Способ получения алкилбензолов

Способ получения алкилбензолов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛБЕНЗОЛОВ путем алкилирования бензола хлорпарафинами при 60-70 С в присутствии каталитического комплекс, на основе хлористого алюминия, образующего из металлического алюминия, хлористого водорода и толуола, с использованием улавливания бензола из абгазов и возвратом его в процесс, отличающийся тем, что, с целью сокращения потерь бензола и Количества используемого катализатора , процесс алкилирования ведут при повышенном давлении 1,1-2,5 атм с последующим улавливанием бензола абсорбцией сначала хлорпарафинами при 40-60°С и давлении 1,1-2,5 атм, а затем каталитическим комплексом при 55-654. (Л Г & од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕ М ИЗОБРЕ О (21) 3421368/23-04 (22) 12.04.82 (46) 15.05.85. Бюл. N 16 (72) Л.П.Авластимов,. А.И.Гершенович, М.Б.Кац, Ф.М.Садыхов, З.К.Садыхов, А.А.Алиев и В.М.Юрьев (53) 665.652.4(088.8) (56) 1. Технологический регламент производства сульфонола N - 185-71.

Сумгаит, ПО "Химпром", 1971.

2. Патент США к- 3 333 014, .кл. 260-671, опублик. 1972 (прототип).

3. Патент США N - 3 691 245, кл. 260-67 i 1972. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛБЕНЗОЛОВ путем алкилирования бензола

„„Я0„„11 5577 А

4(51) С 07 С 15 02 2 68 хлорпарафинами при 60-70 С в присутствии каталитического комплекса, на основе хлористого алюминия, образующего из металлического алюминия, хлористого водорода и толуола, с использованием улавливания бензола из абгазов и возвратом его в процесс, отличающийся тем, что, с целью сокращения потерь бензола и количества используемого катализатора, процесс алкилирования ведут при говышенном давлении 1, 1-2,5 атм с последующим улавливанием бензола абсорбцией сначала хлорпарафинами о при 40-60 С и давлении 1,1 — 2,5 атм, а затем каталитическим комплексом при 55-65 С.

1155577

Изобретение относится к усовершенг ствованному способу получения аякилбенэолов, которые используют для получения поверхностно-активных веществ (сульфонола). S

Известен способ получения алкилбензолов путем алкилирования бенэола хлорпарафинами, например керосином, О при 45-50 С и атмосферном давлении в присутствии комплексного катализа- 10 тора на основе АР СГ и алкилбензола, например толуола, получаемого из металлического алюминия, хлористого водорода и толуола, с последующей абсорбцией бензола конденсацией его содержащих абгазов и дальнейшим промыванием конденсата водой. Последний не возвращают на стадию алкилирования из-эа того, что следы влаги разлагают катализатор (1) .

Однако в этом случае значительны потери бензола (до 260 кг/ч) из-за того, что нет возврата бензола в процесс, и поэтому предусматриваются высокие расходы бензола на стадии ал-р5 килнрования.

Наиболее близким техническим решеJ нием к предложенному является способ получения алкилбензолов при о

20-80 С и атмосферном давлении. Процесс ведут алкилированием бензола хлорпарафинами в присутствии катализатора на основе хлористого алюминия, получаемого из металлического алюминия, хлористого водброда и алкилбен35 зола (толуола). Образующиеся после алкилирования абгазы, содержащие бензол, подвергают абсорбции путем конденсации и полученный конденсат после промывания водой возвращают на стадию алкилирования f23 . Однако и в этом случае также наблюдаются высокие потери бензола (до 247 кг/ч), а воэможность попадания влаги с конденсатом бензола предусматривает необходимость увеличения количества катализатора.

Кроме того, несмотря на увеличенный расход бензола (1644 кг/ч конден.

caòà бензола и 24000 кг/ч прямой подачи свежего бензола) выход целевого продукта не увеличивается, а несколько снижается.

Цельк> изобретения является снижение потерь бензола и сокращение расхода катализатора.

Поставленная цель достигается согласно способу иоиучения алкилбенэолов путем алкилирования бензола о хлориарафинами ири 60-70 С и давлении 1,1-2,5 атм в присутствии каталитического комплекса на основе хлористого алюминия, образованного из металлического алюминия, хлористого водорода и толуола, с последующим улавливанием бенэола абсорбцией снао чала хлорпарафинами при 40-60 С и давлении 1, 1-2,5 атм, а затем каталитическим комплексом при 55-65 С.

Эти условия обеспечивают сокращение потерь бензола (с 261 до 6 кг/ч), снижение расхода катализатора (с 2800 до i1600-2300 кг/ч), причем селективность ио моноалкилбензолам составляет 98 мас.7.

Необходимость проведения алкилирования при давлении до 2,5 атм обусловлена последующими условиями стадии абсорбции хлорпарафинами, при которых уменьшается унос бензола из реактора и увеличивается степень поглощения.

При одних и тек же исходных количествах бензола и хлорпарафинов в процессе алкилирования в предлагаемом способе выделяется меньше непрореагировавшего бензола, чем в известном при тех же температуре и давлении, т.е. 20623 кг/ч против

20848 кг/ч. Это свидетельствует о большей степени превращения бензола в процессе.

Кроме того, использование хлорпарафинов не вносит никаких дополнительных примесей в процесс алкилирования, что положительно сказывается на ведении процесса.

Проводимое двухступенчатое алкилирование является более предпочтительным перед одноступенчатым, т.е. только полной абсорбцией хлорпарафинами, в которых бензол полностью растворяется f3) .

Полное абсорбирование бензола следоо вало бы вести при 20-25 С, но это вызвало бы дополнительные технологические трудности: охлаждение до комнатной температуры и последующее нагревание для использорзния в стадии о алкилирования до 60-70 С, что энергетически не выгодно.

Вторая ступень абсорбции с помощью каталитического комплекса на основе хлористого алюминия также проводится в интервале близких температур 551155577

65 С, т. е. температур получения каталитического комплекса.

Получение комплекса ведут иэ металлического алюминия, хлористого водорода и толуола, в результате 5 образуется двухфазная система, в которой верхний слой — толуол, а нижний — комплекс, содержащий вначале

51 мас. А1С1,, а затем по мере насыщения толуолом и бензолом — 32 мас.%

A0C8, который и подается на стадию алкилирования.

Для предотвращения попадания толуола на стадию алкилирования необходимо поддерживать постоянный уро- 15 вень комплекса в реакторе.

Возможный механизм улавливания бензола может быть следующий: бензол из абгазов растворяется в толуоле, который частично переходит в комплекС 20 (поэтому снижается содержание А СС> с 51 до 32 мас. ). Комплекс включает бензол, поскольку при разложении его водой в органической фазе в значительных количествах содержится 25 бензол.

Как показано в сравнительных данных (см. табл. 2 н 3), за пределами указанных температур абсорбции нао

У пример ниже 40 С, происходит сниже. — ЗО ние температур алкилирования и повы.шается расход катализатора, а выше о

60 С вЂ” уменьшается степень улавливания бензола и возрастают его потери в 1О раэ на стадии поглощения его комплексом-катализатором.

Кроме того, прн абсорбции комплексом остаточного бензола происходит переалкилирование, т.е. перераспределение алкильных радикалов из дии триалкилбензолов, образующихся в процессе, в моноалкилбензол, что приводит к повышенному содержанию его в алкилате.

Схема осуществления способа пред45 ставлена на чертеже.

В алкилатор 1 по линии 2 подают бензол, по линии 3 хлорпарафины, по линии 4 комплекс-катализатор А1И> .

Сверху колонны отводят по линии 5 5О алкилат на отстой от катализатора.

Газообразные продукты (абгазы, содержащие НИ и бензол) поступают по линии 6 в абсорбер 7, орошаемый сверху по линии 8 хлорпарафинами. Поглощен- 55 ный бензол возвращают в стадию алкилирования, а остаточный бензол и хлористый водород направляют на вто

4 рую стадию по линии 9 поглощения комплексом-катализатором в абсорбере 10, который является реактором получения комплексного АССР из металлического алюминия, толуола, подаваемого по линии 11, и хлористого водорода, поступающего с абгазами.

Комплекс-катализатор вместе с поглощенным бензолом возвращают на стадию алкилирования. Остаточные абгазы по линии 12 направляют на промывку водой (поглощение HCE).

Пример. В низ прямоточного секционного алккпатора непрерывно подают бензол в количестве 24000 кг/ч, хлоркеросин в количестве 21144 кг/ч и раствор комплексного катализатора в количестве 2380 кг/ч. При определенной температуре и давлении происходит алкилирование с выделением эквимолекулярного количества хлористого водорода. Алкилат отводят на отстой; Образовавшиеся абгаэы — бензол и НСВ направляют на абсорбцию хлоралканами и далее каталитическим комплексом.

В реактор получения комплекса

А С1 непрерывно или периодически загружают 153 кг/ч проволоки алюминия, 1180.кг/ч толуола, а со стадии апкилирования непрерывно поступают абгазы, содержащие HQ и бензол в количестве 1497 кг/ч.

В табл. 1-3 показаны условия-процесса и материальные балансы по продукгам как исходным, так и конечным.

Исходя из сравнительных данных видно, что в стадии алкилирования (табл. 1) по условиям предлагаемого способа достигается значительное сокращение потерь бензола и снижение расхода каталитического комплекса.

В стадии абсорбции хлорпарафинами (табл. 2) при разных температурах и давлении меняется степень поглощения бенэола. Снижение температуры ниже 40 С пРиводит к снижению температуры алкилирования и увеличению расхода катализатора а при повыше1 нии температуры выше 60 С уменьшается степень поглощения бензола и впоследствии на Стадии доабсорбции комплексом увеличиваются потери бенэола в 10 раэ.

Из табл. 3 видно, что.потери бензола в режимах по предлагаемому способу составляют 0,03-0,15% или 631 кг/ч,а по известному — 261 кг/ч.

5 1155577 б

Таким образом, предлагаемый способ ческие показатели вследствие снккеобеспечивает хорошие технико-зкономи .ния потерь бензола и сокращения рас

Стадия

Режимные показатели

Температура, С

60

Давление, кг/см

t 5

2,5

44 3 21948 45в8 22039 46>1

7520

t5 8

Керосин (н-парафины).11980 25,2

Поглощенный бензол. 1644

Бензол

24000 50,4

24000 50,2

Раствор комплексакатализатора

2380 5,3

2070 4,3

1640

3,7

1510 3,4

1310

1040 2 35 в т.ч. Комплекс в т.ч, AkCf

762 1,7

660

1,36

526

1919

540 1,20 470 0,97

Толуол

0,84

371

t80

0,37

143 0,32

120 0,27

0,41

Бензол

200

Толуол

560

1,16

480

0,11

47524 100

48018 100

Итого

47679 100, Получено

44383 93,3 44097 91,8 43718 91,7

Алкилат в т.ч. Керосин (н-парафин) 11980 25,2 11980 24,9 11980 25,1 «Керосинбензол (алкнлбензол) 9110 19 1 9150 18 8 9174 .18,9

20623 43,6 20647 43,2 . 20688 43,6

Бензо л

Материальные потоки, кг/ч/мас.Ж

Подано Хлоркеросин(хлорпара@ин) 21144 в т.ч.

Хлоралканы (RCl) 208 0,46

230 0,51

640 1,42

7520 15 8

11980 25 0

2448 5,0

24000, 49,9

7520 15,8

11980 25,0

2539 5,3

1155577 алкилбензолов, являющихся сырьем для получения сульфонола. хода катализатора, что является важHbIM при многотоннажном производстве

Таблица 1 алкилирования

Опыт

6 Известныи P1) Известный t2) 60

50

1,05

2 О

1 05

21149 44,3

7520 15,8

26?8 5,5 мФ+

24000 52, 31

24000 50 3

2150 4, 7

1510 3,3

1540 3, 4 2800 5, 8

3,4

1620

2570 5,4

1630 3,4

2,3

1784 3, 7

984

965 2, 02

762 1,6

485

1,03

820 1,72

586 1, 22

540 1,7

208 0,45

348

0,73

224 0,46

132 О, 28

262

256 0,54

684 1, 44

163 0,38

0 55

393

640 1,4

393 0,92 1016 2, 1

46548 100 46300 1.00

0,82.47719 100

45880 100

47990 100

44798 94,0 43529 91,0 42577 91,5 44732 96,8 44398 96,8

11980 25,0 11980 25,0

11980 25,8 11984 25,9 11980 26, 1

8319 17 9 9085 19,5 8500 18, 20721 44,5 20419 44,3 20848 45,5

8981 18,8

20878 43,6

9182 19,3

20723 43,5

11980 25,1

1649 3,4

24000 50,3

22178 46,3

7520 15,7

11980 25,1

21008 45,2 19500 42,2

7520 16, 2 7520 16,3

11980 25,8 11980 25,9

2508 5, 2

24000 51, 4 24000 52, 0

492 1,15 898 1,86

354 0,83 640 1,32

138 0 32 246 О, 51

19500 42,5

7520 16,4

11980 26,2

1155з77

Режимные показатели

Раствор отраб. комплекса

2670 5,6 2320 4,9

138 120

1856 3,9 в т.ч. Алкилбензол

Бензол

200

230

120

3141 Ь,? 3921 8, 2

Абгазы

3951 в т.ч, Бензол

1880 4,0 2660 5,6

1261 2,7 !261 2,6

2690 5,7

HCf

1261

2,6

Абгазы после конденсации в т.ч.

Бензол

47524 100

Итого

483180 100

47679 100

*Хлоркеросин (хлорпарафин) — продукт, полученный после хлорирования дихлоралканов и 68 мас.7 непрореагировавшего керосина (н-парафина). т.е. фракция С -С„ н-парафинов.

** Состав алкилбензола: 98 мас.% моноалкилбензола и 2 мас.X диалкил**+Алкилат содержит также непрореагировавший хлоралкан в количестве .**** Подача бензола слагается из конденсата.(1644 кг/ч) и прямой подачи

1155577

Продолжение табл.1

Опыт

1790 3,75

2863 6, 0

168

256

162 °

163

280

230

3971 8,5

2971 6,0

4361 9, 1

1 710 3,5

3100

1261 2,5

1261

1568 3,4

1482 3,20

261 0,56 247 0,54

47719 100

47990 100 I керосина,(н-парафинов), содержит 30 мас.Ж монохлоралканов (RC1) 2 мас.Ж, Содержание связанного хлора 7 мас.й, где R, †. 10-14 атомов, углерода, беизолов.

400 кг/ч.

24000 кг/ч.

1557 3,33 3248 7,1 2670 5,8

2710 5,6

1261 2,9

1307 2,84 1235 2,7, 46548 !00 46300 100 45880 100

13

1155577

Стадия

40

1,5

19500 84

3921 16 в т.ч.

Бензол

1880

2660

1261

1261

НСВ

23421 100

12641. 100

Итого

21948 94

21144 93

2448

1644 в т.ч. бензол

Абгазы

1473 6

1497 7 в т.ч.

Бензол

236

216

HCE.

1261

1261

22641 100

23421 100

Итого

88

7,4

10,2

Режимные показатели о

Температура, С

Давление, кг/см

Материальные потоки, кг/ч /%

М Подано

Хлоркеросин (хлорпарафин) Абгазы из алкилатора

Получено

Хлоркеросин (хлорпарафин) Степень поглощения бензола, l

Соотношение хлоркеросин:

:бензол на входе в абсорбер

19500 86

3141 14

1155577

15

Опыт

70

60

1,05

1 05

2,5

2710

3100

1710

1261

t26t

1.261

2678

1649

2539

261

422

151

1261

1261

1261

1261

95

6,3

7,3

11,4

7,3 абсорбции .

19М0 84

3951 16

23451 100

22039 95

f412 5

23451 100

19500 87.

29? 1 13

22671 100

2tf49 94

1522 6

22671 100

19500 82

436 f 8

23861 100

22178 93

1683 7

23861 100

Tàáÿèöa 2

19500 83

3971 7

23471 100

22о08 94

t453 6

23461 100

1155577

17 (2

55

1,05

1,05

1473 55,3

236

216

1261

НСЬ

1261

2830 100

2656 100

Итого

2380 84

2070 77,8

1510 5,3

1310

Толуол

640

560

230

200

Бензол

450 10,7

586 22,2.

Абгаз в т.ч.

HCt

427

559

15

Бензол

2830 100

2656 100

Итого

97,5

94,5

0,03

0,06

Режимные показатели о

Температура, С

Давление, кг/см

Материальные потоки, кг/ч/Х

Подано

Толуол

Абгаз из стадии абсорбции в т.ч.

Бензол

Получено

Раствор комплекса-катализатора в т.ч.

Комплекс-катализатор

Поглощение бензола, 7.

Потери бензола, 7. от исходной подачи на алкилирование

1180 41,6

153 5,4

1497 53

Стадия получения

1050 39,5

133 5,2

20!

155577

Т а б л и ц а 3 комплекса-катализатора

Опыт

55

55

1,05

1,05

1,05

1,05

151

261

422

t92

1261

1261

1261

1 261

2957 100

2300 100

2369 100

2522 100

2570 8 i

1640 69

1540 62, 7

1620 64,5

t 040

1650

965

984 42,6

480

684

393

393

163

120

262

689 21

387 13

90 35,5

860 37,3

646

361

730

812. 21

160

2957 100

2369 100

2522 100

2300 100

62

85

0,66

О, 1.5

0,03

0,16.

ВНИИПИ Заказ 3035!21 Ти аж 384 Пр д<, — в и- — й илз ® Шш Патййт, r. ужгород уд g g aa y

851 35,5

106 4,5

1412 60

1270 43

165 5,5

1522 51,5

741 29,4

98 3,9

1683 66,7

747 32,5

100 4,4

1453 63, 1