Полиметилены

Низкомолекулярные фракции продуктов

Изучение состава низкомолекулярных продуктов, побочно образующихся при синтезе полиметиленов, весьма важно для выяснения механизма реакции, ибо эти продукты можно разделять на индивидуальные соединения.

Для более глубокого изучения состава низкомолекулярных про­дуктов используют газовую хроматографию. Уже в 1940 г. было установлено [38], что при непрерывном синтезе на стационарном слое рутениевого катализатора в низкомолекулярных жидких про­дуктах присутствуют относительно большие количества кислород­содержащих   соединений  (преимущественно   альдегиды)   [18, 17].

На рис. 174—176 приведены хроматограммы газообразных продуктов со­става C1C7, кислородсодержащих соединений до С6, растворенных в воде, и жидких продуктов, растворенных в масляном слое. Среди газообразных углево­дородов н-парафины преобладают над олефинами и разветвленными соедине­ниями. В водном слое имеются низшие спирты и альдегиды, а масляный слой помимо углеводородов содержит альдегиды. Идентификация и количественное определение альдегидов в органическом слое продукта были проведены на колонке с тетрагидридборатом натрия, причем альдегиды полностью и селективно были переведены в соответствующие спирты.

Капиллярному газохроматографическому анализу высокомолекулярных полиметиленовых углеводородов  посвящены  поисковые  работы   [28, 40].

Если зависимость суммы низкомолекулярных продуктов (в виде содержания углерода) отнести к С-числу, получаются приведенные на рис. 177 кривые для трех температур синтеза. Видно, что с ростом температуры доля низкомолекулярных продуктов, особенно метана, возрастает. Кривые показывают такой ход, который уже известен для синтеза Фишера — Тропша на кобальтовых или же­лезных катализаторах: после относительно высокого содержания C1 следует очень низкое содержание С2. Кривые растут затем до максимума в области С4;

Количественное распре­деление по углероду ннзкомолекулярных продуктов (C1—С14) син­теза полиметиленов

Рис. 177. Количественное распре­деление по углероду ннзкомолекулярных продуктов (C1—С14) син­теза полиметиленов. Периодический опыт прн 100 МПа; растворитель—гексадекан [17, 18].

 

Хроматограмма углеводородов С1—С7, получаемых при синтезе полиметиленов

Рис. 174. Хроматограмма углеводородов С1—С7, получаемых при синтезе полиметиленов.

Колонка длиной 2 м; носитель— реоплекс на Аl2О(15:85); 60—180 °С; коэффициенты рас­пределения например, при 1/16 1/16 от максимальной чувствительности; при 2/16 - 1/160 от мак­симальной чувствительности.

спад кривых к продуктам более высокой молекулярной массы тем слабее, чем ниже температура.

Это сходство распределения продуктов синтеза полнметиленов с синтезом Фишера —Тропша позволяет (вместе с рядом других аналогий) придти к вы­воду, что в основе обоих синтезов лежит общий механизм.

Хроматограмма   кислородсодержащих  соединений   до С6, полученных при синтезе полиметнленов и растворенных в реакционной и промывной воде
Рис. 175.   Хроматограмма   кислородсодержащих  соединений   до С6, полученных при синтезе полиметнленов и растворенных в реакционной и промывной воде. Колонка длиной 5 м; LAC; 60 С

 

Хроматограмма жидких продуктов, полученных при синтезе полиметиленов и растворенных в масляном слое

Рис. 176. Хроматограмма жидких продуктов, полученных при синтезе полиметиленов и растворенных в масляном слое.

Маркированные пики соответствуют альдегидам (капиллярная колонка диаметром 0,25 мм и длинной 100 м; полипропиленгликоль; 30-160°С; скорость нагревания 2 °С/мин.

 

Относительные скорости отдельных реакций в сложной реакционной схеме, вообще-то говоря, не­одинаковы, так что массовая доля отдельных продуктов может быть весьма различной.