Алюминийорганические |
соединения |
287 |
Для извлечения остатков диэтилалюминийхлорида шлам промы вают бензином и далее направляют на сжигание или гашение. При соотношении натрий : сесквихлорид = 0,125—1,140 шлам содержит в основном хлористый натрий и поваренную соль. Он легко суспен дируется в углеводородах и без затруднений транспортируется по трубопроводам.
Получение диэтилалюминийхлорида по описанному методу не вызывает трудностей. Однако перед реакцией образования сесквихлорида триэтилалюминия алюминиевый порошок необходимо активировать, иначе процесс дол гое время не начинается, а начавшись, идет аутокаталитически с выделением большого количества тепла, что приводит к резкому повышению давления в реак торе и даже взрыву. Стадия образования диэтилалюминийхлорида протекает более мягко, однако при этом требуется строго контролировать процесс, так как реакция протекает с выделением тепла, и подавать один из компонентов посте пенно.
Значительные трудности в этом процессе возникают при отделении твердых примесей (шлама) от раствора диэтилалюминийхлорида. Примеси, как правило, состоят из мелкодисперсных частичек хлористого натрия и легковоспламеня ющегося алюминия, которые оседают из реакционной массы очень медленно. Для ускорения осаждения примесей можно проводить грануляцию. Шлам, состоящий из алюминия и комплекса NaCl • А1(С2 Н5)С12 , после стадии грануля ции легко осаждается и транспортируется по трубопроводам. Для гашения шлам обрабатывают метиловым спиртом:
АІ + ЗСН3ОН |
>• А 1 ( О С Н 3 ) з + 1 , 5 Н 2 0 |
|
N a C b A l ( C 2 H B ) C l 2 + |
C H 3 O H |
*• NaCl + А 1 ( О С Н 3 ) С 1 2 |
+ С 2 Н 6 |
Для такого метода гашения шлама не требуется специального |
оборудования- |
Диэтилалюминийхлорид |
— бесцветная прозрачная |
жидкость (т. |
кип. 65—66 °С при 12 мм рт. ст.), хорошо растворимая в органи ческих растворителях. Энергично реагирует с гидридами щелоч ных металлов — при этом хлор замещается на водород и образуется диэтилалюминийгидрид, являющийся сильным восстановителем. Ди этилалюминийхлорид «симметризуется» под действием амальгамы натрия, причем выход образующегося при этом триэтилалюминия почти теоретический. Поэтому получение триэтилалюминия через сесквихлорид триэтилалюминия также является удобным промыш ленным методом.
Алкилалюминийхлориды могут быть получены и реакцией хло ристого алюминия с соответствующими триалкилпроизводными алю миния. Так, взаимодействием триэтилалюминия с хлористым алю минием можно получить и диэтилалюминийхлорид и этилалюминийдихлорид:
2А1(С 2 Н 5 ) 3 + А1С13 |
• 3(С2 Н5 )2 А1С1 |
А 1 ( С 2 Н 5 ) 3 + 2 А 1 С 1 3 |
—>• ЗС2 Н5 А1С12 |
Для этих реакций используют безводный хлористый алюминий и 50—80%-ный раствор триэтилалюминия в бензине. Процесс ведут
288 Гл. 15. Алюминийорганические соединения
в цилиндрическом стальном аппарате, снабженном пропеллерной мешалкой с экранированным электроприводом. Синтез протекает при температуре не выше 60 °С за 2—3 ч. Продукты реакции далее подвергают фильтрованию или дистилляции.
Алкилалюминийхлориды широко применяются как катализаторы в производстве полиэтилена и полипропилена низкого давления, а также при полимеризации диенов и а-олефинов. Алюминийоргани ческие соединения, как правило, высокореакционноспособные ве щества.
Некоторые |
физико-химические свойства |
важнейших |
алюминий- |
триалкилов и |
алюминийалкилгалогенидов |
приведены |
в табл. 41. |
Таблица 41. Физико-химические свойства |
алюминийтриалкилов |
|
и алкилалюминийгалогенидов |
|
|
|
|
С о е д и н е н и е |
Т . к и п . |
|
|
|
°с |
|
|
|
|
|
|
|
А 1 ( С Н 3 ) 3 . . . |
|
125—126 |
0,7520 |
|
|
|
(при 755 мм рт. ст.) |
|
А1(С2 Н5 )з . . |
|
48-49(1) |
0,8370 |
1,4800 |
А1(С3 Нт-н)3 . |
|
65 (0,1) |
|
(при 6,5°С) |
|
|
|
А1(С 4 Н 9 - н) 3 . |
|
149-150 (3) |
|
1,4491 |
АЦС4Н9- иао)3 |
|
86 (10) |
0,7859 |
А 1 ( С в Н 1 3 - к ) 3 . |
|
105 |
(10-3) |
|
|
[СН 3 А1С1 2 ] 2 . |
|
94,5-95(100) |
|
|
|
|
т. пл. 72,7 °С |
|
|
[(СН3 )а А1С1]2 |
|
119-121 |
1,0000 |
|
[СН 3 А1Вг 2 ] 2 . |
|
124—139 |
|
|
[(СН 3 ) 2 А1Вг] 2 |
|
(т. пл. 79 °С) |
|
|
|
54 (17) |
1.0059 Щ ° ) |
А1(С2 Н5 )2 С1 . |
|
125-126 (50) |
А1(С 2 Н 5 ) 2 Вг . |
|
84,2-85 (3) |
|
|
Al(uso - C 4 H 9 ) 2 Cl |
|
152 (10) |
0,9088 |
1,4506 |
|
|
(т. пл. 39,5 °С) |
|
|
А1(С2 Н 5 )С1 2 . |
|
60-62 (0,5) |
|
|
|
|
(т. пл. 30—32 °С) |
|
|
Техника безопасности в производстве алюминийорганических соединений
Учитывая специфические свойства алюминийорганических соеди нений, а также использование в их производстве водорода, этилена, изобутилена, хлористого этила, натрия, алюминия (мелкодисперс ного и активного, который может самовоспламеняться на воздухе), следует считать производство алюминийорганических соединений одним из наиболее пожаро- и взрывоопасных в химической промы шленности, и поэтому техника безопасности и противопожарная техника при получении этих веществ играют особую роль.
Алюминийорганические соединения 289
При работе с алюминийорганическими соединениями необходимо: а) не допускать их утечки и контакта с другими реакционно-
способными веществами; |
|
|
|
|
б) предусмотреть защиту обслу |
|
живающего персонала |
от |
возмож |
|
ного |
контакта с алюминийоргани |
|
ческими |
соединениями; |
|
|
|
|
в) |
проводить |
работы |
в |
среде |
|
инертного газа, |
сухого и |
очищен |
|
ного |
от |
кислорода |
|
(содержание |
|
кислорода не более 0,01 |
объемн. %, |
Вода |
содержание влаги не выше 0,1 |
мз/л). |
Аппараты и приборы перед ра |
|
ботой необходимо продувать |
|
азо |
|
том до полного |
отсутствия кисло |
|
рода. На конце каждой линии для |
|
вывода продувочных газов должны |
|
быть специальные запорные кла |
|
паны |
или гидравлические |
затворы |
|
со слоем масла высотой 250 мм, |
|
чтобы предотвратить |
|
подсос |
|
воз |
|
духа |
в систему. |
Кроме того, |
для |
|
быстрого |
сброса |
давления |
должна |
|
быть предусмотрена аварийная |
ли |
Масло |
ния большого диаметра. Герметич |
|
ность |
аппаратуры |
достигается в |
|
первую |
очередь |
за |
счет |
примене |
|
ния |
реакторов |
с |
экранирован |
|
ным |
электроприводом |
мешалки |
|
(рис. 102), погружных |
насосов, со |
|
ответствующей запорной арматуры |
|
и фланцевых соединений с уплот |
|
нением. Перед началом работы про |
|
водится |
тщательная |
опрессовка |
|
аппаратов и коммуникаций. |
|
Рис. 102. |
Реактор, снабженный ме |
Трубопроводы для чистых алю- |
шалкой с |
экранированным электро |
минийтриалкилов должны |
быть |
приводом. |
|
короткими и устанавливаться |
та |
|
|
ким образом, чтобы обеспечить свободный и полный сток |
продукта |
(отсутствие |
«карманов» в |
трубопроводах, коммуникации |
наклонены |
в сторону |
хранилища). |
Трубопроводы для алюминийорганических |
соединений следует прокладывать вдали от трубопроводов для воды, пара и других реакционноспособных веществ. В производстве алю минийорганических соединений необходимо использовать аппараты без нижних сливов, а передавать продукт из одного аппарата в дру гой в этом случае можно с помощью азота через погружные трубы.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
290 |
|
|
Гл. la. |
Алюминийорганические |
соединения |
|
Для |
предотвращения обратного |
течения продукта |
необходимо |
применять |
обратные |
клапаны. В цехах, |
где имеются |
алюминий- |
органические соединения, не допускается |
подводка |
коммуникаций с |
водой |
и |
паром. В качестве теплоносителей можно использовать |
только |
инертные углеводороды (пентан, минеральное масло и др.). |
Под |
баками |
и реакторами должны |
быть стоки. |
Для |
отделения |
шлама целесообразно применять высокопроизводительные, полностью герметизированные центрифуги.
В |
промышленности |
алюминийорганические |
соединения |
чаще |
всего используются в виде растворов, поэтому |
важным этапом яв |
ляется |
смешение их с |
органическими растворителями |
(бензол, |
гексан, гептан). Хлорированные углеводороды в качестве раство рителей не применяются, так как они бурно реагируют с алюминийорганическими соединениями. Смешение алюминийорганических соединений с растворителем можно осуществлять в отдельной емкости или в самом трубопроводе.
Схема для смешения в отдельной емкости приведена на рис. 103. Растворитель подают в смесительную емкость 3 из емкостей 2, а алюминийорганическое соединение — из емкости 5. Смесительная ем кость снабжена эжекторами 6. Для осушки растворителя можно применять молекулярные сита; содержание воды после осушки не должно быть более 0,001%. В смесительной емкости следует оставлять небольшую порцию раствора от предыдущей партии, что позволит остаткам воды в свежем растворителе прореагировать с алюминийорганическим соединением. Растворитель из емкости 3 подают затем в емкость 5. После добавки алюминийорганического соединения смесь вновь пропускают через эжекторы 6, что позво ляет значительно уменьшить время смешения. В смеси определяют
Алюминийорганические соединения 291
фактическое содержание алюминийорганического соединения, и при необходимости состав смеси корректируют. Готовую смесь подают в рабочую емкость 4.
Схема смешения алюминийорганических соединений с раствори телем в трубопроводе приведена на рис. 104. При таком способе смешения скорость ввода алюминийорганического соединения в рас творитель регулируют таким образом, чтобы получить требуемую концентрацию раствора.
Преимуществом смешения в отдельной емкости является простота и большая безопасность этой операции, но при смешении в трубопро воде значительно сокращается число емкостей для хранения полу ченного раствора алюминийорганического соединения.
; Дзот
Рис. 104. Схема смешения алюминийорганического со единения с растворителем в трубопроводе:
1 ' — и н д и к а т о р ы у р о в н я ; 2 — е м к о с т ь д л я р а с т в о р и т е л я ; 3 —
е м к о с т ь |
д л я с м е с и ; 4 •— емкость |
д л я |
а л ю м и н и й о р г а н и ч е с к о г о |
с о е д и н е н и я ; 5 — т у р б и н н ы е счет
чи к и ; в — н а с о с ы .
Впроизводстве алюминийорганических соединений для изгото вления аппаратов, трубопроводов и арматуры пригодны все основ ные марки стали. Свинец и алюминий по отношению к алюминийорганическим соединениям нестойки. Из прокладочных материалов наиболее приемлемыми оказались медь и тефлон; при низких тем пературах устойчив к алюминийтриалкилам паронит. Хлопчато бумажные, шерстяные и капроновые ткани не выдерживают действия
алюминийорганических соединений даже в среде инертного газа, в то время как керамические материалы по отношению к ним инертны.
Емкости для алюминийорганических соединений перед запол нением нужно тщательно осушить, очистить от посторонних примесей, продуть и опрессовать инертным газом. Хранить алюминийоргани ческие соединения следует при температуре не. выше 30 °С и при избыточном давлении 0,3—0,5 am; не допускается попадание на ем кости прямых солнечных лучей или тепла из других источников.
Чистые алюминийорганические соединения пирофорны (способны самовозгораться) при таких температурах: до —68 °С для триэтилалюминия, до —40 °С для триизобутилалюминий и до —64 °С для