Способ и устройство для получения алкилбензолов, применяемых в производстве моющих средств, с помощью трансалкилирования

Способ и устройство для получения алкилбензолов, применяемых в производстве моющих средств, с помощью трансалкилирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к экономичным комбинированным способам получения алкилбензолов, применяемых в производстве моющих средств, и, в частности, к способам, использующим трансалкилирование тяжелых углеводородов, произведенных в процессе алкилирования бензола, и к устройству для их осуществления.

Уровень техники

В результате алкилирования бензола с помощью олефина, содержащего от 8 до 16 атомов углерода, получают алкилбензолы, которые могут найти различные коммерческие применения, например, алкилбензолы могут быть сульфированы для получения моющих средств. Используемый здесь термин «алкилбензолы» означает: относятся к фенилалканам, в которых группа алканов содержит от 8 до 16 атомов углерода. Алкилбензолы производят как товарный продукт в больших установках, например, обычно в количествах от 50000 до 200000 метрических тонн в год на установку. В процессе алкилирования бензол вступает в реакцию с олефином, имеющим желательную длину связи в молекуле, с получением искомого алкилбензола. Условия алкилирования включают повышенную температуру и присутствие гомогенного или гетерогенного катализатора алкилирования, такого как хлорид алюминия, фтористый водород, алюмосиликатный катализатор или цеолитовый катализатор.

Алкилбензол должен удовлетворять строгим техническим требованиям, предъявляемым к продукту, для того, чтобы он был подходящим с коммерческой точки зрения. Например, для того, чтобы алкилбензолы были приемлемыми для получения сульфированных поверхностно-активных веществ, они должны быть способны обеспечить получение сульфированного продукта, обладающего подходящими прозрачностью, способностью к биохимическому разложению и эффективностью действия. Содержание бензола в продукте должно быть относительно мало, например, менее 1 ppmw (массовая часть на миллион) и часто составляет менее 0,5 ppmw. Кроме того, желательные продукты, включающие алкилбензолы, должны быть относительно свободны от примесей, например, содержать менее 50, предпочтительно менее 5 ppmw побочных продуктов, таких как диалкилбензолы, олигомеры олефинов и тому подобные (именуемые здесь как «тяжелые углеводороды»). Дополнительные требования к промышленным продуктам, включающим алкилбензол, предусматривают содержание 2-фенила и линейность замещающего алкила. С точки зрения эффективности действия желательны алкилбензолы, имеющие более высокие содержания 2-фенила, поскольку они обладают способностью при сульфировании обеспечивать получение поверхностно-активных веществ с лучшей моющей способностью, но меньшей растворимостью, если содержание 2-фенила становится слишком высоким. Поэтому алкилбензолы, имеющие содержание изомера 2-фенила в интервале от 25 до 40%, являются особенно желательными.

Катализаторы не являются селективными, и поэтому могут происходить и другие реакции олефинов с образованием тяжелых углеводородов, т.е. димеров и соединений диалкиларила. Кроме того, может иметь место скелетная изомеризация олефина, что приводит к потере селективности по отношению к целевому алкилбензолу. Образование соединений диалкиларила является, в особенности, проблематичным, поскольку такая реакция приближает к полной конверсии олефина, и, таким образом, концентрация алкилбензола увеличивается, и увеличивается тем самым вероятность того, что молекула олефина будет реагировать с молекулой алкилбензола, а не с молекулой бензола. Соответственно, в обычных способах для уменьшения соотношения молярных содержаний производимого алкилбензола и олефина в реакторе используют большой избыток бензола. Для гомогенных процессов, катализированных фтористым водородом, соотношение содержаний бензола и олефина обычно находится в интервале от 6:1 до 8:1. Твердые катализаторы склонны к генерированию большего количества тяжелых углеводородов. Следовательно, для этих твердых катализаторов мольное отношение содержаний бензола и олефина обычно превышает 15:1. Для получения алкилбензолов с уменьшенной скелетной изомеризацией соотношение бензола и олефина обычно превышает 20:1, а иногда достигает 30:1.

При увеличении соотношения содержаний бензола и олефина дополнительные затраты на проведение процесса также связаны с извлечением и рециркуляцией непрореагировавшего бензола, содержащегося в продукте алкилирования. Данные по системе очистки при производстве алкилбензола обобщены в справочнике: Pujado, Linear Alkylbenzene (LAB) Manufacture, Handbook of Petroleum Refining Process, Second Edition, pp 1.53-1.66 (1966) (в частности, см. pp.1.56-1.60). В особенности, для крупномасштабных коммерческих процессов алкилирования, например, используемых при производстве линейных алкилбензолов, капитальные и эксплуатационные затраты могут быть очень значительными, и добавление дополнительных стадий перегонки поэтому может быть нежелательным. В отличие от процессов перегонки, осуществляемых в системах очистки алкилбензола, перегонка бензола требует самой высокой тепловой нагрузки.

Предложен способ трансалкилирования тяжелых углеводородов, полученных при алкилировании бензолов, с использованием твердых катализаторов. Однако трансалкилирование требует наличия бензола, и для целей регенерации бензол является предпочтительным регенерирующим агентом. Обычно лучшее действие катализатора получают при более высоком отношении содержаний бензола и диалкилбензола в тяжелых углеводородах, подвергнутых трансалкилированию. Обычно мольные отношения содержаний бензола и диалкилбензола превышают 20:1. Соответственно, типовой процесс трансалкилирования связан со значительным потреблением бензола. Следовательно, перегонка бензола должна обеспечивать производство добавочного бензола для трансалкилирования. Это дополнительное производство требует наличия аппарата для перегонки достаточного размера и подвода дополнительной теплоты от кипятильника. В промышленных комплексах для получения алкилбензолов, используемых при производстве моющих средств, трансалкилирование не применяется.

Существует потребность в создании комплексной установки для производства алкилбензола, которая для увеличения производства алкилбензолов, наряду с подходящей стабильностью катализатора, может экономически эффективно использовать типовой процесс трансалкилирования.

Использование типовых рабочих процессов алкилирования и трансалкилирования при производстве моноалкилированных ароматических соединений хорошо известно. Обычно способы, использующие такие процессы, предлагаются, в частности, для получения этилбензола и изопропилбензола (кумола), хотя имеется информация о более широком их применении. См., например, патентный документ US 4870222, колонка 1, строки 30-34.

Конкретные предложения по трансалкилированию тяжелых углеводородов, полученных при алкилировании бензолов с целью получения алкилбензолов, применяемых в качестве детергентов, включают публикацию: Ganeshpure, et al., Transalkylation of Benzenes with Heavy Alkylbenzenes, Consisting of Diphenylalkanes (С₁₀-С₁₄ alkyl chains) Catalysed by Nafion-H, Indian Journal of Technology, Vol.31, Jily 1993, pp.503-506. В патентом документе US5574198 (Radici et al.) описан способ получения линейных алкилбензолов с использованием катализатора, включающего хлорид алюминия. В колонке 3, строках 35-40 указанного документа показано, что гетерогенная каталитическая фаза позволяет осуществить трансалкилирование полиалкильных продуктов реакции.

В патентном документе US 2003/0040653 (Travers, et al.) описано использование катализатора алкилирования, включающего гетерополиксилоту. В соответствии с абзацем 0023 заявители предусмотрели рециркуляцию, по меньшей мере, четвертой части фракции продукта алкилирования, которая содержит полиалкилбензол, в зону реакции для осуществления, по меньшей мере, частично, трансалкилирования этой части фракции. Кроме того, предусмотрено наличие отдельной зоны трансалкилирования, содержащей другой катализатор (см. абзац 0225).

В патентном документе US 2005/0177017 (Euzen, et al.) раскрыто использование катализатора алкилирования, изготовленного на основе диоксида кремния. В соответствии с абзацем 0219 заявители предусмотрели рециркуляцию, по меньшей мере, четвертой части фракции продукта алкилирования, которая содержит полиалкилбензол, в зону реакции для осуществления, по меньшей мере, частично, трансалкилирования. Кроме того, предусмотрено наличие отдельной зоны трансалкилирования, в которой размещен другой катализатор (см. абзац 0225).

В патентном документе US 2006/0224030 (Euzen, et al.) раскрыто использование катализатора алкилирования, изготовленного на основе диоксида кремния. В соответствии с абзацем 0237 заявители предусмотрели рециркуляцию, по меньшей мере, четвертой части фракции продукта алкилирования, которая содержит полиалкилбензол, в зону реакции для осуществления, по меньшей мере, частично, трансалкилирования. Кроме того, предусмотрено наличие отдельной зоны трансалкилирования, в которой размещен другой катализатор (см. абзац 0243).

Краткое раскрытие изобретения

С помощью настоящего изобретения обеспечиваются способы увеличения производства алкилбензолов, относящихся к сырью для моющих средств, имеющих желательное для продукта качество, посредством использования типового процесса трансалкилирования, с достижением при этом низкого потребления энергии и желательной стабильности катализатора трансалкилирования. В соответствии с настоящим изобретением, по меньшей мере, одну и предпочтительно, по меньшей мере, две зоны трансалкилирования, содержащие твердый катализатор, снабжают бензолом и исходным сырьем, включающим диалкилбензол, и получают выходящий продукт реакции, включающий алкилбензол и непревращенный бензол. Некоторую часть бензола, содержащегося в потоке продукта, выходящего, по меньшей мере, из одной зоны трансалкилирования, отделяют посредством фракционирования и направляют, по меньшей мере, в одну зону трансалкилирования. Таким образом, путем поддерживания контура циркуляции бензола при осуществлении типового процесса трансалкилирования, можно поддерживать высокие мольные отношения бензола и сырья, содержащего диалкилбензол, при проведении типового процесса трансалкилирования, что повышает стабильность катализатора, и в то же время обеспечивает низкие мольные отношения свежего бензола и используемого сырья, включающего тяжелые углеводороды.

Как правило, типовой процесс трансалкилирования, направленный на получение алкилбензолов, которые могут быть использованы в качестве детергентов, объединен с процессом алкилирования бензола, при этом последний процесс включает использование системы очистки для извлечения алкилбензола из неочищенного алкилбензола, полученного при алкилировании. Система очистки включает систему для перегонки алкилбензола. В том случае, если проведение типового процесса трансалкилирования совмещено с подобной установкой для алкилирования бензола, дополнительная нагрузка на систему перегонки бензола в системе очистки, служащей для извлечения алкилбензола, может быть минимизирована. Во-первых, эта нагрузка минимизирована, поскольку уменьшается потребность в бензоле для типового процесса трансалкилирования. Во-вторых, поскольку выходящий продукт, включающий алкилбензол, содержит меньшее количество бензола, количество бензола, которое необходимо переработать (в том случае, когда выходящий продукт трансалкилирования обрабатывают в системе очистки для извлечения алкилбензола), уменьшается.

В соответствии с широкими аспектами способы трансалкилирования сырья, содержащего диалкилбензол, содержащий алкильные группы с числом атомов углерода в интервале от 8 до 16, с бензолом, с целью получения алкилбензола, включают:

а. подачу бензола и указанного сырья, по меньшей мере, в одну зону трансалкилирования, при этом молярное соотношение содержаний бензола и диалкилбензола составляет, по меньшей мере, 20:1, предпочтительно от 30:1 до 60:1;

b. поддерживание указанной, по меньшей мере, одной зоны трансалкилирования в условиях, включающих каталитически эффективное количество твердого катализатора трансалкилирования, необходимое для получения продукта трансалкилирования, в котором, по меньшей мере, 20 мольных процентов диалкилбензола, содержащегося в той части исходного сырья, которая подается в реакционную зону, превращается в алкилбензол;

с. фракционирование, по меньшей мере, части продукта трансалкилирования в условиях фракционирования, при которых получают низкокипящую фракцию, богатую бензолом, и высококипящую фракцию, содержащую алкилзамещенный бензол; и

d. подачу, по меньшей мере, части фракции, богатой бензолом, по меньшей мере, в одну зону трансалкилирования в качестве, по меньшей мере, части бензола указанной реакционной зоны.

В предпочтительных аспектах изобретения мольное соотношение содержания свежего бензола, т.е. содержания бензола, подводимого ко всем зонам трансалкилирования, минус бензол стадии (d), к содержанию исходного сырья, подводимого ко всем зонам трансалкилирования, составляет менее 10:1, часто от 2:1 до 8:1. Предпочтительно стадию (с) проводят таким образом, что высококипящая фракция содержит бензол. Обычно в ходе процесса трансалкилирования производят углеводороды, имеющие 7 или меньшее число атомов углерода. Предпочтительно концентрацию указанных углеводородов поддерживают на уровне менее 10 мас.% в расчете на общую массу алкилзамещенного бензола, содержащегося в сырье. В большинстве случаев на стадии (с) производят такое фракционирование, что часть бензола и достаточные количества указанных углеводородов сохраняются в высококипящей фракции для поддерживания желательной концентрации указанных углеводородов. При желании, дополнительно или в качестве альтернативы некоторую часть богатой бензолом фракции стадии (с) удаляют, так что концентрация углеводородов, имеющих 7 или менее атомов углерода, поддерживается на уровне менее 10 мас.%.

В другом предпочтительном воплощении используют, по меньшей мере, две зоны трансалкилирования, к каждой их них подводят определенную часть указанного сырья, а также бензол. В одном воплощении свежий бензол направляют в одну зону трансалкилирования и, по меньшей мере, часть низкокипящей фракции, богатой бензолом, направляют, по меньшей мере, в другую одну из указанных зон трансалкилирования.

Согласно предпочтительным аспектам изобретения продукт трансалкилирования содержит диалкилбензол и, по меньшей мере, часть продукта трансалкилирования направляют, по меньшей мере, в одну зону трансалкилирования для проведения дальнейшей конверсии диалкилбензола. Часть продукта трансалкилирования, направленная в зону трансалкилирования, может представлять собой определенную часть продукта трансалкилирования стадии (b) или определенную часть высококипящей фракции стадии (с). Зоны трансалкилирования могут быть расположены последовательно по ходу движения потока, или же продукт трансалкилирования может быть путем рециркуляции возвращен обратно, по меньшей мере, в одну зону трансалкилирования.

В соответствии с другим предпочтительным аспектом изобретения периодически осуществляют регенерирацию катализатора трансалкилирования с помощью потока бензола при повышенной температуре. Во многих случаях в процессе трансалкилирования будут использованы, по меньшей мере, две зоны трансалкилирования, при этом, по меньшей мере, в одной зоне трансалкилирования осуществляют процесс регенерации и, по меньшей мере, одну зону трансалкилирования для регенерации не используют.

С учетом широких аспектов настоящего изобретения, относящегося к непрерывно осуществляемым комбинированным способам получения линейных алкилбензолов посредством алкилирования бензола с использованием олефина, имеющего от 8 до 16 атомов углерода, эти способы включают:

а. непрерывную подачу бензола и смеси, включающей олефин, по меньшей мере, в одну зону алкилирования в условиях проведения алкилирования, включающих наличие каталитического количества катализатора алкилирования для получения продукта алкилирования, содержащего алкилбензол, диалкилбензолы и непрореагировавший бензол;

b. отделение бензола от продукта алкилирования с получением фракции, богатой бензолом, по меньшей мере, часть которой направляют на рециркуляцию на стадию (а), и фракции, содержащей алкилбензол, парафин и диалкилбензол и по существу не содержащей бензол;

с. отделение парафина от указанной фракции, по существу не содержащий бензол, с получением фракции, богатой парафином, и фракции, содержащей алкилбензол и диалкилбензолы и по существу не содержащей парафин;

d. отделение алкилбензола от указанной фракции, не содержащей парафин, с получением алкилбензоловой фракции и фракции тяжелых углеводородов, содержащей диалкилбензолы;

е. подачу бензола и, по меньшей мере, части фракции тяжелых углеводородов, по меньшей мере, в одну зону трансалкилирования, при этом молярное соотношение содержаний бензола и диалкилбензола составляет, по меньшей мере, 20:1, предпочтительно находится в интервале от 30:1 до 60:1;

f. поддерживание указанной, по меньшей мере, одной зоны трансалкилирования в условиях проведения трансалкилирования, включающих каталитически эффективное количество твердого катализатора трасналкилирования для получения продукта трансалкилирования, в котором, по меньшей мере, 20 мол.% диалкилбензола в той части сырья, которая подводится в указанную реакционную зону, превращается в алкилбензол;

g. проведение фракционирования, по меньшей мере, части продукта трансалкилирования, с получением низкокипящей фракции, богатой бензолом, и высококипящей фракции, содержащей алкилзамещенный бензол;

h. подачу, по меньшей мере, части фракции, богатой бензолом, по меньшей мере, в одну зону трансалкилирования, в качестве, по меньшей мере, части бензола для указанной реакционной зоны; и

i. подачу, по меньшей мере, части высококипящей фракции стадии (g) на стадию (b).

Согласно предпочтительному аспекту способов, соответствующих изобретению, условия проведения алкилирования стадии (а) включают использование твердого кислотного катализатора. В другом предпочтительном аспекте способов согласно изобретению отношение мольного содержания диалкилбензола к мольному содержанию всего алкилбензола в продукте алкилирования составляет более 5 и иногда находится в интервале от 6 до 10 мас.%. Еще в одном предпочтительном аспекте способа, по меньшей мере, часть бензола для стадии (е) получают в процессе разделения, проводимого на стадии (b). При этом бензол может быть или непосредственно подведен со стадии (b), или он может быть подведен опосредованно после использования, например, для регенерации твердого кислотного катализатора алкилирования, используемого в таких способах, или для регенерации селективного сорбента. Например, если олефин стадии (а) находится в смеси из олефина и парафина, извлеченного в результате дегидрогенизации парафина, а селективный сорбент используют для удаления ароматических соединений из смеси олефина с парафином перед проведением стадии (а), то бензол используют для регенерации селективного сорбента.

Хотя способы, соответствующие настоящему изобретению, осуществляются непрерывно, в пределах объема изобретения проведение процесса трансалкилирования на стадии (f) осуществляют полунепрерывно или непрерывно.

В соответствии с широкими аспектами устройство, соответствующее изобретению, предназначенное для осуществления процесса трансалкилирования диалкилбензола, имеющего алкил заместитель, содержащий от 8 до 16 атомов углерода, содержит:

а. по меньшей мере, один реактор трансалкилирования, содержащий твердый катализатор трансалкилирования, при этом указанный реактор сообщается по текучей среде с источником бензола и с источником сырья, включающего диалкилбензол, причем каждый реактор имеет, по меньшей мере, одно выходное отверстие для продукта; и

b. дистилляционную колонну, содержащую менее пяти теоретических перегонных тарелок, которая сообщается по текучей среде, по меньшей мере, с одним выпускным отверстием, по меньшей мере, для одного катализатора трансалкилирования, при этом указанная дистилляционная колонна приспособлена для получения низкокипящей фракции, содержащей бензол, у верхнего отверстия и высококипящей фракции, содержащей алкилбензол, у нижнего отверстия, причем верхнее отверстие указанной дистилляционной колонны сообщается по текучей среде, по меньшей мере, с одним реактором трансалкилирования и приспособлено для подачи через него бензола.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - принципиальная схема установки для получения алкилбензола с использованием способов согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 - принципиальная схема реактора алкилирования, подходящего для использования в установке для получения алкилбензола, показанной на фиг.1.

Фиг.3 - принципиальная схема системы трансалкилирования, подходящей для использования в установке для получения алкилбензола, показанной на фиг.1.

Параметры

Цвет

Для целей использования в материалах заявки, вещества, обуславливающие цветность, являются компонентами, придающими смеси цветность, а указанный «цвет по Сейболту» относится к цвету по Сейболту, который определяют по методу ASTM D-156-00, Стандартному методу определения по Сейболту цвета нефтяных продуктов (метод хронометража по Сейболту), который предоставляет в распоряжение ASTM International, 100 Barr-Harbor Drive, P.O. Box C700, West Conshohocken, Pa., USA.

Линейность

Используемый здесь термин «линейность» означает массовое процентное содержание нормальных алкилбензолов по отношению ко всем алкилбензолам.

Индекс брома

Существует ряд методов определения индекса брома алкилбензола, но эти методы зачастую обеспечивают получение результатов, которые не совпадают друг с другом. Поэтому для целей описания изобретения за величину индекса брома принимают индекс брома, измеренный по методу UOP Method 304-90, «Число брома и индекс брома углеводородов по результатам потенциометрического титрования», введенному в действие с 31 июля 2004 года и предоставляемому ASTM International.

Содержание 2-фенил

Содержание 2-фенил алкилбензола представляет собой массовое процентное содержание алкилбензола, который является 2-фенилалканом.

Подробное описание изобретения

Предложены различные способы алкилирования бензола. См., например, справочник: Pujado, Linear Alkylbenzene (LAB) Manufacture, Handbook of Petroleum Refining Process, Second Edition, pp 1.53-1.66 (1966). Наиболее известными являются способы, включающие присутствие фтористого водорода («HF Processes» - способы, использующие HF), и способы, включающие использование твердого кислотного катализатора («Solid Catalyst Processes» - способы, использующие твердый катализатор). Вообще, упомянутые способы, использующие HF, и способы, использующие твердый катализатор, предусматривают контактирование олефина с бензолом, находящимся в избытке относительно стихеометрии, при повышенной температуре с получением алкилбензола. Выходящие продукты реакции, помимо алкилбензола, будут содержать бензол, некоторое количество непрореагировавших олефинов и побочные продукты реакции, такие как диалкилбензол, олигомеры и полимеры олефина. Для промышленных процессов исходное сырье может включать также и другие компоненты. Например, олефин может быть получен посредством дегидрогенизации парафинового сырья и поэтому содержит значительные количества парафинов.

Сырье, содержащее олефин

Для осуществления процесса алкилирования используют алифатическое соединение, содержащее олефин, и бензол. Выбор конкретного олефина зависит от желательного продукта алкилирования. Предпочтительно алифатическое соединение, содержащее олефин, имеет 8 и 16 атомов углерода, а для применений в качестве сырья для моющих средств - от 9 до 14 атомов углерода. Алифатическое соединение, содержащее олефин, представляет собой ациклическое моноолефиновое соединение. Расположение этиленовой связи в молекуле не является существенным, поскольку, как было установлено, большинство катализаторов алкилирования способствует миграции этиленовой связи. Однако разветвление главной цепи углеводородов часто является более существенным моментом, поскольку структурная конфигурация алкильной группы алкилбензольного продукта может оказывать влияние на характеристики, в особенности, при применении продукта для получения поверхностно-активных веществ, и на свойства, определяющие способность к биохимическому разложению. Например, если алкилбензолы сульфируют с целью получения поверхностно-активных веществ, неподходящее разветвление может оказывать негативное воздействие на способность поверхностно-активного вещества к биохимическому разложению. С другой стороны, некоторое разветвление может быть желательным. В качестве примера можно привести модифицированные алкилбензолы с малоразветвленными цепями, описанные в патентном документе US 6187981. Олефины могут быть неразветвленными или малоразветвленными, что относится в данном описании к олефинам, содержащим три или четыре первичных атома углерода, при этом ни один из остальных атомов углерода не является четвертичным атомом углерода. Первичным атомом углерода является атом углерода, который связан только с одним атомом углерода, хотя возможно, что, помимо углерода, он связан также с другими атомами. Термин «четвертичный атом углерода» означает атом углерода, который связан с четырьмя другими атомами углерода. Алкилбензолы, даже если они разветвленные, характеризуются тем, что содержат 2-фенил (см., например, US 6589927).

Алифатическое соединение, содержащее олефин, обычно представляет собой смесь из двух или более олефинов. Для проведения промышленных процессов сырье может также включать другие компоненты, например, ароматические углеводороды, легкие моноолефины, диолефины, парафины, галогенизированные углеводороды, оксигенированные углеводороды, такие как альдегиды, простые эфиры, сложные эфиры и карбоновые кислоты. Например, олефин может быть получен путем дегидрогенизации парафинового сырья, и поэтому он содержит парафины. Конечно, сырье, содержащее олефин, могут обеспечить другие методы синтеза олефина, такие как дегидратация спиртов и дехлорирование. Сырье, полученное из таких источников, может содержать, небольшое количество, если вообще содержит, парафина.

Парафин в реакции алкилирования является инертным веществом, но он может выполнять важную функцию поглотителя теплоты, т.к. реакция алкилирования - экзотермическая реакция. В том случае, если используют меньшие отношения содержаний бензола и сырья, включающего олефин, значимость парафинов, как поглотителей теплоты реакции алкилирования, становится более существенной. Тем не менее, в широких аспектах способов, соответствующих изобретению, олефин может находиться в исходном сырье в любой концентрации, включая по существу сырье в виде чистого олефина. Однако, часто исходное сырье содержит, по меньшей мере, 5 или 10 мол.% олефина. В частности, если сырье получено в результате каталитической гидрогенизации парафина, олефин обычно находится в количестве от 5 до 30, и более часто от 9 до 20 мас.%.

В том случае, когда олефин получают посредством дегидрогенизации парафинового сырья, выбор источника парафинового сырья не является существенным, хотя определенные источники парафинового сырья, вероятно, приведут к наличию примесей. Обычно фракции керосина, полученные на нефтеперерабатывающих заводах или с помощью фракционирования сырой нефти, или при проведении процессов конверсии, образуют подходящие исходные вещества для исходной смеси. Для фракций, извлекаемых из сырой нефти посредством фракционирования, как правило, требуется гидроочистка с целью удаления серы и/или азота перед их подачей на осуществление рассматриваемого способа. Интервал температур кипения керосиновых фракций можно регулировать с помощью фракционирования с тем, чтобы регулировать интервал углеродного числа парафинов. В крайнем случае, интервал температур кипения может быть ограничен таким образом, чтобы преобладали парафины с единственным углеродным числом. Фракции керосина содержат очень большое количество различных углеводородов, и, следовательно, исходная смесь для способа согласно изобретению может содержать 200 или более различных химических соединений.

Парафиновое сырье может быть, по меньшей мере, частично произведено в результате реакций олигомеризации или алкилирования. Такие методы приготовления исходной смеси по своей сути являются неточными и производят смесь соединений. Исходные смеси для предложенного способа могут содержать парафины, имеющие большое количество ветвей, и парафины с большим количеством атомов углерода в ветвях, циклопарафины, разветвленные циклопарафины или другие соединения, имеющие температуры кипения, относительно близкие к желательным сложным изомерам. Исходные смеси для способа, соответствующего настоящему изобретению, могут также содержать ароматические углеводороды.

Другим источником парафинов является конденсат из газовых скважин. Обычно для использования доступны недостаточные количества такого конденсата, что не позволяет считать его исключительным источником парафинового сырья. Однако может быть желательным использование указанного конденсата для дополнения другого парафинового сырья. Как правило, эти конденсаты содержат сернистые соединения, которые в прошлом ограничивали их использование. Поскольку настоящее изобретение позволяет использовать сырье, содержащее серу, эти конденсаты могут быть использованы для того, чтобы заменить парафины для алкилирования.

Кроме того, парафины могут быть получены из синтетического газа (сингаза), т.е. водорода и монооксида углерода. Процесс получения сингаза обычно называют процессом Фишера-Тропша. Сингаз может быть произведен из различных исходных материалов, включая природный газ и уголь, что, таким образом, делает его привлекательным источником парафинового сырья, если нефтяные дистилляты в наличии не имеются. Процесс Фишера-Тропша является каталитическим процессом, проводимым при повышенных температуре и давлении. Химическая реакция процесса чувствительна к температуре, и поэтому контроль температуры является существенным условием получения желательного углеводородного продукта. Продукты, полученные при проведении процесса Фишера-Тропша, включают не только парафины, но также моноолефины, диолефины, ароматические соединения и оксигенаты, такие как спирты, эфиры, альдегиды и кетоны, и поэтому обычно эти продукты обрабатывают, чтобы удалить оксигенаты.

Сырье, содержащее олефин, должно быть в достаточной степени свободно от примесей, которые могут оказывать отрицательное влияние на срок службы катализатора алкилирования и нежелательное воздействие на качество продукта, включающего алкилбензол. В результате дегидрогенизации парафинов получают продукт, включающий ароматические соединения, называемые здесь ароматическими побочными продуктами. Ароматические побочные продукты могут содержать замещенные фенильные соединения, такие как толуол, ксилен и высшие метилированные бензолы; этилбензол, диэтилбензол и триэтилбензолы; изопропилбензол (кумол), n-пропиленбензол и высшие пропиленбензолы, бутилбензолы и пентилбензолы и тому подобные соединения; соединения бифенила и замещенные бифенильные соединения; соединения с сочлененными кольцами и замещенные соединения с сочлененными кольцами, такие как нафталины, инданы, тетралины и тому подобные. В том случае, когда исходное сырье используют для получения алкилбензолов, и в ходе очистки алкилбензолов производят поток, содержащий парафин, и возвращают его обратно на дегидрогенизацию, это исходное сырье может также содержать алкилбензолы. Во многих случаях ароматические побочные продукты имеют такие же углеродные числа, как и моноолефины. Концентрация ароматических побочных соединений может изменяться в широких пределах, например, в интервале от 0,3 до 10 мас.% от массы сырья.

Выгодно, по меньшей мере, часть ароматических побочных продуктов, содержащихся в сырье, включающем моноолефины, удалять, используя для этого, по меньшей мере, одну зону удаления ароматических соединений. Зона удаления ароматических соединений может быть расположена в одном или более местах. Например, если сырье получают в результате каталитической дегидрогенизации, включающей использование зоны селективной гидрогенизации олефина, ароматические побочные продукты могут быть селективно удалены до или после проведения селективной гидрогенизации.

Подходящие зоны удаления ароматических соединений для этого воплощения изобретения включают зоны сорбционного разделения. Зоны сорбционного разделения включают использование систем с неподвижным слоем, подвижным слоем или псевдоожиженным слоем. Сорбент может быть размещен в одном или большем количестве резервуаров и в последовательных или параллельных потоках. Исходное сырье, содержащее ароматические побочные продукты, предпочтительно проходит через зоны сорбционного разделения параллельными потоками так, что один или более сорбционных слоев подвержены регенерации, в то время как один или более слоев удаляют из сырья ароматические побочные продукты.

Подходящие сорбенты могут быть выбраны из числа материалов, которые удовлетворяют основному требованию селективности для ароматических побочных продуктов и которые, в ином случае, удобны в использовании. Подходящие сорбенты включают, например, молекулярные сита, оксид кремния, активированный уголь, активированный древесный уголь, активированный оксид алюминия, оксид кремния-оксид алюминия, глину, ацетат целлюлозы, синтетический силикат магния, макропористый силикат магния и/или макропористый полистирольный гель. Следует понимать, что вышеуказанные сорбенты не обязательно эквивалентны по своей эффективности действия. Выбор сорбента будет зависеть от различных характеристик, включающих способность сорбента удерживать ароматические побочные продукты, селективность сорбента для удерживания ароматических побочных продуктов, которые являются более вредными для твердых катализаторов алкилирования, и от стоимости сорбента. Предпочтительным сорбентом является молекулярное сито, при этом предпочтительное молекулярное сито - цеолит 13Х (цеолит натрия X).

Специалисты в данной области техники способны выбрать соответствующие условия для функционирования сорбента без проведения лишних экспериментов. Например, зона сорбционного разделения с неподвижным слоем, включающим цеолит 13Х, может поддерживаться при температуре, как правило, в интервале от 20°С до 300°С, предпочтительно от 100°С до 200°С, и при давлении, эффективном для того, чтобы при выбранной температуре поддерживать поток, содержащий ароматические побочные продукты, в жидком состоянии, а также при часовой объемной скорости жидкости от 1 час^-1 до 10 час^-1, предпочтительно от 1 час^-1 до 3 час^-1. Протекание сырья через неподвижные или подвижные сорбционные слои может осуществляться в режиме восходящего течения, нисходящего течения или радиального течения.

Хотя во многих способах сорбционного разделения могут быть использованы процессы как с жидкой, так и с паровой фазой, для зоны сорбционного разделения предпочтителен процесс с жидкой фазой из-за требований низкой температуры и из-за большей массы ароматических побочных продуктов, которая может быть сорбирована при проведении процесса с жидкой фазой по сравнению с его проведением с паровой фазой. Поэтому температуру и давление сорбционного разделения предпочтительно выбирают для поддерживания исходного сырья в жидком состоянии. Результирующий поток, имеющий пониженную концентрацию ароматических побочных продуктов, представляет собой поток продуктов после десорбции. Однако рабочие параметры в зоне сорбционного разделения могут быть оптимизированы специалистами в данной области техники для ведения рабочего процесса в пределах широких интервалов параметров, которые, как предполагается, включают параметры в реакционных зонах согласно изобретению и его вариантам. Следовательно, зона сорбционного разделени