制服呢

[拼音]：wanjihua

[英文]：alkylation

利用加成或置換反應將烷基引入有機物分子中的反應過程。烷基化反應作為一種重要的合成手段，廣泛應用於許多化工生產過程。

沿革

1879年，德國人M.M.貝爾鬆首先用三氯化鋁作催化劑由苯和乙烯製得乙苯，但直至20世紀40年代，此法才實現工業化。30年代末建立了第一套用硫酸作催化劑的異丁烷與丁烯的烷基化反應，生產高辛烷值汽油調合組分的工業裝置；隨著第二次世界大戰對航空汽油的大量需要，該法迅速發展。40年代，美國殼牌公司開發了用硫酸作催化劑由丙烯與苯液相烷基化制異丙苯的生產裝置，與此同時還開發了用磷酸矽藻土作催化劑的氣相烷基化法。以後於1959年由美國環球油品公司開發的阿爾卡法和1975年由美國莫比爾石油公司開發的莫比爾－貝捷法，都是用氣相催化法生產乙苯的烷基化裝置。

反應型別

烷基化反應可分為熱烷基化和催化烷基化兩種。由於熱烷基化反應溫度高，易產生熱解等副反應，所以工業上都採用催化烷基化法。主要的催化烷基化有：

（1）烷烴的烷基化，如用異丁烯使異丁烷烷基化得高辛烷值汽油組分：

②芳烴的烷基化，如用乙烯使苯烷基化：

③酚類的烷基化，如用異丁烯使對甲酚烷基化：

催化劑

工業上催化烷基化過程可分為液相法和氣相法兩種，所用催化劑互不相同。

液相烷基化催化劑

主要用：

（1）酸催化劑，常用的有硫酸和氫氟酸。異丁烷用丙烯、丁烯進行的烷基化，目前以應用氫氟酸為多。苯用高碳烯烴或用C10～C18的氯化烷進行的烷基化，以及酚類的烷基化，則以應用硫酸為多。

（2）弗瑞德-克來福特催化劑，如氯化鋁-氯化氫和氟化硼-氟化氫等，常用於苯與乙烯、丙烯以及高碳烯烴的烷基化，以及酚類的烷基化等過程。

氣相烷基化催化劑

主要用：

（1）固體酸催化劑，如磷酸矽藻土等，用於苯與乙烯、丙烯，萘與丙烯的烷基化；

（2）金屬氧化物催化劑，如氧化鋁、氧化鋁－氧化矽、鎂和鐵的氧化物以及活性白土等，常用於苯與乙烯、酚和甲醇進行烷基化反應等。

（3）分子篩催化劑，如ZSM-5型分子篩催化劑，主要用於苯與乙烯進行烷基化的過程。

過程條件

烷基化是放熱反應，反應熱一般為80～120kJ/mol，因此，反應熱的移除至關重要。從熱力學觀點來看，在很寬的溫度範圍內，均可使反應接近完全，只在溫度很高時，才有明顯的逆反應。液相反應所用催化劑一般活性較高，反應可在較低溫度（0～100°C）下進行。採用適當的壓力是為了維持反應物呈液相以及調節反應溫度。為了減少烯烴的聚合以及多烷基化物的生成，常採用較高的烷烯或苯烯摩爾比（5~14:1）以及較短的停留時間。工業上為了使苯和烷基化劑得到有效利用，常將多烷基化物迴圈送回反應器，使之與苯發生烷基轉移反應，以生成一烷基苯。原料中的乙炔、硫化物和水對催化劑有害，應預先除去。氣相烷基化所用催化劑活性一般較低，故須在較高溫度（150～620°C）下進行反應，壓力通常在1.4～4.1MPa，苯烯摩爾比為3～20:1。原料中的硫化物及水易使催化劑中毒，必須預先脫除。

反應器

液相烷基化可在臥式或塔式反應器內進行，反應熱可由反應器（臥式）內的冷卻管或蒸發製冷而移除。為了保證反應物和酸的充分混合以及控制一定的停留時間，可採用攪拌、迴圈、加擋板或採用多級串聯式反應器。由於催化劑有腐蝕性，反應器須用耐腐蝕材料襯裡。氣相烷基化對裝置無腐蝕，一般使用列管式固定床反應器，也可用多段激冷式絕熱反應器。

工業應用

在石油煉製工業中，烷基化過程主要用於生產高辛烷值汽油的調合組分。例如：異丁烷用丙烯或丁烯進行烷基化，得到烷基化油，這是烷基化過程的最早應用。苯用丙烯進行烷基化生產異丙苯，開始也是作為汽油的摻合劑，現在是生產苯酚和丙酮的主要原料。現在烷基化過程主要用於生成多種重要有機產品。例如：苯用乙烯進行烷基化生產乙苯，苯用C10～C18烯烴進行烷基化生產合成洗滌劑原料高碳數烷基苯。此外，甲苯用丙烯進行烷基化得到的甲基異丙苯，經過氧化及異構化可生產間甲酚；甲苯與乙烯反應可生產乙烯基甲苯。間二甲苯經異丁基化可生產二甲苯麝香。1，2，4-三甲苯用甲醇或氯甲烷進行烷基化，可生產1，2，4，5-四甲苯。苯酚用異丁烯進行烷基化可生成叔丁基苯酚，用二異丁烯進行烷基化可生成對辛基苯酚。