Способ получения этил и изопропилбензола

 

Использование: получение ароматических соединений. Сущность: проводят алкилирование бензола олефинами в присутствии катализаторного комплекса на основе хлористого алюминия. При этом часть прямого бензола и поолиалкилбензолов с содержанием влаги 0,015-0,025 мас.% направляют на приготовление катализаторного комплекса, а основное их количество смешивают со сконденсированным возвратным бензолом и направляют в нижнюю часть алкилатора совместно с катализаторным комплексом. Общее соотношение хлористого алюминия к хлористому этилу и воде выдерживают на уровне 1:0,2:0,1. Технический результат: экономия энергоресурсов. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к способу получения алкилбензолов взаимодействием бензола с олефинами в присутствии катализаторного комплекса на основе хлористого алюминия.

Известен способ алкилирования, согласно которому бензол подвергается алкилированию этиленом или пропиленом в присутствии катализаторного комплекса на основе хлористого алюминия с образованием соответственно этилбензола и изопропилбензола.

На алкилирование подается смесь прямого осушенного бензола и возвратного бензола, этилен или пропилен, полиалкилбензолы, свежеприготовленный катализаторный комплекс, хлористый этил, а также рециркулируемый после отстоя реакционной массы катализаторный комплекс. Температура в алкилаторе поддерживается за счет испарения бензола, который подается на алкилирование в избытке(М.А.Далин и др. Алкилирование бензола олефинами. М.: Госхимиздат, 1957 г.), АС СССР 355 135 1972 г., АС СССР 407863, 1974 г.).

Инициатором процесса алкилирования является хлористый водород, источником которого является хлористый алюминий, вода, четыреххлористый углерод, моно и дихлорбензолы, хлористый метил и др., однако лучшими являются хлористый этил или изопропил. (Сб. "Нефтехимический синтез" АН АзССР, 1976, с.76).

При приготовлении катализаторного комплекса сначала смешивают хлористый алкил с бензолом и полиалкилбензолами и в полученную смесь вводят хлористый алюминий в весовом соотношении к вышеуказанной смеси 1:(2,33-5,7) (А.С. 1034237 СССР, 1983).

На практике при приготовлении катализаторного комплекса весовое соотношение хлористого алюминия к бензолу, полиалкилбензолу и хлористому этилу выдерживают на уровне 1:4:0,75:0,33, причем бензол и полиалкилбензолы подаются совместно после азеотропной осушки с концентрацией влаги 0,002-0,006 мас.%. Доля хлористого этила по сравнению с хлористым алюминием составляет 30-45%.

Образованный в процессе алкилирования хлористый водород частично уносится с возвратным газообразным бензолом из верхней части алкилатора и после конденсации бензола-возврата нейтрализуется щелочью, т.е. безвозвратно теряется, а частично выделяется с алкилатом и также теряется при дальнейшей нейтрализации.

В связи с резким повышением в последнее время цен на хлористые алкилы, что в значительной степени повысило себестоимость этилбензола и изопропилбензола, возникла необходимость в полной или частичной замене хлористых алкилов на более дешевые инициаторы.

Целью настоящего изобретения является частичная замена дорогостоящих хлористых алкилов, а также экономия энергоресурсов.

Поставленная цель достигается тем, что часть прямого бензола и полиалкилбензолов с содержанием влаги 0,015-0,02 мас.% направляют на приготовление комплекса, а основное их количество, контактируя со сконденсированным возвратным бензолом, направляют совместно с катализаторным комплексом в нижнюю часть алкилатора так, что при этом общее соотношение хлористого алюминия к хлористому алкилу и влаге выдерживают на уровне 1:0,25:0,3:0,1:0,15.

Безусловно, при этом часть хлористого алюминия дезактивируется, однако, за счет возврата в процесс с бензолом части хлористого водорода и его образования из воды активность катализаторного комплекса остается на том же уровне.

По предлагаемому способу снижается расход дорогостоящего хлористого алкила и количество щелочи, необходимое для нейтрализации хлористого водорода в несконденсированном газе, а также соответственно уменьшается расход пара из-за исключения из технологической схемы азеотропной осушки полиалюилбензола и повышения содержания влаги в осушенном бензоле.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1 (по прототипу). На алкилирование бензола этиленом с получением этилбензола подают смесь прямого бензола и полиалкилбензола с содержанием влаги 0,002-0,006 мас.%, этилен, свежий и циркулирующий катализаторный комплекс.

Общее соотношение хлористого алюминия, хлористого этила и влаги выдерживается на уровне 1:0,3:0,01.

Алкилирование бензола этиленом проводят как при давлении 0,3 ати и температуре 90-110°С, так и при давлении 2,5 ати и температуре 135°С.

Возвратный бензол на выходе из алкилатора конденсируется в кожухотрубных графитовых или выполненных из стали ЭП- 567 конденсаторах, а несконденсированные легколетучие и хлористый водород поступают на доочистку от бензола, а затем на нейтрализацию хлористого водорода раствором щелочи.

Осушка бензола и полиалкилбензолов осуществляется совместно. Основные показатели процесса по прототипу приводятся в таблице.

Пример 2 (по предлагаемому способу). На алкилирование подают бензол и полиалкилбензолы, возвратный бензол, этилен, свежий и циркулирующий катализаторный комплекс.

Содержание влаги в прямом бензоле и полиалкилбензолах выдерживают на уровне 0,015-0,02 мас.%. Общее соотношение хлористого алюминия, хлористого этила и влаги выдерживают на уровне 1:0,2:0,1. Технологический режим алкилирования выдерживают как и в примере №1. Полиалкилбензолы на азеотропную осушку не подаются.

Основные показатели процесса в сравнении с прототипом также приводятся в таблице.

Показатели процесса алкилирования бензола этиленом.

Пример 3. На алкилирование бензола пропиленом с получением изопропилбензола подается смесь прямого бензола и полиалкилбензолов с содержанием влаги 0,002-0,006 мас.%, возвратный бензол, пропилен, “свежий” и циркулирующий катализаторный комплекс.

Общее соотношение хлористого алюминия, хлористого этила и влаги выдерживается на уровне 1:0,3:0,01.

Алкилирование изопропилбензола пропиленом проводят при давлении 0,3-2,5 ати и температуре 90-135°С.

Возвратный бензол, как и в примере №1, конденсируется в графитовых или выполненных из стали ЭП-567 конденсаторах, а несконденсированные газы и хлористый этил поступают на доочистку от бензола, а затем на нейтрализацию хлористого водорода раствором щелочи.

Основные показатели процесса по прототипу приводятся в таблице 2.

Пример 4 (по предлагаемому способу)

На алкилирование бензола пропиленом с получением изопропилбензола подают смесь прямого бензола, пропилен, возвратный бензол и катализаторный комплекс.

Общее соотношение хлористого алюминия, хлористого этила и влаги выдерживают на уровне 1:0,2:0,1.

Содержание влаги в смеси прямого бензола и полиалкилбензола - 0,015-0,02 мас.%. Осушка полиалкилбензолов на колонне азеотропной очистки не проводится.

Азеотропная осушка бензола и полиалкилбензолов не производится. Таким образом, подача на алкилирование прямого бензола и полиалкилбензола с повышенным до 0,015-0,02 мас.% содержанием влаги позволит:

- снизить расход дорогостоящего хлористого этила примерно на 30%;

- исключить подачу полиапкилбензолов на азеотропную осушку

- снизить расход водяного пара на узле азеотропной осушки примерно на 25%

- снизить удельный расход натровой щелочи на нейтрализацию более чем в 2 раза.

Формула изобретения

1. Способ получения этил и изопропилбензола алкилированием бензола олефинами в присутствии катализаторного комплекса на основе хлористого алюминия, отличающийся тем, что часть прямого бензола и поолиалкилбензолов с содержанием влаги 0,015-0,025 мас.% направляют на приготовление катализаторного комплекса, а основное их количество смешивают со сконденсированным возвратным бензолом и направляют в нижнюю часть алкилатора совместно с катализаторным комплексом, при этом общее соотношение хлористого алюминия к хлористому этилу и воде выдерживают на уровне 1:0,2:0,1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полиалкилбензолы без предварительной азеотропной осушки направляют на приготовление катализаторного комплекса и алкилирование совместно с бензольной шихтой.