Методи отримання етилового спирту. Для прямої гідратації етилену в паровій фазі запишіть основну та побічні реакції, вкажіть каталізатор процесу, приведіть механізм, запишіть рівняння швидкості накопичення спирту. Обгрунтуйте вибір умов проведення процесу. Технологічні особливості процесу і пов'язані з ними рішення. Обгрунтуйте вибір типу і конструкції реактора.
Способи отримання етилового спирту:
1. Бродіння харчової сировини (крохмаль та цукристих речовин) - картоплі, хлібних злаків, відходів цукрових заводів.
Спочатку йде оцукрювання крохмалю з утворенням дисахарида - мальтози, яка в процесі бродіння гідролізується в глюкозу.
2. Гідроліз деревини з подальшим бродінням. Для отримання спирту деревину обробляють (гідролізують) сірчаної або соляною кислотою. При цьому з целюлози утворюється глюкоза
яка потім проходить стадію спиртового бродіння.
3. Отримання етанолу з сульфітних лугів - відходів целюлозно-паперового виробництва) - сульфітний спирт. Сульфітний луг - рідина, що залишилася після обробки тріски розчином бісульфіта Ca або Mg. Частина сухої речовини цих лугів, що представляє собою цукру, здатна зброджувати в етиловий спирт.
4. Отримання етилового спирту сернокислотной гідратацією. Концентрована сірчана кислота здатна реагувати з етиленом, утворюючи моно-і діалкілсульфат:
Ці ефіри при взаємодії з водою перетворюються на етиловий спирт, виділяючи кислоту:
5. Отримання етилового спирту прямої гідратації етилену, тобто шляхом безпосереднього гетерогенно-каталітичного приєднання води до етилену:
При прямій гідратації крім основної протікають такі побічні реакції:
Освіта діетилового ефіру міжмолекулярної дегідратацією етанолу та алкилірованієм етанолу етиленом;
освіта ізопропілового спирту при алкілуванні пропілену, що міститься у вигляді домішки в етилену;
освіта ацетальдегіду шляхом гідратації ацетилену (мікропрімесь в етиленової фракції) і дегидрированием етанолу;
освіта кротонового альдегіду конденсацією ацетальдегіду;
освіта оцтової кислоти окисленням ацетальдегіду;
освіта етилацетату етерифікацією оцтової кислоти етанолом;
освіта полімерів етилену;
освіта бутанолу-2 при гідратації бутену-2 (продукт димеризації етилену).
В якості каталізатора використовується фосфорна кислота, нанесена на силікагель.
Механізм гідратації - карбкатіона:
протонування олефина через проміжне утворення Пі-і сигма-комплексів,
приєднання молекули води з утворенням іона алкоксонія;
відщеплення протона з утворенням спирту.
При гідратації олефінів вода завжди знаходиться в надлишку, тому гальмуючим впливом спирту можна знехтувати:
Температура гідратації 280-3000С, що несприятливо для рівноваги, однак на практиці не знайдено каталізатора, який давав би прийнятні виходи спирту при більш низькій температурі. При даній температурі ступінь конверсії не доводять до рівноважної (10-11%), а тримають на рівні 4-5%, тому що при наближенні до рівноважної ступеня конверсії знижується швидкість реакції.
Реакції гідратації, що йде з зменшенням обсягу, сприяє підвищений тиск, тому процес ведуть при тиску 80 атм, подальше підвищення тиску недоцільно через близькість області конденсації водяної пари і великих витрат зі створення тиску.
Співвідношення водяний пар: олефін підтримується на рівні 0,5-0,7: 1, хоча з позицій термодинаміки рекомендується використовувати надлишок водяної пари. Співвідношення обмежено з одного боку близькістю області конденсації водяної пари, з іншого - збільшенням витрат на ректифікацію розведеного водно-спиртового конденсату.
Наявність інертного розріджувача рівноцінно зниженню загального тиску в системі і не вигідно в даному процесі. Проте через низьку конверсії етилену за прохід його доводиться реціркуліровать, в результаті в ньому накопичуються інертні домішки, що за дією аналогічно запровадження інертного розчинника. Тому для виведення інертний з системи частина реціклового етилену необхідно віддуватися.
Технологічні особливості процесу і пов'язані з ними рішення:
Мала ступінь конверсії етилену за прохід - великі рецікловие потоки; необхідність віддуватися інертність; необхідність використання високочистого вихідного етилену, з іншого боку - можливість використання адіабатичного реактора простої конструкції;
Високий тиск - використання апаратури для створення тиску і товстостінного реакційного апарату;
Висококоррозіонная середовище - необхідність захищати реактор футеровкой;
Віднесення фосфорної кислоти з поверхні каталізатора - необхідність її нейтралізації та відділення солей; можливість підживлення каталізатора свіжої фосфорною кислотою;
Висока температура реакції і використання пари високих параметрів - необхідність утилізації великої кількості тепла; значна кількість теплообмінної апаратури
У даному процесі можна використовувати адіабатичний реактор простої конструкції, футерованих зсередини мідними листами для захисту від корозії. З-за високого робочого тиску, реактор повинен бути товстостінні. Каталізатор насипається на опорний перфорований конус внавал. Для продовження терміну служби каталізатора може бути передбачена його підживлення свіжої фосфорною кислотою на вході.
Способи отримання етилбензолу. Технологічні особливості процесу, якими стадіями він представлений. Варіанти апаратурного оформлення реакторного блоку. Рекомендуйте оптимальні умови проведення процесу. Технологічні особливості процесу, з яких стадій він складається. Наведіть варіанти апаратурного оформлення реакторного блоку.
Способи отримання етилбензолу:
1. Алкілування бензолу:
а) алкілування бензолу етиленом на протонних кислотах (HF> H 2 SO 4 (Ж.Ф. 10-40 0 С, 0,1-1,0 МПа> H 3 PO 4 Г.Ф. 200-400 0 С, 2 -6 МПа);
б) алкілування бензолу етиленом на апротонних кислотах; рідиннофазної, kt - AlCl 3 - стандартне (20-40% AlCl 3) і гомогенне (2 г kt на 1 кг алкілату);
в) алкілування бензолу етиленом на гетерогенних каталізаторах - алюмосилікатах і цеолітах (парофазного процес, 210-250 0 С, 1,4-2,8 МПа; співвідношення бензол: етилен 7:1
г) алкілування бензолу етілгалогенідамі на AlCl 3;
2. виділення ректифікацією з фракції C 8 ароматичних вуглеводнів - продуктів каталітичного риформінгу;
3. виділення зі смоли піролізу;
4. окисне метилювання толуолу (700-750 0 С, радикально-ланцюговий механізм, без каталізатора)
Основна кількість етилбензолу отримують алкилірованієм бензолу етиленом у присутності AlCl3.
Побічні реакції:
1. на AlCl3 протікають реакції послідовного алкілування, а тому алкілування проводиться під термодинамічним контролем, то серед діетілбензолов будуть переважати мета-і пара-ізомери, а серед тріетілбензолов - 1,3,5-тріетілбензол.
2. деструкція етільной групи з утворенням толуолу;
3. олігомеризація етилену
4. смолоутворення за рахунок конденсації ароматичних сполук (діарілалкани).
Механізм - карбкатіона: протон вже є у вигляді σ-комплексу. Він передається молекулі олефина, що утворився карбокатіони атакує ароматичне з'єднання, причому вся реакція протікає в шарі каталітичного комплексу, який обмінюється своїми лігандами з вуглеводневим шаром. Далі карбокатіони атакує ароматичне ядро, утворюються послідовно π-комплекс і карбокатіони з подальшою швидкою стадією відщеплення протона.
Оптимальні умови: температура - 100-1100С (при цій температурі переалкілірованіе вже протікає досить швидко, але поліциклічних речовин, дезактивуючих каталізатор ще мало); тиск 0,1-0,2 МПа; співвідношення бензол: етилен = (2-3): 1моль / моль.
Технологічні особливості процесу:
1. необхідність використовувати надлишок бензолу по відношенню до олефінів - рецикл бензолу;
2. реакція екзотермічну - необхідно передбачити з'їм тепла;
3. каталіз здійснюється каталізаторних комплексом на основі AlCl3 - його готують окремо;
4. реакція йде в шарі каталізаторного комплексу - необхідно активне перемішування;
5. необхідність осушки бензолу і, при необхідності, олефінових фракції, тому що наявність вологи призводить до дезактивації каталізатора - осушення бензолу, можливість відганяти непрореагіровавшіх бензол з водою і повертати його в рецикл;
6. на AlCl3 протікає оборотна реакції переалкілірованія;
7. необхідність розкладати каталізаторний комплекс - промивання, стічні води;
8. абгази містять HCl - очищення абгазов.
Стадії, з яких складається процес:
1. гетероазеотропная осушка бензолу;
2. блок приготування каталізатора;
3. реакторний вузол;
4. очищення газів, що відходять від HCl;
5. відділення реакційної маси від каталізаторного комплексу;
6. розкладання каталізаторного комплексу та очистка продуктів алкілування від HCl;
7. поділ продуктів алкілування;
8. блок переалкілірованія (оформлений окремо або в повернення ді-і тріалкілбензолов на переалкілірованіе в основний реактор).
Варіанти оформлення реакторного блоку:
1. реактор з мішалкою і сорочкою періодичної дії;
2. ізотермічний реактор трубчастого типу;
3. каскад реакторів з мішалками і сорочками;
4. реактор колонного типу, що працює в автотермічний режимі (з'їм тепла здійснюється киплячим бензолом).
Продукти, одержувані алкилірованієм фенолів та їх призначення. Існуючі каталізатори та алкілуючі агенти. Каталізатор та оптимальні умови отримання 2,6-дітретбутілфенола, запишіть основну та побічні реакції, механізм перетворення. Технологічні особливості процесу, з яких він складається стадій. Вибір конструкції реактора.
Газофазним метилюванням фенолу метанолом над гетерогенним каталізатором отримують о-, м-і п-крезоли та ізомерні ксиленоли.
З моноалкілфенолов практичний інтерес представляє п-третбутилфенола, використовуваний у виробництві лакофарбних покриттів. Моноалкілфеноли з алкільного групою з 5-8 атомів вуглецю є сильними бактерицидними засобами, а з 8-12 атомами С - цінними проміжними продуктами для синтезу ПАР.
2-Треталкіл-, 2,4 - і 2,6-дітреталкілфеноли є проміжними продуктами для синтезу стабілізаторів полімерів і масел проти термооокіслітельной деструкції.
Каталізатори і алкілуючі агенти:
На AlCl3 утворюється складна суміш продуктів, що містить солі PhOAlCl2, тому в промисловості AlCl3 для алкілування фенолів не використовують.
Найчастіше застосовують протонні кислоти і Металокисні каталізатори. Тому в якості алкілуючих агентів використовують тільки спирти і олефіни.
В якості каталізаторів - протонних кислот - в промисловості найчастіше застосовують сірчану кислоту. Вона дешевше і доступніше інших кислот, а й сильніше каталізує побічні реакції, приводячи додатково до сульфірованія фенолу і сульфатами олефина.
п-Толуолсульфокіслота - CH3C6H4SO2OH - каталізатор, який не викликає побічних реакцій сульфірованія і м'якший за дією. Має меншу активність і більшу вартість, ніж сірчана кислота.
Глобальний недолік цих каталізаторів - утворення великої кількості кислих стічних вод у результаті відмивання р.м. від каталізатора.
Гетерогенні каталізатори - катіонообмінні смоли (КУ-2, КУ-23), які відокремлюються від реакційної маси простим фільтруванням. Реакція йде при 120-1400С, але повільніше, ніж сірчаної кислотою.
Оксид алюмінію, алюмосилікати - гетерогенні каталізатори кислого типу застосовуються тільки для газофазного процесу метилювання фенолу метанолом.
Феноляти алюмінію (PhO) 3Al - каталізатори селективного орто-алкілування фенолів. У цьому випадку навіть при незайнятому пара-положенні алкільних груп спрямовується преімущественнон в орто-положення.
2,6-Дітретбутілфенол утворюється в невеликих кількостях при алкілуванні фенолу ізобутиленом у присутності звичайних кислотних каталізаторів, але його важко виділити з реакційної маси.
Основний промисловий спосіб отримання - рідиннофазної алкілування фенолу ізобутиленом у присутності феноляту алюмінію (5-10 г на 1 кг фенолу). Температура процесу 100-1100 С, тому що при більш високих температурах стає все більш помітним пара-алкілювання. Изобутилен береться у надлишку.
Основна реакція:
Побічні: 2 -, 4-третбутилфенола; 2,4-дітретбутілфенол, 2,4,6-трітретбутілфенол.
Механізм - карбокатіони, фенолят алюмінію як апротонних кислота утворює з фенолом комплекс (феноксіалюмініевую кислоту), що має значну кислотність. Олефін дає з протоном карбокатіони, який не виходить в обсяг і при внутрікомплексних реакції атакує найближчим до нього орто-положення фенолу.
Технологічні особливості:
необхідність використовувати осушене фенол, тому що фенолят алюмінію легко гідролізується, втрачаючи каталітичну активність;
екзотермічну реакції приготування каталізатора (потрібно передбачити нагрів, а потім з'їм тепла);
екзотермічну самої реакції алкілування (потрібно передбачити з'їм тепла);
необхідність розкладання і відділення каталізатора;
побічні можна деалкіліровать в вихідні речовини й повернути на реакцію.
Основні стадії процесу: осушка фенолу (при необхідності), приготування каталізатора (обробка фенолу металевим алюмінієм при 150-1600С), алкілування фенолу ізобутиленом, руйнування і відділення каталізатора (руйнують водою, гідроксид алюмінію фільтрують), виділення 2,6-дітретбутілфенола (1 колона - відділяють фенол і 2-ТБФ, 2 - відділяють 2,6-діТБФ, 3 - поділяють 2,4-діТБФ від 2,4,6-тріТБФ).
Способи отримання етилового спирту:
1. Бродіння харчової сировини (крохмаль та цукристих речовин) - картоплі, хлібних злаків, відходів цукрових заводів.
Спочатку йде оцукрювання крохмалю з утворенням дисахарида - мальтози, яка в процесі бродіння гідролізується в глюкозу.
2. Гідроліз деревини з подальшим бродінням. Для отримання спирту деревину обробляють (гідролізують) сірчаної або соляною кислотою. При цьому з целюлози утворюється глюкоза
яка потім проходить стадію спиртового бродіння.
3. Отримання етанолу з сульфітних лугів - відходів целюлозно-паперового виробництва) - сульфітний спирт. Сульфітний луг - рідина, що залишилася після обробки тріски розчином бісульфіта Ca або Mg. Частина сухої речовини цих лугів, що представляє собою цукру, здатна зброджувати в етиловий спирт.
4. Отримання етилового спирту сернокислотной гідратацією. Концентрована сірчана кислота здатна реагувати з етиленом, утворюючи моно-і діалкілсульфат:
Ці ефіри при взаємодії з водою перетворюються на етиловий спирт, виділяючи кислоту:
5. Отримання етилового спирту прямої гідратації етилену, тобто шляхом безпосереднього гетерогенно-каталітичного приєднання води до етилену:
При прямій гідратації крім основної протікають такі побічні реакції:
Освіта діетилового ефіру міжмолекулярної дегідратацією етанолу та алкилірованієм етанолу етиленом;
освіта ізопропілового спирту при алкілуванні пропілену, що міститься у вигляді домішки в етилену;
освіта ацетальдегіду шляхом гідратації ацетилену (мікропрімесь в етиленової фракції) і дегидрированием етанолу;
освіта кротонового альдегіду конденсацією ацетальдегіду;
освіта оцтової кислоти окисленням ацетальдегіду;
освіта етилацетату етерифікацією оцтової кислоти етанолом;
освіта полімерів етилену;
освіта бутанолу-2 при гідратації бутену-2 (продукт димеризації етилену).
В якості каталізатора використовується фосфорна кислота, нанесена на силікагель.
Механізм гідратації - карбкатіона:
протонування олефина через проміжне утворення Пі-і сигма-комплексів,
приєднання молекули води з утворенням іона алкоксонія;
відщеплення протона з утворенням спирту.
При гідратації олефінів вода завжди знаходиться в надлишку, тому гальмуючим впливом спирту можна знехтувати:
Температура гідратації 280-3000С, що несприятливо для рівноваги, однак на практиці не знайдено каталізатора, який давав би прийнятні виходи спирту при більш низькій температурі. При даній температурі ступінь конверсії не доводять до рівноважної (10-11%), а тримають на рівні 4-5%, тому що при наближенні до рівноважної ступеня конверсії знижується швидкість реакції.
Реакції гідратації, що йде з зменшенням обсягу, сприяє підвищений тиск, тому процес ведуть при тиску 80 атм, подальше підвищення тиску недоцільно через близькість області конденсації водяної пари і великих витрат зі створення тиску.
Співвідношення водяний пар: олефін підтримується на рівні 0,5-0,7: 1, хоча з позицій термодинаміки рекомендується використовувати надлишок водяної пари. Співвідношення обмежено з одного боку близькістю області конденсації водяної пари, з іншого - збільшенням витрат на ректифікацію розведеного водно-спиртового конденсату.
Наявність інертного розріджувача рівноцінно зниженню загального тиску в системі і не вигідно в даному процесі. Проте через низьку конверсії етилену за прохід його доводиться реціркуліровать, в результаті в ньому накопичуються інертні домішки, що за дією аналогічно запровадження інертного розчинника. Тому для виведення інертний з системи частина реціклового етилену необхідно віддуватися.
Технологічні особливості процесу і пов'язані з ними рішення:
Мала ступінь конверсії етилену за прохід - великі рецікловие потоки; необхідність віддуватися інертність; необхідність використання високочистого вихідного етилену, з іншого боку - можливість використання адіабатичного реактора простої конструкції;
Високий тиск - використання апаратури для створення тиску і товстостінного реакційного апарату;
Висококоррозіонная середовище - необхідність захищати реактор футеровкой;
Віднесення фосфорної кислоти з поверхні каталізатора - необхідність її нейтралізації та відділення солей; можливість підживлення каталізатора свіжої фосфорною кислотою;
Висока температура реакції і використання пари високих параметрів - необхідність утилізації великої кількості тепла; значна кількість теплообмінної апаратури
У даному процесі можна використовувати адіабатичний реактор простої конструкції, футерованих зсередини мідними листами для захисту від корозії. З-за високого робочого тиску, реактор повинен бути товстостінні. Каталізатор насипається на опорний перфорований конус внавал. Для продовження терміну служби каталізатора може бути передбачена його підживлення свіжої фосфорною кислотою на вході.
Способи отримання етилбензолу. Технологічні особливості процесу, якими стадіями він представлений. Варіанти апаратурного оформлення реакторного блоку. Рекомендуйте оптимальні умови проведення процесу. Технологічні особливості процесу, з яких стадій він складається. Наведіть варіанти апаратурного оформлення реакторного блоку.
Способи отримання етилбензолу:
1. Алкілування бензолу:
а) алкілування бензолу етиленом на протонних кислотах (HF> H 2 SO 4 (Ж.Ф. 10-40 0 С, 0,1-1,0 МПа> H 3 PO 4 Г.Ф. 200-400 0 С, 2 -6 МПа);
б) алкілування бензолу етиленом на апротонних кислотах; рідиннофазної, kt - AlCl 3 - стандартне (20-40% AlCl 3) і гомогенне (2 г kt на 1 кг алкілату);
в) алкілування бензолу етиленом на гетерогенних каталізаторах - алюмосилікатах і цеолітах (парофазного процес, 210-250 0 С, 1,4-2,8 МПа; співвідношення бензол: етилен 7:1
г) алкілування бензолу етілгалогенідамі на AlCl 3;
2. виділення ректифікацією з фракції C 8 ароматичних вуглеводнів - продуктів каталітичного риформінгу;
3. виділення зі смоли піролізу;
4. окисне метилювання толуолу (700-750 0 С, радикально-ланцюговий механізм, без каталізатора)
Основна кількість етилбензолу отримують алкилірованієм бензолу етиленом у присутності AlCl3.
Побічні реакції:
1. на AlCl3 протікають реакції послідовного алкілування, а тому алкілування проводиться під термодинамічним контролем, то серед діетілбензолов будуть переважати мета-і пара-ізомери, а серед тріетілбензолов - 1,3,5-тріетілбензол.
2. деструкція етільной групи з утворенням толуолу;
3. олігомеризація етилену
4. смолоутворення за рахунок конденсації ароматичних сполук (діарілалкани).
Механізм - карбкатіона: протон вже є у вигляді σ-комплексу. Він передається молекулі олефина, що утворився карбокатіони атакує ароматичне з'єднання, причому вся реакція протікає в шарі каталітичного комплексу, який обмінюється своїми лігандами з вуглеводневим шаром. Далі карбокатіони атакує ароматичне ядро, утворюються послідовно π-комплекс і карбокатіони з подальшою швидкою стадією відщеплення протона.
Оптимальні умови: температура - 100-1100С (при цій температурі переалкілірованіе вже протікає досить швидко, але поліциклічних речовин, дезактивуючих каталізатор ще мало); тиск 0,1-0,2 МПа; співвідношення бензол: етилен = (2-3): 1моль / моль.
Технологічні особливості процесу:
1. необхідність використовувати надлишок бензолу по відношенню до олефінів - рецикл бензолу;
2. реакція екзотермічну - необхідно передбачити з'їм тепла;
3. каталіз здійснюється каталізаторних комплексом на основі AlCl3 - його готують окремо;
4. реакція йде в шарі каталізаторного комплексу - необхідно активне перемішування;
5. необхідність осушки бензолу і, при необхідності, олефінових фракції, тому що наявність вологи призводить до дезактивації каталізатора - осушення бензолу, можливість відганяти непрореагіровавшіх бензол з водою і повертати його в рецикл;
6. на AlCl3 протікає оборотна реакції переалкілірованія;
7. необхідність розкладати каталізаторний комплекс - промивання, стічні води;
8. абгази містять HCl - очищення абгазов.
Стадії, з яких складається процес:
1. гетероазеотропная осушка бензолу;
2. блок приготування каталізатора;
3. реакторний вузол;
4. очищення газів, що відходять від HCl;
5. відділення реакційної маси від каталізаторного комплексу;
6. розкладання каталізаторного комплексу та очистка продуктів алкілування від HCl;
7. поділ продуктів алкілування;
8. блок переалкілірованія (оформлений окремо або в повернення ді-і тріалкілбензолов на переалкілірованіе в основний реактор).
Варіанти оформлення реакторного блоку:
1. реактор з мішалкою і сорочкою періодичної дії;
2. ізотермічний реактор трубчастого типу;
3. каскад реакторів з мішалками і сорочками;
4. реактор колонного типу, що працює в автотермічний режимі (з'їм тепла здійснюється киплячим бензолом).
Продукти, одержувані алкилірованієм фенолів та їх призначення. Існуючі каталізатори та алкілуючі агенти. Каталізатор та оптимальні умови отримання 2,6-дітретбутілфенола, запишіть основну та побічні реакції, механізм перетворення. Технологічні особливості процесу, з яких він складається стадій. Вибір конструкції реактора.
Газофазним метилюванням фенолу метанолом над гетерогенним каталізатором отримують о-, м-і п-крезоли та ізомерні ксиленоли.
З моноалкілфенолов практичний інтерес представляє п-третбутилфенола, використовуваний у виробництві лакофарбних покриттів. Моноалкілфеноли з алкільного групою з 5-8 атомів вуглецю є сильними бактерицидними засобами, а з 8-12 атомами С - цінними проміжними продуктами для синтезу ПАР.
2-Треталкіл-, 2,4 - і 2,6-дітреталкілфеноли є проміжними продуктами для синтезу стабілізаторів полімерів і масел проти термооокіслітельной деструкції.
Каталізатори і алкілуючі агенти:
На AlCl3 утворюється складна суміш продуктів, що містить солі PhOAlCl2, тому в промисловості AlCl3 для алкілування фенолів не використовують.
Найчастіше застосовують протонні кислоти і Металокисні каталізатори. Тому в якості алкілуючих агентів використовують тільки спирти і олефіни.
В якості каталізаторів - протонних кислот - в промисловості найчастіше застосовують сірчану кислоту. Вона дешевше і доступніше інших кислот, а й сильніше каталізує побічні реакції, приводячи додатково до сульфірованія фенолу і сульфатами олефина.
п-Толуолсульфокіслота - CH3C6H4SO2OH - каталізатор, який не викликає побічних реакцій сульфірованія і м'якший за дією. Має меншу активність і більшу вартість, ніж сірчана кислота.
Глобальний недолік цих каталізаторів - утворення великої кількості кислих стічних вод у результаті відмивання р.м. від каталізатора.
Гетерогенні каталізатори - катіонообмінні смоли (КУ-2, КУ-23), які відокремлюються від реакційної маси простим фільтруванням. Реакція йде при 120-1400С, але повільніше, ніж сірчаної кислотою.
Оксид алюмінію, алюмосилікати - гетерогенні каталізатори кислого типу застосовуються тільки для газофазного процесу метилювання фенолу метанолом.
Феноляти алюмінію (PhO) 3Al - каталізатори селективного орто-алкілування фенолів. У цьому випадку навіть при незайнятому пара-положенні алкільних груп спрямовується преімущественнон в орто-положення.
2,6-Дітретбутілфенол утворюється в невеликих кількостях при алкілуванні фенолу ізобутиленом у присутності звичайних кислотних каталізаторів, але його важко виділити з реакційної маси.
Основний промисловий спосіб отримання - рідиннофазної алкілування фенолу ізобутиленом у присутності феноляту алюмінію (5-10 г на 1 кг фенолу). Температура процесу 100-1100 С, тому що при більш високих температурах стає все більш помітним пара-алкілювання. Изобутилен береться у надлишку.
Основна реакція:
Побічні: 2 -, 4-третбутилфенола; 2,4-дітретбутілфенол, 2,4,6-трітретбутілфенол.
Механізм - карбокатіони, фенолят алюмінію як апротонних кислота утворює з фенолом комплекс (феноксіалюмініевую кислоту), що має значну кислотність. Олефін дає з протоном карбокатіони, який не виходить в обсяг і при внутрікомплексних реакції атакує найближчим до нього орто-положення фенолу.
Технологічні особливості:
необхідність використовувати осушене фенол, тому що фенолят алюмінію легко гідролізується, втрачаючи каталітичну активність;
екзотермічну реакції приготування каталізатора (потрібно передбачити нагрів, а потім з'їм тепла);
екзотермічну самої реакції алкілування (потрібно передбачити з'їм тепла);
необхідність розкладання і відділення каталізатора;
побічні можна деалкіліровать в вихідні речовини й повернути на реакцію.
Основні стадії процесу: осушка фенолу (при необхідності), приготування каталізатора (обробка фенолу металевим алюмінієм при 150-1600С), алкілування фенолу ізобутиленом, руйнування і відділення каталізатора (руйнують водою, гідроксид алюмінію фільтрують), виділення 2,6-дітретбутілфенола (1 колона - відділяють фенол і 2-ТБФ, 2 - відділяють 2,6-діТБФ, 3 - поділяють 2,4-діТБФ від 2,4,6-тріТБФ).