإثني عشر رابطة. في المقابل، نسبة الإختيارية لمادة البارا إيثايل تولوين كانت متشابه في حدود 26% بغض النظر عن طوبولوجيا الزيوليت أو الطريق الألكلة. وقد جرت دراسات الحركية لألكلة التولوين في وجود المحفزات الزوليوتية باستخدام نموذج التثبيط و قانون القوة إلى جانب مدة التفاعل. كان الارتباط بين نتيجة النمذجة والبيانات التجريبية مرضيا، وكانت طاقة التنشيط من مختلف الزيوليت المستخدمة في ألكلة التولوين إلى الإيثايل تولوين أي إم-5 (58.2 كيلوجول/ مول) > إس إس زد-33 (39.7 كيلوجول/ مول)> تي إن يو-9 (27.3 كيلوجول/ مول)> إم أو أر (20.2 كيلوجول/ مول)>زد إس إم-5 (17.0 كيلوجول/ مول).