Способ контроля качества катализаторного комплекса на основе хлористого алюминия в процессе алкилирования бензола олефинами

 

Изобретение предназначено для контроля за качеством катализаторного комплекса в процессе алкилирования бензола олефинами. Определяют состав углеводородов, выделенных после разложения водой при интенсивном перемешивании катализаторного комплекса. Определение производится методом газожидкостной хроматографии. Содержание в катализаторном комплексе суммы гексаэтилбензола и полиалкилбензола 17 - 18 мас.% показывает на отравление катализаторного комплекса. Технический результат данного изобретения выражается в оценке степени осмоления катализаторного комплекса по содержанию в нем гексаэтилбензола и тяжелых полиалкилбензолов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области нефтехимии, конкретно к способам контроля за качеством катализаторного комплекса на основе хлористого алюминия в процессе алкилирования бензола олефинами.

Известен способ контроля за качеством катализаторного комплекса по его электропроводности (см. "Сокращение расхода хлористого алюминия в процессе алкилирования бензола". Т. Л. Крылова, В.Р. Гуревич, З.К. Абдуллаева и др. Кокс и химия. 1988, N 4, с. 32-33).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе с увеличением степени осмоления комплекса происходит неравномерное налипание частичек осмоленного комплекса на электроды и наблюдается искажение результатов анализа.

Известен способ контроля качества катализаторного комплекса по реакции диспропорционирования изопропилбензола, в котором активность комплекса оценивается по скорости превращения изопропилбензола в продукты диспропорционирования. Отношение кумола к катализаторному комплексу 5 : 1, температура реакции 80^o. (см. "Влияние примесей в сырье на процесс алкилирования бензола пропиленом". В.Е. Попов, З.А. Правдивцева, Р.О. Чанышев и др. Нефтепереработка и нефтехимия. 1973, N 12, с. 38-40).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что по полученным данным можно только косвенно судить о степени осмоления комплекса, причем на результатах анализа будет сказываться и качество изопропилбензола.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ контроля качества катализаторного комплекса по содержанию основного вещества - хлористого алюминия, заключающийся в титровании серной кислотой избытка NaOH, оставшегося после связывания хлорида алюминия, содержащегося в пробе катализаторного комплекса (см. "Методика" N 85 опытно-исследовательского цеха АО "Уфаоргсинтез").

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что известный способ, позволяющий определить содержание основного вещества как в свежем, так и в возвратном катализаторном комплексе, не дает объективной картины состояния катализаторного комплекса, его степени осмоления. Так, содержание основного вещества может быть еще достаточно высоким, 31% и более, но вследствие значительного осмоления возвратный катализаторный комплекс теряет свою активность, т.е. перестает катализировать реакцию алкилирования бензола.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Необходим эффективный постоянный контроль за качеством катализаторного комплекса, позволяющий определять потерю активности его в результате осмоления. При достаточно активном катализаторном комплексе вокруг молекул AlCl₃ концентрируются молекулы диэтилбензола, при понижении активности катализаторного комплекса - возрастает содержание гексаэтилбензола и полиалкилбензолов, несмотря на то, что концентрация основного вещества остается оптимальной. При достижении 17-18 мас.% содержание гексаэтилбензола и полиалкилбензола происходит отравление катализаторного комплекса и "срыв" реакции алкилирования.

Технический результат - оценка степени осмоления катализаторного комплекса по содержанию в нем гексаэтилбензола и тяжелых полиалкилбензолов, получение объективной информации о состоянии катализаторного комплекса.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ контроля качества катализаторного комплекса в процессе получения алкилбензола осуществляется определением состава углеводородов, выделенных после разложения водой при интенсивном перемешивании катализаторного комплекса, методом газожидкостной хроматографии.

Способ заключается в следующем: к пробе (10-15 см³) катализаторного комплекса добавляют небольшими порциями 20-30 см³ ледяной дистиллированной воды при интенсивном перемешивании. Выделившийся углеводородный слой отделяют, промывают небольшими порциями (10-15 см³) дистиллированной воды до нейтральной реакции промывных вод по лакмусовой бумаге. После чего углеводородный слой сливают в колбу и просушивают над хлористым кальцием и анализируют методом газожидкостной хроматографии.

Условия проведения анализа: 1. Начальная температура термостата колонок 70-72^oC 2. Конечная температура термостата колонок 220-230^oC 3. Скорость программирования температуры 6-8^oС/мин 4. Время выдерживания конечной температуры 30 мин 5. Температура испарителя 250^oC 6. Расход газа-носителя 30-50 см³/мин 7. Объем вводимой пробы 0,2-0,5 мм³ 8. Скорость движения диаграммной ленты размерностью мм/ч 9. Длина хроматографической колонки 3-4 м
10. Диаметр хроматографической колонки 2-3 мм
11. Расход водорода и воздуха подбирают по инструкции на хроматограф.

12. Время анализа 55-60 мин
13. Идентификацию компонентов катализаторного комплекса проводят методом добавок чистых компонентов.

14. Порядок выхода и наименование компонентов даны в таблице.

Сорбентом служит хроматон N-AW-HMDS, обработанный силиконовым эластомером Е-301 в количестве 10% от массы носителя.

С помощью интеграторов типа ДП-800 и др., снабженных микропроцессорами (ЭВМ), осуществляют полную автоматизацию обработки данных.

Результаты анализа выдаются в виде значений концентраций в %, рассчитанных методом внутренней нормализации.

При отсутствии интеграторов массовую долю (Xi) каждого компонента определяют методом внутренней нормализации по площадям (Si) пиков по формуле:

Пример 1.

К пробе (10 мл) катализаторного комплекса добавляют небольшими порциями 30 см³ ледяной воды при интенсивном перемешивании. Выделившийся углеводородный слой отделяют в делительной воронке, промывают дистиллированной водой (10 см³) до нейтральной реакции промывных вод, после чего углеводородный слой сушат над хлористым кальцием и анализируют методом газожидкостной хроматографии. Степень осмоления комплекса составляет 12,77 мас.%.

Пример 2.

Методика подготовки пробы и анализа идентична методике, приведенной в примере 1. Степень осмоления комплекса составляет 37,85 мас.% (см. таблицу).

Пример 3.

Методика подготовки пробы и анализа идентична методике, приведенной в примере 1. Степень осмоления комплекса составляет 25,44%.

В примерах 1, 2 и 3 использованы соответственно три пробы промышленного катализаторного комплекса, отобранные в разное время.

Результаты анализов сведены в таблицу.

Содержание суммы полиалкилбензолов и гексаэтилбензола (см. таблицу) характеризует степень осмоления катализаторного комплекса. В примере 1-м осмоление составляет 12,77%, во 2-м - 37,85%, в 3-м - 25,44 мас.%.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в области нефтехимии в процессе получения алкилбензола.

Формула изобретения

1. Способ контроля качества катализаторного комплекса на основе хлористого алюминия в процессе алкилирования бензола олефинами, включающий разделение комплекса на органический и водный слои, отличающийся тем, что методом газожидкостной хроматографии определяют гексаэтилбензол и полиалкилбензолы в органическом слое, по содержанию которых судят о качестве катализаторного комплекса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание гексаэтилбензола и полиалкилбензолов 17 - 18 мас.% показывает на отравление катализаторного комплекса.

РИСУНКИ

Рисунок 1