Proprietarii brevetului de invenție RU 2477717:
Kazan Open Joint Stock Company "Sinteza organică" (OJSC "Kazanorgsintez") (RU)
Invenția se referă la un procedeu pentru prepararea izopropilbenzenului. Metoda implică alchilarea benzenului cu propilenă în prezența unui complex catalitic pe bază de triclorură de aluminiu prin hrănirea încărcătura uscată benzen, polyalkylbenzene, propilenă, complexul catalitic, complexul catalitic al întoarcerii în reactorul de alchilare în condiții turbulente. Care metoda este caracterizată prin aceea că amestecarea benzenului încărcare uscată și polyalkylbenzene cu propilenă se efectuează într-un amestecător turbionar înainte de a fi aplicată în reactorul de alchilare pieptene, complex catalizator proaspăt este alimentat într-un reactor pieptene de alchilare și un complex catalitic de retur a fost alimentat în porțiunea mijlocie a reactorului de alchilare. Utilizarea acestei metode permite creșterea selectivității procesului, pentru a crește randamentul, reducerea consumului de materii prime: benzen, propilenă, complex catalitic pe bază de triclorură de aluminiu. 4 tab. 2 pr.
Invenția se referă la metode pentru producerea alchilbenzeni prin reacția benzenului cu olefine, și anume procesul de obținere a izopropilbenzenul în prezența unui complex catalitic pe bază de clorură de aluminiu, și pot fi utilizate în uzinele petrochimice.
În condiții industriale, alchilarea benzenului cu propilenă produce o masă de reacție cu următoarea compoziție: benzen
62%, izopropilbenzen (IPB)
3%. Polyalkylbenzene la rândul lor constau din 60-65% meta- și para-diizopropilbenzenilor, care în anumite condiții, în prezența unui catalizator dezalchilați pentru a forma -izopropilbenzola produsul dorit utilizat pentru producția de fenol și acetonă.
În practică, procesul principal de reacție producerea de izopropilbenzenul - dezalchilare și alchilarea - este efectuată în comun (simultan) în reactorul de alchilare (alkylator) în prezența triclorurii de aluminiu, ceea ce se explică prin capacitatea de triclorură de aluminiu pentru a cataliza ambele reacții. Împreună cu benzenul, alchilatorul este furnizat de polietilchilbenzeni reciclați, propilenă, complex catalitic proaspăt și reciclat. O astfel de schemă nu permite luarea în considerare a caracteristicilor principalelor reacții separate și nu oferă condițiile optime corespunzătoare pentru realizarea acestora. Se cunoaște că dezalchilarea are loc mai lent decât alchilarea. Astfel, raportul dintre constantele ratei reacțiilor propilirovaniya Dealchilarea benzen și diizopropilbenzen la 20 ° C a fost de ≈ 3 (M.A.Dalin și colab., Alchilarea benzenului cu olefine. Goskhimizdat M. 1957 YG). Cu toate acestea, într-o propilenă hrănire convențională direct în alkylator în prezența unei olefine, nereacționată, este dificil de a elimina flux mai profund nedorit polyalkylbenzene de alchilare, împreună cu reacția țintă obține izopropilbenzen.
procedeu cunoscut pentru alchilarea benzenului cu propilenă, în care reactorul de alchilare se alimentează un amestec de benzen uscat direct și recidivante, propilenă, polyalkylbenzene (B.D.Kruzhalov, B.I.Golovanenko. Coproducție de fenol și acetonă, M. Goskhimizdat 1963 YG). Pentru a obține compoziția de echilibru a alchilatului cu un loc simultan în procesele de alchilare a reactorului și dealchilare cruciale pentru a asigura amestecarea intensivă a masei de reacție a catalizatorului și straturile de hidrocarburi. O astfel de amestecare este realizată prin barbotarea olefinei printr-un alchilat. Acest lucru face posibilă efectuarea alchilării continue într-un aparat de tip coloană. Timpul de rezidență al reactanților într-o coloană într-un proces continuu, ar trebui să fie suficientă pentru a asigura echilibrul. Reacția de alchilare continuă la o viteză suficientă deja la 35-40 ° C. Temperatura în alkylator este menținută cel puțin 80 ° C pentru a obține compoziția de echilibru, deoarece reactorul simultan cu procesul de alchilare se efectuează dezalchilare. Temperatura reactorului nu trebuie sa fie mai mare de 130 ° C, deoarece la această temperatură, începe deja descompunerea complexului catalitic pe bază de triclorură de aluminiu.
Este cunoscută o metodă pentru prepararea etilbenzenului (brevetul RF 2,677,476), care cuprinde alimentarea unei încărcături uscate de benzen, a unui complex catalitic, a etilenei și a unui complex catalitic reciclat. În acest caz, toate componentele sunt amestecate într-un regim turbulent și alimentate în reactorul de alchilare, adică conform schemei clasice, totul este amestecat în alchilator, iar în tehnologia brevetată totul este amestecat înainte de alchilator.
Dezavantajele acestei metode sunt lipsa de materii prime pentru a pregăti condițiile optime de reacție, precum și alimentării comune și retur complex proaspăt catalizator de alchilare, ceea ce conduce la un conținut ridicat de produse secundare și, ca urmare, o selectivitate proces redus.
O metodă de obținere a izopropilbenzenul prin alchilarea benzenului cu propilenă pentru a efectua simultan reacția transalchilare într-un singur aparat (Manualul petrochemist. T-2 / ed. S.K.Ogorodnikova. L. Chemicals, 1978, s.100-103). Această metodă este folosită la SA „Kazanorgsintez“ (în continuare - SA), în acest moment. In partea de jos a fagurelui de alchilare reactor drenată este alimentat împreună cu taxa polyalkylbenzene benzen, în stare proaspătă și recirculare (retur) complex catalitic pe bază de triclorură de aluminiu, propilenă alimentată direct în partea inferioară a reactorului. Masa de reacție din alkylator este trimis la un rezervor de sedimentare pentru separarea complexului catalitic din circulație și în apa de spălare. reacție Blown complex catalitic în masă, prin reacția cu apa este hidrolizat în mediu acid și transferat în stratul apos și eliberat prin hidroliza complexului catalitic de acid clorhidric se neutralizează cu soluție de spălare alcalină suplimentară cu apă. Abgazurile care conțin benzen și acid clorhidric sunt alimentate în unitatea de captare. captarea Benzen gazelor reziduale se realizează prin absorbția polyalkylbenzene sale într-o coloană cu umplutură. masa de reacție se supune Spălat distilare secvențială într-o coloană tavă cu separarea izopropil comercial și de însoțire de produse secundare.
Un dezavantaj al metodei descrise este selectivitatea scăzută a procesului. Astfel, la o sarcină mare pe olefină (mai mult de 4 tone / h), în timp ce gazarea cu propilenă în masa de reacție, aceasta nu are timp să reacționeze, și pentru a evita cenusa acestuia din gazele de ardere, la creșterea presiunii și temperaturii în alkylator și că atunci când concentrația de propilenă în propan-propilen este mai mare de 98%. Cu o scădere a concentrației, situația se deteriorează brusc. O creștere a temperaturii duce la descompunerea complexului catalitic, schimbând astfel echilibrul reacției spre creșterea formării de produse secundare, cum ar fi toluen, etilbenzen, xileni, butilbenzen și alte alchilbenzeni și alcani. În derviarea prin produsele formate din sistem prin distilare, împreună cu ei, se pierd și unele din produsul comercial, izopropilbenzen.
Scopul invenției revendicate este creșterea randamentului produsului de alchilare comercială prin creșterea selectivității (eficienței) procedeului de alchilare a benzenului cu propilenă în prezența triclorurii de aluminiu.
Scopul este atins prin asigurarea unei metode obținere izopropilbenzenul care cuprinde alchilarea benzenului cu propilenă prin alimentarea benzenului încărcare uscată, propilenă proaspătă și complexul catalitic și a reveni instalației la mixer vortex pieptene alkylator pentru amestecarea și dizolvarea în propilenă benzen. Un complex catalitic proaspăt este introdus în coșul de alchilare. În acest caz, complexul de catalizator de reciclare este alimentat în porțiunea de mijloc a reactorului de alchilare. Conform metodei revendicate alchilarea benzenului cu propilenă în reacția are loc în prezența proaspete reacția catalizatorului complex și dezalchilarea pieptene alkylator - în alkylator în prezența întoarcerii hrănite complex catalitic în mijlocul alkylator.
Porțiunea de hidrocarbură a complexului catalitic proaspăt și porțiunea sa activă, conține hidrocarburi mai puțin grele decât catalizatorul complex circulant, se preferă totuși reacția de alchilare a prezentei metode, și mai selective. Compoziția părții hidrocarbonate a complexului catalitic proaspăt și reciclat este prezentată în Tabelul 1.
Partea activă a complexului proaspăt de catalizator, care este un complex de H + [Al1C7] - cu C6H5. are o densitate de 0,860 g / cm3, care este cu 20% mai mică decât densitatea complexului catalizator reciclat (1,029 g / cm3), deci un complex de catalizator proaspăt este distribuit mai bine în masa de hidrocarbură a procedeului de alchilare.
Preamestecare furaje alkylator înainte de a reduce presiunea și temperatura din alkylator, care reduce viteza reacțiilor transalchilare și transalchilarea, și anume conversia radicalul izopropil în ceilalți radicali, pentru a forma toluen, etilbenzen, xileni, butylbenzenes și alte alchilbenzeni și reacția propilenei împreună pentru a forma alcani.
Invenția este ilustrată prin următoarele exemple.
Exemplul 1 (Schema existentă)
În partea inferioară a reactorului de alchilare, o încărcătură de benzen uscată împreună cu polialchilbenzeni este introdusă în pieptene, un complex catalitic proaspăt și reciclat (reciclat). Propilenul este alimentat în partea inferioară a alchilatorului prin barbotarea acestuia în masa de reacție de alchilare (compoziția masei de reacție este prezentată în Tabelul 2).
Din alchilatorul, masa de reacție este trimisă la un separator pentru a se separa de complexul catalitic circulant și apoi la o spălare cu apă. reacție Blown complex catalitic în masă, prin reacția cu apa este hidrolizat în mediu acid și transferat în stratul apos și eliberat prin hidroliza complexului catalitic de acid clorhidric se neutralizează cu soluție de spălare alcalină suplimentară cu apă. Abgazurile care conțin benzen și acid clorhidric sunt alimentate în unitatea de captare. Captarea benzenului din abgas se realizează prin absorbția sa cu polialchilbenzen într-o coloană ambalată. Clorura de hidrogen conținută în abasuri este neutralizată de soluția alcalină.
Masa de reacție spălată suferă o distilare succesivă în coloane de tavă, cu eliberarea izopropilbenzenului comercial și a produselor secundare însoțitoare.
Prima coloană este concepută pentru a distila benzenul din masa de reacție. Bottoms lichid din prima coloană care cuprinde toluen, etilbenzen, xileni, izopropilbenzen, n-propilbenzenul, butylbenzenes, polyalkylbenzene (PAB) și PAB rășina este introdusă în puterea de a doua coloană pentru a izola intermediarul fracțiunea - izopropilbenzen tehnică.
Bazele celei de-a doua coloane care conține polialchilbenzeni și rășina PAB sunt alimentate în a treia coloană și distilatul este alimentat în a patra coloană.
Cea de-a treia coloană este destinată pentru distilarea polialchilbenzenelor din rășina PAB.
A patra coloană separă fracțiunea de etilbenzen și izopropilbenzenul din n-propilbenzen și butilbenzen. Distilatul este alimentat în coloana a cincea, unde se separă fracția de etilbenzen și izopropilbenzenul comercial, iar lichidul inferior este introdus în coloana a șasea.
A cincea coloană este pentru separarea etilbenzen fracțiune de distilat din a patra coloană, a cincea coloană distilatul, fracția Etilbenzen conține în componența sa de până la 5% izopropilbenzen și pompat la depozitarea lichidelor inflamabile.
Cea de-a șasea coloană este destinată izolării butilbenzenelor și n-propilbenzenului. Lichidul inferior al celei de-a șasea coloane, fracțiunea de butilbenzen, conținând până la 25% izopropilbenzen, este pompată la depozitul LVS.
Parametrii modului tehnologic de funcționare a agentului de alchilare sunt prezentați în tabelul 3.
Exemplul 2 (metoda revendicată)
Lzopropilbenzen a fost preparat în același mod ca în exemplul 1, dar încărcătura drenată benzen cu polyalkylbenzene amestecat cu propilenă într-un amestecător turbionar imediat înainte de alkylator pieptene.
Complexul de catalizator proaspăt este alimentat direct pe pieptenerul de alchilat într-un amestec preparat de benzen și propilenă și complexul catalizator de reciclare este alimentat în mijlocul alchilatorului.
Compoziția masei de reacție este dată în tabelul 2.
Parametrii modului tehnologic de funcționare a agentului de alchilare sunt prezentați în tabelul 3.
Amestecarea prealabilă a fluxului de benzen uscat și polialchilbenzen cu propilenă în condiții de turbulență mărește proporția de propilen care intră în reacția de alchilare dorită (prepararea API). Aproape reacția de alchilare continuă în pieptenul de alchilat, unde are loc reacția cu complexul catalitic proaspăt. Proiectarea mixerului permite amestecarea optimă a debitelor benzenului uscat și a propilenei în regim turbulent.
Parametrii pentru compararea eficienței proceselor existente la SA și propuse sunt prezentate în Tabelul 4.
Din tabelele 2, 3 și 4 arată că, deși concentrația izopropilbenzenul în masa de reacție în cadrul schemei existente de mai sus, dar, de asemenea, cantitatea de produse secundare ca mai sus, și în consecință pierderea de mai sus izopropilbenzenul produse secundare, cu alocarea lor la rectificare, în plus, concentrațiile semnificativ mai mari polyalkylbenzene. Dacă luăm în considerare formarea lateral (non-țintă) al produsului izopropilbenzenul titlu relativ mărfuri (SPI), devine evident că metoda revendicată este formată 13,74% SPI 1% produși secundari (28,57 / 2,08), comparativ cu 10,3% schema existentă. De asemenea, numărul de polyalkylbenzene circulant scade brusc (PAB) de la 4,48% la 2,86%, care „facilitează“ masa de reacție de alchilare și necesită deci un consum mai mic de energie pentru izolarea și uscarea acestora. Numărul de produse țintă „SPI benzen +“ în procesul revendicat este mult mai mare - 95,06% față de 92.64%. Acest lucru se datorează faptului că reacția de alchilare în cadrul sistemului existent este în condiții mai severe (la temperatură și presiune ridicată) și, respectiv, „mai profunde“ și „pe“. Menținerea ieșirea dorită a izopropilbenzenul la reactor fără amestecare posibilă numai prin creșterea volumului reactorului și raportul creștere „benzen / propilenă“, ceea ce va crește costul de energie pentru producerea de IPA.
zone de separare și alchilare dezalchilare și transalchilare și de reducere a vitezei reacțiilor transalchilare mărește selectivitatea procesului până la 2,06%, reducând astfel consumul de benzen pentru a obține izopropilbenzenul cu 1 tonă 708 kg la 698 kg. Acest lucru se realizează prin faptul că zona de reacție nu are „barbotare“ a masei de reacție și încălzirea locală a zonei în care are loc descompunerea moleculelor de propilenă și interacțiunea acestora atât cu benzen într-un amestec de alchilbenzeni, și între ei. Aceasta, la rândul său, duce la o scădere în prepararea parafine „ușoare“ dobenzolnoy așa numitele fracțiuni și alte subproduse. Mai mult, a crescut îndepărtarea SPI comerciale de la 1 m 3 reactor pe oră de la 0,75 m până la 0,86 m la faptul că o parte se pierde cu SPI produse secundare (etilbenzen, fracții butilbenzenic).
reacția dezalchilarea este efectuată în prezența catalizatorului complex recurent alkylator alimentat în mijlocul alkylator.
Atunci când se realizează această metodă, ponderea complexului catalizator cu masa de reacție din alchilatator scade datorită absenței "barbotării" masei de reacție din interiorul alchilatorului cu propilenă.
Reducerea polyalkylbenzene și alte produse secundare în masa de reacție indică o scădere a pierderii SPI comerciale atunci când plotare format de subproduse din sistem prin distilare, precum și posibilitatea reducerii consumului de energie în timpul izolării din amestecul de reacție, de exemplu, consumul de abur este redus de la 2,05 Gcal 1 t API la 1,8 Gcal.
Această metodă a fost testată industrial la OJSC "Kazanorgsintez".
Rezultatele implementării procedeului revendicat arată că o combinație a două noi caracteristici o metodă pentru producerea izopropilbenzenul - amestecarea uscată de încărcare benzen și polyalkylbenzene propilenă vortexate înainte de a fi aplicată în reactorul pieptene de alchilare și alimentarea separată a catalizatorului proaspăt pieptene complex reactor de alchilare, și o revenire a complexului catalitic - în mijloc reactor de alchilare - mărește selectivitatea procesului la 93.21%, și face posibilă reducerea consumului de benzen 1,5%, debit bowled AlCl3 mash la 3,85% și 0,55% propilenă. Crescută izopropilbenzenul ieșire revendicată metoda indică optimizarea procesului de alchilare.
Procedeu pentru producerea benzenului izopropil cuprinzând alchilarea benzenului cu propilenă în prezența unui complex catalitic pe bază de triclorură de aluminiu, prin alimentarea de încărcare benzen uscat, polyalkylbenzene, propilenă, complexul catalitic, revenirea complexului catalitic în reactorul de alchilare în condiții turbulente, în care amestecul de încărcare benzen uscat și polyalkylbenzene cu propilenă se efectuează într-un amestecător turbionar înainte de a fi alimentat în reactorul de alchilare pieptene, catalysate proaspăt complex molecular servește la pieptene în reactorul de alchilare și un complex catalitic de retur a fost alimentat în porțiunea mijlocie a reactorului de alchilare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: