Alkilowanie benzenu α-

olefinami

Metoda kumenowa

Surowce do produkcji kumenu

-Kumen czyli propylobenzen, jest produkowany z
propenu[propylenu] i benzenu
-Światowa produkcja kumenu wynosi 5mln t/r.
-Praktycznie 90% kumenu jest przetwarzane na aceton
i fenol metodą kumenową.
-Benzen i propen musi być dokładnie oczyszczony i
osuszony
-Zawartość wody utrudnia bowiem eksploatacje
instalacji, zwiększa straty AlCl

3

który rozkłada się do

HCL i wzmaga korozję aparatury.
-Benzen suszony jest metodą destylacji azeotropowej
-Wymagana czystość propylenu to 95%, zawartość
wody nie powinna przekraczać 0,2g H2O/m3
-Niepożądane są także węglowodory nienasycone C4 i
wyższe gdyż tworzą się smółki.

• Etylen dostarczany jest z:
 Pirolizy etanu w piecach rurowych
 Katalitycznej dehydratacji etanolu
 Wydzielony z gazu koksowniczego

• -Benzen dostarczany jest z:
 Wydzielany z benzyny pirolitycznej lub z

produktów jej przeróbki metodą pyrotol.

 Wydzielany z reformatów
 Wydzielany z benzolu koksochemicznego
 Z katalitycznego hydrodealkilowania toluenu
 Z katalitycznego dyspropocjonowania toluenu
 Wydzielony z produktu procesu Cyclar

• -Propen dostarczany jest z:
 Krakingu katalitycznego destylatów lub pozostałości
 Katalitycznego odwodornienia propanu

• -Metody dzięki którym można zarówno otrzymać

propen jak i etylen:

 Piroliza benzyn lub oleju napędowego w piecach

rurowych

 Piroliza surowców ciężkich[np. ropy] metodami

kontaktowymi

• Na 1t wytworzonego kumenu zużywa się w procesie

ok 0.7t benzenu, ok 0.38t propenu i 6-7kg AlCl3

• Reakcja metody kumenowej

• Pierwszym etapem jest otrzymanie kumenu w reakcji

substytucji elektrofilowej z AlCl3.

• Dodanie jednego podstawnika powoduje

przyspieszenie alkilacji-jest to niepożądany proces,
dlatego w miarę możliwości tworzy się kompleksy
AlCl3 z węglowodorami aromatycznymi

• Tworzą one brązowy osad nierozpuszczalny w

węglowodorach aromatycznych z którego powstaję
etylobenzen lub kumen.

• Następnym etapem jest utlenianie kumenu z

zastosowaniem inicjatora rodnikowego jak np. dodanie
nadtlenków bądź związków azowych do układu.

• Na tym etapie powstają też produkty uboczne jak

metanol, formaldehyd i kwas mrówkowy, zostaje
także zakwaszone środowisko reakcji, co
pośrednio zmniejsza wydajność tworzenia się
WNTK.

• Spowodowane jest to przedwczesnym

powstawaniem fenolu, który jest inhibitorem
utleniania rodnikowego, z tego względu powinno
się wyeliminować zakwaszenie reagującej
mieszaniny, poprzez reakcje w słabo zasadowym
środowisku jak i dokładne zobojętnianie
nieprzereagowanego kumenu który jest
zawracany.

• Ostatnim etapem jest rozkład WNTK w obecności

kwasów do fenolu i acetonu.

Produkty metody

kumenowej

• Fenol stosowany jest głównie[ponad 50%] do

produkcji fenoplastów [tworzyw sztucznych
otrzymywanych z polikondensacji fenoli z
formaldehydem], a także żywic
epoksydowych[poprzez polikondensacje epitlenków z
fenolem]

• Światowa produkcja fenolu wynosi 6,5mln t/r
• Resztę fenolu zużywa się do produkcji kwasu

salicylowego, alkilofenoli, kaprolaktamu, kwasu
adypinowego oraz chlorofenoli.

• Z powodu coraz częstszego syntezowania poliamidów

z benzenu[przez cykloheksan z pominięciem
cykloheksanolu] znacznie zmalało zapotrzebowanie
na fenol jako surowiec do produkcji cykloheksanolu.

• Sam aceton jest wykorzystywany na ogromną

skalę jako rozpuszczalnik.

• Światowa produkcja wynosi 6,7mln t/r
• Sporą część acetonu jest przetwarzana do ketonu

metylo-izobutylowego, który w przeciwieństwie
do acetonu ma niewielką rozpuszczalność w
wodzie.

• Ok 20% acetonu podlega kondensacji z fenolem,

w celu produkcji bisfenolu A stosowanego do
produkcji żywic epoksydowych.

• Jest także surowcem do otrzymywania

polimetakrylanu metylu[PMMA], z którego to
wytwarza się pleksiglas.

Etylobenzen

• Zapotrzebowanie na etylobenzen jest ogromne, w

roku 2011 wyprodukowano 35,5 mln ton.

• Analogiczna reakcja substytucji elektrofilowej jak

w przypadku produkcji kumenu.

• Synteza może być również prowadzona z

wykorzystaniem zeolitów jak dealuminizowany
mordenit, krzemian glinowo-magnezowy jako
nośniki etylenu

• 65% etylobenzenu na świecie jest zużywane w

reakcji dehydratacji a następnie polimeryzacji w
celu otrzymania polistyrenu[styropian]

• Pozostała część wykorzystywana jest do

produkcji:

 kopolimeru akrylonitrylo-butadieno-

styrenowego[ABS], wytrzymałego tworzywa

 Gum styrenowo-butadienowych[SBR], 50% opon

samochodowych jest wykonane z różnych
rodzajów tej gumy.

Odpady i ich

zagospodarowanie

• Pozostałością w produkcji fenolu i acetonu metodą

kumenową

są tzw. smoły fenolowe których ilość wynosi do 10%
masy uzyskanego fenolu.

• Smoły te można rozkładać aby ponownie uzyskać

fenol w ilości od 40-60% masy smoły, pozostałość
jest wykorzystywana jako pak.

• Ścieki zawierające fenol można należycie oczyścić

jedynie metodą biologiczną.

• Restrykcyjne przepisy dotyczące zrzutu odpadowego

AlCl3 do rzek, powodują spore koszta instalacji
utylizacyjnej sięgające nawet 10% budowy instalacji
do produkcji etylobenzenu.

• Dlatego też wzrasta popularność zeolitów.