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.

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.

Каталитическое дегидрирование алканов

Каталитическое дегидрирование спиртов

Реакторы дегидрирования: