Le alchilazioni sono reazioni esotermiche favorite a basse temperature e si opera in fase liquida in presenza o di HF o H SO necessari per la formazione dei carbocationi per aggiunta di H+. In particolare l’acido fluoridrico, rispetto all’acido solforico, presenta una minore reattività nei confronti degli idrocarburi e non dà luogo alla formazione di fanghi acidi. Inoltre, mentre con acido solforico la reazione deve essere condotta sotto i 10 °C, con l’acido fluoridrico la temperatura può arrivare a 40 °C. In questo modo è possibile smaltire il calore prodotto dalle reazioni esotermiche impiegando acqua industriale, come refrigerante, tramite uno scambiatore interno al reattore, mentre alla temperatura di reazione dell’acido solforico è necessario usare un fluido frigorigeno. D’altra parte, l’acido fluoridrico è più corrosivo e richiede maggiori attenzioni per la sicurezza del personale e per l’ambiente. 2 4 Termodinamica dell’alchilazione La pressione di esercizio scelta è di circa 10 ÷ 12 bar, comunque sufficiente a mantenere il sistema in fase liquida. Il meccanismo di reazione prevede un primo stadio di formazione del carbocatione per aggiunta di protone ad un doppio legame: Nel secondo stadio al carbocatione si aggiunge un’altra olefina: Infine si trasferisce un idruro da una molecola di isobutano che diventa un nuovo carbocatione terziario: Accanto a queste sono possibili reazioni secondarie che portano alla formazione sia di idrocarburi più leggeri che più pesanti. Aspetti cinetici Nel , illustrato in Fig. 7.32, che utilizza acido fluoridrico come catalizzatore, la carica costituita da isobutano e olefine C3 e C4, viene disidratata nella colonna di essiccamento C1, quindi passa al reattore R1 all’acido fluoridrico ed inviata al reattore. Qui si forma un’emulsione costituita da una fase acida e da una fase idrocarburica. Nella fase acida, dove si solubilizza l’isobutene, avvengono le reazioni (7.19) e (7.20), mentre la (7.21) avviene all’interfase. Dal reattore i prodotti vengono inviati al separatore D1 (settler), dove la fase organica e quella acida in emulsione vengono smiscelate e separate. processo Phillips Il processo Phillips