catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2024-3-50-59catal-1018Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYПерспективы синтеза линейных алкилбензолов при гомогенном каталитическом алкилировании бензола смесями олефинов сложного состава: исследование состава продуктов методом двумерной хроматографииPerspectives for synthesis of linear alkylbenzenes via homogenous catalytic alkylation of benzene with olefin-containing complex mixtures: analysis of products composition using two-dimensional chromatographyГолубьФ. С.GolubF. S.ctls@kalvis.ruБолотовВ. А.BolotovV. A.ctls@kalvis.ruШабалинА. Ю.ShabalinA. Yu.ctls@kalvis.ruДолгушевП. А.DolgushevP. A.ctls@kalvis.ruПармонВ. Н.ParmonV. N.ctls@kalvis.ruИнститут катализа СО РАН, НовосибирскРоссияBoreskov Institute of Catalysis SB RAS, NovosibirskRussian Federation2024270520242435059Copyright © LLC "KALVIS", 20242024LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/1018

Проведено каталитическое алкилирование бензола многокомпонентной смесью, состоящей из продуктов термического пиролиза высших парафинов и содержащей широкую фракцию олефинов различного строения. В качестве гомогенного катализатора была использована метансульфоновая кислота, обладающая низкими коррозионными свойствами по сравнению с применяемыми в промышленности каталитическими системами. Применение метода двумерной газовой хроматографии для анализа состава как исходного многокомпонентного сырья, так и продуктов алкилирования, позволило подобрать начальные условия процесса и корректно рассчитать важные для оценки эффективности параметры – селективность и конверсию. Таким образом, в зависимости от исходного сырья селективность образования ЛАБ продуктов варьировалась в диапазоне 82,4–88,3 %, а по 2-ЛАБ в пределах 29,2–41,3 % при ~90 % конверсии олефинов.

Multicomponent mixtures with wide fraction of olefins obtained from thermal pyrolysis of higher paraffin’s were used for catalytic alkylation of benzene. Reaction was carried out in the presence of methanesulfonic acid as a homogenous catalyst, which has low corrosive properties compared to common industrial catalytic systems. The use of two-dimensional gas chromatography to analyze the composition of both the initial multicomponent raw material and the alkylation products allowed us to tune the initial conditions of the reaction and correctly calculate important parameters of the process such as selectivity and conversion. Thus, depending on the feedstock, the selectivity of LAB formation was varied in the range of 82.4–88.3 %, while for the 2-LAB it was varied between 29.2–41.3 % at ~90 % olefin conversion.

двумерная хроматографияалкилирование бензолалинейные алкилбензолыЛАБлинейные α-олефиныЛАОметансульфокислотаtwo-dimensional chromatographybenzene alkylationlinear alkylbenzenesLABlinear α-olefinsLAOmethanesulfonic acidReferencesToutounchian N., Ahmadpour A., Heravi M.M., Bamoharram F.F., Ayati A., Deymeh F. // Research on Chemical Intermediates. 2016. V. 42. № 4. Р. 3283—3301. DOI: 10.1007/s11164-015-2210-3.Toutounchian N., Ahmadpour A., Heravi M.M., Bamoharram F.F., Ayati A., Deymeh F. // Research on Chemical Intermediates. 2016. V. 42. № 4. Р. 3283—3301. DOI: 10.1007/s11164-015-2210-3.Kuvayskaya A., Mohseni R., Vasiliev A. // Journal of Porous Materials. 2022. V. 29. № 3. Р. 705—711. DOI: 10.1007/s10934-022-01202-8.Kuvayskaya A., Mohseni R., Vasiliev A. // Journal of Porous Materials. 2022. V. 29. № 3. Р. 705—711. DOI: 10.1007/s10934-022-01202-8.Rubinfeld J., Emery E.M., Cross H.D. // Journal of the American Oil Chemists' Society. 1964. V. 41. № 12. P. 822—826. DOI:10.1007/BF02663965.Rubinfeld J., Emery E.M., Cross H.D. // Journal of the American Oil Chemists' Society. 1964. V. 41. № 12. P. 822—826. DOI:10.1007/BF02663965.Lu W., Zhang J., Zhang S., Ji C., Wu Y., Chen H., Fang Y., Dong J., Liu B. // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2021. V. 60. № 33. P. 12275—12281. DOI: 10.1021/acs.iecr.1c02815.Lu W., Zhang J., Zhang S., Ji C., Wu Y., Chen H., Fang Y., Dong J., Liu B. // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2021. V. 60. № 33. P. 12275—12281. DOI: 10.1021/acs.iecr.1c02815.Costa M.F., de Oliveira A.M., de Oliveira Junior E.N. // Bioresource Technology Reports. 2020. V. 9. Atr. 100363. DOI:10.1016/j.biteb.2019.100363.Costa M.F., de Oliveira A.M., de Oliveira Junior E.N. // Bioresource Technology Reports. 2020. V. 9. Atr. 100363. DOI:10.1016/j.biteb.2019.100363.Баннов П. Процессы переработки нефти. В 3-х ч. Ч. 2. Москва: ЦНИИТЭнефтехим, 2001. 415 с.Баннов П. Процессы переработки нефти. В 3-х ч. Ч. 2. Москва: ЦНИИТЭнефтехим, 2001. 415 с.Golub’ F.S., Bolotov V.A., Parmon V.N. // Catalysis in Industry. 2021. V. 13. № 3. P. 203—215. DOI: 10.1134/S2070050421030053.Golub’ F.S., Bolotov V.A., Parmon V.N. // Catalysis in Industry. 2021. V. 13. № 3. P. 203—215. DOI: 10.1134/S2070050421030053.de Almeida J.L.G., Dufaux M., Taarit Y.B., Naccache C. // Journal of the American Oil Chemists' Society. 1994. V. 71. № 7. P. 675—694. DOI: 10.1007/BF02541423.de Almeida J.L.G., Dufaux M., Taarit Y.B., Naccache C. // Journal of the American Oil Chemists' Society. 1994. V. 71. № 7. P. 675—694. DOI: 10.1007/BF02541423.Ma J.-G., Boyd B.J., Drummond C.J. // Langmuir. 2006. V. 22. № 21. P. 8646—8654. DOI: 10.1021/la0602822.Ma J.-G., Boyd B.J., Drummond C.J. // Langmuir. 2006. V. 22. № 21. P. 8646—8654. DOI: 10.1021/la0602822.Kocal J.A., Vora B.V., Imai T. // Applied Catalysis A: General. 2001. V. 221. № 1. P. 295—301. DOI: 10.1016/S0926-860X(01)00808-0.Kocal J.A., Vora B.V., Imai T. // Applied Catalysis A: General. 2001. V. 221. № 1. P. 295—301. DOI: 10.1016/S0926-860X(01)00808-0.Han M., Cui Z., Xu C., Chen W., Jin Y. // Applied Catalysis A: General. 2003. V. 238. № 1. P. 99—107. DOI: 10.1016/S0926-860X(02)00334-4.Han M., Cui Z., Xu C., Chen W., Jin Y. // Applied Catalysis A: General. 2003. V. 238. № 1. P. 99—107. DOI: 10.1016/S0926-860X(02)00334-4.Thomas B., Das B.B., Sugunan S. // Microporous and Mesoporous Materials. 2006. V. 95. № 1. P. 329—338. DOI:10.1016/j.micromeso.2006.05.035.Thomas B., Das B.B., Sugunan S. // Microporous and Mesoporous Materials. 2006. V. 95. № 1. P. 329—338. DOI:10.1016/j.micromeso.2006.05.035.Lin J.-S., Wang J.-J., Wang J., Wang I., Balasamy R.J., Aitani A., Al-Khattaf S., Tsai T.-C. // Journal of Catalysis. 2013. V. 300. P. 81—90. DOI: 10.1016/j.jcat.2012.12.031.Lin J.-S., Wang J.-J., Wang J., Wang I., Balasamy R.J., Aitani A., Al-Khattaf S., Tsai T.-C. // Journal of Catalysis. 2013. V. 300. P. 81—90. DOI: 10.1016/j.jcat.2012.12.031.Liu B., Lu W., Liu Y., Feng Q., Huang Y., Shang J., Zhu Y., Dong J. // AIChE Journal. 2023. V. 69. № 11. Art. e18201. DOI:10.1002/aic.18201.Liu B., Lu W., Liu Y., Feng Q., Huang Y., Shang J., Zhu Y., Dong J. // AIChE Journal. 2023. V. 69. № 11. Art. e18201. DOI:10.1002/aic.18201.Qiao C.Z., Zhang Y.F., Zhang J.C., Li C.Y. // Applied Catalysis A: General. 2004. V. 276. № 1. P. 61—66. DOI: 10.1016/j.apcata.2004.07.021.Qiao C.Z., Zhang Y.F., Zhang J.C., Li C.Y. // Applied Catalysis A: General. 2004. V. 276. № 1. P. 61—66. DOI: 10.1016/j.apcata.2004.07.021.Kumar R., Kumar A., Khanna A. // Catalysis in Industry. 2015. V. 7. № 3. P. 188—197. DOI: 10.1134/S2070050415030095.Kumar R., Kumar A., Khanna A. // Catalysis in Industry. 2015. V. 7. № 3. P. 188—197. DOI: 10.1134/S2070050415030095.Yadav G.D., Doshi N.S. // Organic Process Research & Development. 2002. V. 6. № 3. P. 263—272. DOI: 10.1021/op000044s.Yadav G.D., Doshi N.S. // Organic Process Research & Development. 2002. V. 6. № 3. P. 263—272. DOI: 10.1021/op000044s.Luong B.X., Petre A.L., Hoelderich W.F., Commarieu A., Laffitte J.A., Espeillac M., Souchet J.C. // Journal of Catalysis. 2004. V. 226. № 2. P. 301—307. DOI: 10.1016/j.jcat.2004.05.025.Luong B.X., Petre A.L., Hoelderich W.F., Commarieu A., Laffitte J.A., Espeillac M., Souchet J.C. // Journal of Catalysis. 2004. V. 226. № 2. P. 301—307. DOI: 10.1016/j.jcat.2004.05.025.Li L., Wen-yi G. // Journal of Liaoning University of Petroleum & Chemical Technology. 2007. V. 27. № 1. P. 17—20.Li L., Wen-yi G. // Journal of Liaoning University of Petroleum & Chemical Technology. 2007. V. 27. № 1. P. 17—20.Harmer M.A., Sun Q. // Applied Catalysis A: General. 2001. V. 221. № 1. P. 45—62. DOI: 10.1016/S0926-860X(01)00794-3.Harmer M.A., Sun Q. // Applied Catalysis A: General. 2001. V. 221. № 1. P. 45—62. DOI: 10.1016/S0926-860X(01)00794-3.Clark J.H., Monks G.L., Nightingale D.J., Price P.M., White J.F. // Journal of Catalysis. 2000. V. 193. № 2. P. 348—350. DOI: 10.1006/jcat.2000.2912.Clark J.H., Monks G.L., Nightingale D.J., Price P.M., White J.F. // Journal of Catalysis. 2000. V. 193. № 2. P. 348—350. DOI: 10.1006/jcat.2000.2912.Davidsohn A., Milwidsky B.M. Synthetic detergents. 1967. 315 с.Davidsohn A., Milwidsky B.M. Synthetic detergents. 1967. 315 с.Patrushev Y.V. // Kinetics and Catalysis. 2015. V. 56. № 3. P. 386—393. DOI: 10.1134/S0023158415030155.Patrushev Y.V. // Kinetics and Catalysis. 2015. V. 56. № 3. P. 386—393. DOI: 10.1134/S0023158415030155.Бизнес Online. 2022. https://www.business-gazeta.ru/article/544825Бизнес Online. 2022. https://www.business-gazeta.ru/article/544825Пат. РФ № 2758057 C1, 2021.Пат. РФ № 2758057 C1, 2021.Bolotov V., Tikhov S., Valeev K., Shamirzaev V., Parmon V. Selective formation of linear alpha-olefins via microwave catalytic cracking of liquid straight-chain alkanes. AMPERE 2019. 17th International Conference on Microwave and High Frequency Heating. Editorial Universitat Politècnica de València, 2019. P. 464—468.Bolotov V., Tikhov S., Valeev K., Shamirzaev V., Parmon V. Selective formation of linear alpha-olefins via microwave catalytic cracking of liquid straight-chain alkanes. AMPERE 2019. 17th International Conference on Microwave and High Frequency Heating. Editorial Universitat Politècnica de València, 2019. P. 464—468.Пат. РФ № 2756954 C1, 2021.Пат. РФ № 2756954 C1, 2021.Dolgushev P.A., Shashkov M.V. // Chromatographia. 2023. V. 86. № 4. P. 267—283. DOI: 10.1007/s10337-022-04210-7.Dolgushev P.A., Shashkov M.V. // Chromatographia. 2023. V. 86. № 4. P. 267—283. DOI: 10.1007/s10337-022-04210-7.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.