Полиметилены

Легкие продукты синтеза полиметиленов

Основным продуктом синтеза на рутении при высоком давлении являются высокомолекулярные неразветвленные парафины, но низкомолекулярные фракции продукта ча­стично состоят из соединений с различными функциональными группами.

На рис. 178 даны относительные доли продуктов разных классов (в виде углеродных чисел) для трех температур. Из этих кривых можно сделать сле­дующие основные выводы.

  1. С   увеличением   температу­ры  доля   соединений   с  функциональными группами в ннзкомолекулярных продуктах резко умень­шается  и  при   140 °С  образуются исключительно  парафины.  С  уве­личением  температуры  доля   раз­ветвленных соединений повышается, правда, менее чем на 5%.
  2. С увеличением С-числа доля всех   молекул   с   функциональны­ми группами  уменьшается.  Даже в продукте, полученном прн 100 °С и имеющем много кислородсодержащих соединений и олефинов, уже фракция C13 состоит из парафинов более чем на 95%.
  3. Как следует из рис. 178, а, главными компонентами фракций С3 — С6 при 100 °С являются н-альдегиды. Наряду с этим образуются н-алканолы-1, карбоновые кислоты и олефины.

Образование всех этих соединений можно объяснить в рамках схемы, разработанной в университете г. Карлсруэ [26, 39]. Эта схема предусматривает ступенчатый рост цепи с присоединением на каждой ступени одной СН2-группы с последующей десорбцией:

схема предусматривает ступенчатый рост цепи с присоединением на каждой ступени одной СН2-группы с последующей десорбцией 

При низких температурах синтеза весьма важна конкурирующая сорбция реагентов, конечных и промежуточных продуктов с ката­лизатора, которая сильно тормозится интенсивно хемосорбирующимся оксидом углерода. Десорбция альдегидов более благоприят­на, чем гидрогенолиз связей С—О.

Заслуживает упоминания сильное изменение группового состава фракций с данным С-числом в зависимости от С-числа. Объяснение этому можно найти в возрастании вероятности повторной адсорбции прн увеличении размера молекул. При высоких С-числах практически все продукты с функциональными группами адсорбируются повторно, и только необратимое гидрирование до парафинов приводит к соединениям, которые далее не реагируют и диффундируют из пор катализатора. Сами по себе мало распространенные метильные разветвления в низкомолекулярных продуктах представлены преимущественно 2-метил- и 3-метил- разветвлеииями. Поэтому вероятно, что они образуются в результате реак­ций обрыва цепи. В этом заключается отличие от продуктов синтеза Фишера-Тропша при среднем давлении на железе и при атмосферном давлении на кобальте, где также образуются в заметных количествах метилразветвленные изомеры

 

 Содержание соединений разных классов (в зависимости от С-числа) в низкомолекулярных продуктах (C1—C14) синтеза полиметиленов при 100 °С (а), 120 °С (б) и 140 °С (в)

Рис. 178. Содержание соединений разных классов (в зависимости от С-числа) в низкомолекулярных продуктах (C1—C14) синтеза полиметиленов при 100 °С (а), 120 °С (б) и 140 °С (в).

со срединным расположением групп СН3 [28]. В противоположность тер­модинамическому равновесию, среди бета-олефинов преобладают цис-, а не транс-изомеры.