عملية شل للأوليفينات العالية
تُعدّ عملية شل لإنتاج الأوليفينات العليا ( SHOP ) عملية كيميائية لإنتاج الأوليفينات ألفا الخطية عبر بلمرة الإيثيلين وتفاعل تبادل الأوليفينات ، وقد ابتكرتها شركة شل بي إل سي واستغلتها . [ 1 ] تُحوّل منتجات الأوليفينات إلى ألدهيدات دهنية ، ثم إلى كحولات دهنية ، وهي مواد أولية تُستخدم في صناعة الملدنات والمنظفات . يتجاوز الإنتاج العالمي السنوي للأوليفينات بهذه الطريقة مليون طن . [ 2 ]
تاريخ
اكتشف الكيميائيون في شركة شل للتطوير في إيمريڤيل هذه العملية عام ١٩٦٨. في ذلك الوقت، استدعت الاعتبارات البيئية استبدال الكحولات الدهنية المتفرعة، المستخدمة على نطاق واسع في المنظفات، بالكحولات الدهنية الخطية، نظرًا لبطء التحلل البيولوجي للمركبات المتفرعة، مما كان يتسبب في تكوّن رغوة على سطح المياه. [ ٢ ] في الوقت نفسه، كان يجري تشغيل وحدات تكسير جديدة لزيت الغاز ، وكان المعروض من الإيثيلين يفوق الطلب. [ ٢ ]
تم تسويق هذه العملية تجارياً في عام 1977 من قبل شركة شل بي إل سي ، وبعد توسيع مصنع جيزمار في لويزيانا (الولايات المتحدة الأمريكية) في عام 2002، بلغت الطاقة الإنتاجية السنوية العالمية 1.2 مليون طن. [ 3 ]
عملية
يتفاعل الإيثيلين بوجود عامل حفاز لإنتاج سلاسل أطول. على عكس عملية زيغلر-ناتا ، التي تهدف إلى إنتاج بوليمرات طويلة جدًا، يتوقف نمو الأوليغومر بعد إضافة 1-10 وحدات متكررة من الإيثيلين. الجزء الذي يحتوي على أوليفينات من C12 إلى C18 ( 40-50%) له قيمة تجارية مباشرة في إنتاج المنظفات، ويتم إزالته. [ 2 ] لكي يكون الجزء المتبقي ذا أهمية تجارية، يلزم إجراء خطوتين إضافيتين. الخطوة الأولى هي عملية التماثل في الطور السائل باستخدام عامل حفاز من الألومينا القلوية، مما يؤدي إلى تكوين روابط مزدوجة داخلية. على سبيل المثال، يتم تحويل 1-أوكتين إلى 4- أوكتين ، ويتم تحويل 1-إيكوسين (هيدروكربون C20) إلى 10-إيكوسين. في الخطوة الثانية، يتم تحويل مخاليط مثل هذه إلى 2-تتراديسين، وهو مكون C14، ويقع أيضًا ضمن النطاق التجاري. [ 2 ]
يمكن أيضًا تفاعل الأوليفينات الداخلية مع فائض من الإيثيلين باستخدام أكسيد الرينيوم (VII) المدعوم على الألومينا كمحفز في تفاعل الإيثينوليز ، مما يؤدي إلى كسر الرابطة المزدوجة الداخلية لتكوين خليط من الأوليفينات ألفا ذات سلاسل كربون فردية وزوجية بأطوال جزيئية مطلوبة. [ 4 ]
تخضع الأوليفينات من C12 إلى C18 لاحقًا لعملية الهدرجة الفورمية ( عملية الأكسو ) لإنتاج الألدهيدات . ثم يُهدرج الألدهيد لإنتاج الكحولات الدهنية، وهي مناسبة لتصنيع المنظفات. [ 4 ]
الدورة التحفيزية
تتمثل الخطوة الأولى في هذه العملية في بلمرة الإيثيلين إلى خليط من الأوليفينات ألفا ذات العدد الزوجي من ذرات الكربون عند درجة حرارة تتراوح بين 80 و120 درجة مئوية وضغط يتراوح بين 70 و140 بار (7 إلى 14 ميجا باسكال) باستخدام محفز من مركب النيكل والفوسفين. تُحضّر هذه المحفزات عادةً من أحماض ثنائي أريل فوسفينو الكربوكسيلية، مثل (C6H5)2PCH2CO2H . [ 5 ] وقد أوضحت مجموعة ويلهلم كيم هذه العملية وآليتها ، أولاً في شركة شل ثم لاحقاً في جامعة RWTH آخن .
![]()
طرق بديلة
في تطبيق آخر للأوليفينات من شركة شل، يُهدرج مركب سيكلودوديكاتريين جزئيًا إلى سيكلودوديسين ، ثم يُخضع لعملية إيثينوليز للحصول على ثنائي إين خطي مفتوح السلسلة طرفي . كانت هذه العملية لا تزال قيد الاستخدام في مصفاة إيسار ستانلو حتى أدى انفجار خطير وحريق لاحق إلى إغلاق المصنع ووحدات الكحول التي كان يغذيها في عام 2018.
مراجع
- ^ الكيمياء العضوية الصناعية ، كلاوس فايسرميل، هانز يورغن أربي، جون وايلي وأولاده؛ الثالث 1997 رقم ISBN 3-527-28838-4
- 1 2 3 4 5 كيم، و. (2013)، بلمرة الإيثيلين إلى ألفا-أوليفينات: اكتشاف وتطوير عملية شل للأوليفينات العليا (SHOP) . Angew. Chem. Int. Ed.، 52: 12492–12496. doi : 10.1002/anie.201305308
- ↑ مول، جيه سي (2004). "التطبيقات الصناعية لتفاعل تبادل الأوليفينات". مجلة التحفيز الجزيئي أ: الكيميائية . 213 : 39-45 . doi : 10.1016/j.molcata.2003.10.049 .
- 1 2 روبن، برايان؛ ويتكوف، هارولد (1988). "عملية SHOP: مثال على الإبداع الصناعي". مجلة التعليم الكيميائي 65 (7): 605. Bibcode : 1988JChEd..65..605R . doi : 10.1021/ed065p605 .
- ↑ كون، ب.؛ سيميريل، د.؛ مات، د.؛ تشيتكوتي، م. ج.؛ لوتز، ب. (2007). "علاقات البنية والتفاعلية في مركبات من نوع SHOP: محفزات قابلة للتعديل لتكوين قليل الوحدات وبلمرة الإيثيلين". دالتون ترانس. (5): 515-528 . doi : 10.1039/B615259G . PMID 17225902 .
- العمليات الكيميائية
- التحفيز
- الاختراعات الأمريكية
