Исследование каталитических алюмохлоридных комплексов, формируемых in situ из активированного алюминия и трет-бутилхлорида

• Автор: Арбузов, Алексей Борисович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 170 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Перечень принятых обозначений
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Оксидные слои на поверхности металлического алюминия и его сплавов
1.2 Способы активирования металлического алюминия
1.2.1 Активирование металлического алюминия для его взаимодействия с протонодонорными соединениями (водой, спиртами, кислотами и щелочами)
1.2.2 Активирование металлического алюминия для его взаимодействия с галогенорганическими соединениями (хлор-, бром-, йод-)
1.2.3 Активирование металлического алюминия для его взаимодействия с водородом в присутствии третьего компонента (спирты, металлы, алюминийорганические соединения)
1.3 Синтез катализаторов in situ на основе взаимодействия активированного алюминия с галогенорганическими соединениями
1.4 Роль хлорида алюминия в реакции алкилирования изобутана бутенами
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Методика приготовления жидкого металлического сплава Са-1п
эвтектического состава
2.2 Методика приготовления образцов металлического алюминия
2.3 Методика активирования образцов металлического алюминия
2.4 Методика подготовки реагентов для каталитических испытаний
2.5 Методы исследования состава и структуры оксидных слоев и процесса активирования металлического алюминия

2.5.1 Методики подготовки образцов для исследования
2.5.2 Метод оже-электронной спектроскопии
2.5.3 Метод инфракрасной спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения
2.5.4 Метод инфракрасной спектроскопии отражения — поглощения
2.5.5 Метод просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения с рентгеноспектральным микроанализом
2.5.6 Метод сканирующей электронной микроскопии с рентгеноспектральным микроанализом
2.6 Методы каталитических исследований in situ
2.6.1 Методики подготовки образцов для исследования
2.6.2 Метод инфракрасной спектроскопии многократно нарушенного полного внутреннего отражения

2.6.3 Метод ядерного магнитного резонанса на ядрах А1 и С в каталитических исследованиях
2.7 Метод хромато-масс-спектрометрии в каталитических исследованиях
2.8 Методика проведения кинетических экспериментов
2.9 Методика проведения реакции жидкофазного алкилирования изобутана бутенами
2.10 Анализ продуктов реакции методом газовой хроматографии
ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ РЕАКЦИОННО-СПОСОБНОЙ ПОВЕРХНОСТИ АКТИВИРОВАННОГО АЛЮМИНИЯ
3.1 Состав и структура оксидных слоев на поверхности металлического алюминия
3.2 Разрушение оксидных слоев металлического алюминия при взаимодействии с жидким металлическим сплавом Ga-In

ГЛАВА 4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АКТИВИРОВАННОГО АЛЮМИНИЯ С m/jem-БУТИЛХЛОРИДОМ
4.1 Исследование особенностей взаимодействия активированного алюминия с трет-бутилхлоридом
4.2 Взаимодействие хлорида алюминия с мреот-бутилхлоридом
4.3 Взаимодействие активированного алюминия с /wpem-бутилхлоридом в среде жидкого изобутана
4.3.1 Влияние температуры
4.3.2 Влияние содержания тирете-бутилхлорида
ГЛАВА 5. АЛКИЛИРОВАНИЕ ИЗОБУТАНА БУТЕНАМИ В
ЖИДКОЙ ФАЗЕ НА АЛЮМОХЛОРИДНЫХ КОМПЛЕКСАХ, ПОЛУЧЕННЫХ in situ ИЗ АКТИВИРОВАННОГО АЛЮМИНИЯ И /и/ши-БУТИЛХЛОРИДА
5.1 Каталитические эксперименты
5.2 Исследование методом инфракрасной спектроскопии многократно нарушенного полного внутреннего отражения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
БЛАГОДАРНОСТЬ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

В литературе также представлены результаты алкилирования изобутана бутеном-2 на А1С13 в присутствии следовых количеств НС1 при температуре 303 К [168]. Авторы получили значение £С8, равное -56 мас.%, что в -2.5 раза превышает то, которое было достигнуто при использовании НС1.
Таким образом, совместное использование НС1 и А1С13 приводит к протеканию нежелательных побочных реакций, и поэтому предлагается его модифицировать, чтобы минимизировать протекание побочных реакций [169]. Сообщаемые предыдущими исследователями величины YC5+ и ТМП/ДМГ, равные соответственно 1.68 и 1.9, можно использовать для оценки действия различных модификаторов.
В таблице 2, с. 36-37 сведены результаты алкилирования изобутана бутенами, полученные разными авторами при использовании А1С13 с различными модификаторами и дополнительно указывается непосредственное присутствие или отсутствие в реакционной смеси НС1. Для удобства сравнения действия различных модификаторов содержание А1С13 (ХА1С13) представлено в мольных процентах (мол.%). Из таблицы 2, с. 36-37 следует, что вне зависимости от используемого модификатора для осуществления реакции алкилирования необходимо избыточное содержание А1С13 (>50 мол.%), а для получения высоких значений ТМП нужен бутен-2 и реакцию проводить при низких температурах. Интерес представляет выявление влияния природы модификатора на структуру А1С13 и каталитические характеристики жидкофазной реакции алкилирования изобутана бутенами. Ниже представлены литературные данные о структуре А1С13 с разными модификатарами и проведено сопоставление с каталитическими характеристиками изучаемой реакции.
Модифицирование А1С13 эквимолярным количеством СН3ОН приводит к образованию твердого соединения с температурой плавления 323-333 К [165, с. 280]. Алкилируя изобутан бутеном-1 при температуре 301 К, то есть на твердом катализаторе, авторы получили значение УС5+, равное 0.85, что указывает на протекание сопряженной олигомеризации или олигомеризации олефина.