Способ производства бензола с разветвленным и линейным алкильным заместителем в качестве предшественника поверхностно-активного вещества для улучшенного извлечения нефти


 


Владельцы патента RU 2537382:

ЮОП ЛЛК (US)

Изобретение относится к способу получения слаборазветвленных алкилбензолов. Способ включает: пропускание смеси углеводородов, содержащей парафины с 14-23 атомами углерода, через адсорбционную систему разделения, содержащую адсорбционную систему разделения с подвижным слоем, создавая таким образом поток экстракта, содержащий нормальные и монометил разветвленные парафины, и поток рафината, содержащий отличные от нормальных и более разветвленные парафины; при этом в адсорбционной системе разделения используют адсорбент, содержащий цеолит типа пентасил; подачу потока экстракта в реактор дегидрирования для получения потока олефинов, содержащего олефины и диолефины; подачу потока олефинов и потока ароматических веществ в реактор алкилирования для получения потока алкилароматических веществ. Способ позволяет селективно выделять нормальные и слаборазветвленные парафины с последующим получением алкилбензолов. 5 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области сульфированных алкилбензолов. В частности, изобретение относится к селективному получению высокомолекулярных алкилбензолов для производства поверхностно-активных веществ.

Уровень техники

Алкилирование бензола дает алкилбензолы, которые могут найти различное промышленное применение, например можно сульфировать алкилбензолы для производства поверхностно-активных веществ для использования в моющих средствах. В процессе алкилирования бензол реагирует с олефином желательной длины для получения искомого алкилбензола. Условия алкилирования включают присутствие гомогенного или гетерогенного катализатора алкилирования, такого как хлорид алюминия, фтористый водород или цеолитный катализатор, и повышенную температуру.

Предложены различные процессы алкилирования бензола. Один промышленный процесс включает использование фтористого водорода в качестве катализатора алкилирования. Использование и обращение с фтористым водородом создают проблемы при эксплуатации из-за его токсичности, коррозийной активности и необходимости удаления отходов. Были разработаны процессы с твердым катализатором, которые устраняют необходимость использования фтористого водорода. Проводится поиск усовершенствования этих процессов с твердым катализатором для дополнительного увеличения их привлекательности за счет сокращения затрат энергии и улучшения селективности превращения с обеспечением качества алкилбензола, приемлемого для использования в дальнейших технологических операциях, таких как сульфирование для получения поверхностно-активных веществ.

Для алкилирования моющего средства алкилбензолы для производства сульфированных поверхностно-активных веществ должны быть способными давать сульфированный продукт с подходящей прозрачностью, биоразложением и эффективностью. Однако для улучшенного извлечения нефти критерии оценки соответствия продукта отличаются от промышленных требований для моющих средств. Использование более тяжелых сульфированных поверхностно-активных веществ в улучшенном извлечении нефти больше концентрируется на рассмотрении растворимости, и поверхностно-активные вещества обычно впоследствии перерабатываются с добытой нефтью, но некоторая часть будет оставаться в нефтеносном пласте. Поэтому способность к биоразложению не важна, а способность делать растворимой тяжелую нефть более важна.

Усовершенствования катализаторов облегчили получение линейных алкилбензолов, как показано в US 6,133,492, US 6,521,804, US 6,977,319, и US 6,756,030. Однако ограничение линейными алкилбензолами увеличивает ценовое давление на моющие средства и есть потребность в расширении доступности материалов, которые могут использоваться в моющих средствах.

Краткое раскрытие сущности изобретения

Настоящее изобретение включает способ получения алкилбензолов. Способ состоит в селективном выделении нормальных и слаборазветвленных парафинов, с 14-23 атомами углерода, из смеси углеводородов. Слаборазветвленные парафины являются монометил замещенными парафинами. Поток углеводорода пропускают через адсорбционную систему разделения, в которой селективно адсорбируются нормальные и слабо разветвленные парафины и затем экстрагируются. Экстрагированные нормальные и слабо разветвленные парафины пропускают через реактор дегидрирования для селективного дегидрирования парафинов в поток, богатый по олефину. Олефины подают наряду с потоком бензола в реактор алкилирования для получения целевого потока алкилбензола.

В способе используется цеолит типа пентасил для обеспечения предпочтительной сорбции нормальных и монометилпарафинов в адсорбционной системе разделения. Цеолиты типа пентасил включают, по меньшей мере, один из следующих: ZSM-5, As-Si-O-MFI, Fe-Si-O-MFI, Ga-Si-O-MFI, AMS-1B, AZ-1, Bor-C, Boralite C, Encilite, FZ-1, LZ-105, Моноклинный HZSM-5, NU-4, NU-5, Силикалит, TS-1, TSZ, TSZ-III, TZ-01, USC-4, USI-108, ZBH, ZKQ-1B, ZMQ-TB и свободный от органических веществ ZSM-5.

Способ дополнительно может включать селективное гидрирование потока, богатого по олефину, для удаления реакционноспособных диоолефинов и ацетиленов, чтобы создать поток, обогащенный по олефину для алкилирования бензола. Способ дополнительно может включать сульфирование потока алкилбензола для получения целевого поверхностно-активного вещества.

Другие цели, преимущества и применения настоящего изобретения будут очевидными для специалистов в данной области техники из дальнейшего детального описания.

Детальное описание изобретения

Настоящее изобретение представляет собой способ извлечения слаборазветвленных и нормальных парафинов для использования в производстве моющих средств. Выбранные парафины являются крупными и извлекаются из легкого газойля. В настоящее время производятся только нормальные парафины с использованием технологии UOP Molex™. Однако с развитием технологии моющих средств установлено, что слаборазветвленные парафины столь же эффективны и также биоразлагаемы, как нормальные парафины, используемые в моющих средствах. Настоящее изобретение использует sorbex технологию для извлечения монометилпарафинов в диапазоне С14-С23. Пригодность алкилбензолов с большими алкильными группами ограничена.

Типичные продукты установки перегонки нефти при атмосферном давлении (работающей при 5-10 фунт/кв. дюйм) представлены в таблице 1. Легкий газойль обеспечивает смесь углеводородов, которая содержит много компонентов, в которые включены желательные С14-С23 парафины.

Таблица 1
Типичные потоки продуктов
Поток продукта Интервал кипения, Т Интервал кипения, °С
Бензиновая фракция газ - 380 Газ - 193
Керосин 380-480 193-249
Легкий газойль 480-610 249-321
Тяжелый газойль 610-690 321-366
Мазут +690 +366

Сульфированные алкилбензолы являются полезными поверхностно-активными веществами в методах повышения нефтеотдачи. Литературные данные указывают, что более тяжелые парафины (С14-С23) улучшают алкильную группу для этих поверхностно-активных веществ. Ограниченное разветвление и фенильная группа в центре алкильной группы также улучшают характеристики поверхностно-активного вещества. К сожалению, большие промышленные количества слаборазветвленных парафинов не доступны.

Легкий газойль подвергают неглубокому гидрированию и затем подают в установку sorbex для выделения нормальных и монометилпарафинов из легкого газойля. Установка sorbex является установкой адсорбционного разделения с использованием технологии с подвижным слоем для разделения компонентов в смеси. Технология подвижного слоя является непрерывным процессом и описана в US 2 985 589 (Broughton и др.), и полностью включена ссылкой.

Настоящее изобретение является способом получения слаборазветвленных алкилбензолов. Способ включает прохождение смеси углеводородов, содержащей парафины с 14-23 атомами углерода, через адсорбционную систему разделения. Смесь углеводородов получается из легкого рециклового газойля или потока продукта установки дистилляции, с интервалом температур кипения 480-610°F. Процесс разделения дает поток экстракта, содержащего нормальные и монометил разветвленные парафины, и поток рафината, содержащего отличные от нормальных и более разветвленные парафины. Поток экстракта падают в реактор дегидрирования, где парафины превращаются в олефины с небольшим количеством диолефинов и ацетиленов. Поток олефина подают с потоком ароматических продуктов в реактор алкилирования для получения потока продукта, содержащего алкилароматические соединения. Процесс экстракции использует адсорбент, предусмотренный в большей степени для слаборазветвленных парафинов, и выбран из адсорбентов, устойчивых к сорбционным ядам.

Смесь углеводородов представляет собой легкий газойль неглубокого гидрирования. Неглубокое гидрирование способствует восстановлению нафтенов и частичному насыщению ароматических соединений с открытием кольца. Это обеспечивает больший выход парафинов и олефинов для дальнейшей переработки.

Смесь углеводородов затем подают в адсорбционную систему разделения с использованием технологии с подвижным слоем. Адсорбционная система разделения включает адсорбент, содержащий молекулярные сита типа пентасил с большими порами для поглощения крупных олефинов, включая метилзамещенные олефины. Молекулярные сита включают цеолиты типа пентасил. Цеолиты типа пентасил для использования в настоящем процессе включают ZSM-5, As-Si-O-MFI, Fe-Si-O-MFI, Ga-Si-O-MFI, AMS-1B, AZ-1, Bor-C, Boralite C, Encilite, FZ-1, LZ-105, Моноклинный HZSM-5, NU-4, NU-5, Силикалит, TS-1, TSZ, TSZ-III, TZ-01, USC-4, USI-108, ZBH, ZKQ-1B, ZMQ-TB, свободный от органических веществ ZSM-5 и их смеси. Предпочтительным адсорбентом является силикалит, где поры адсорбента достаточного размера для сорбции нормальных и монометилпарафинов. Адсорбентом также может быть мезопористый адсорбент из диоксида кремния. Процесс разделения дает поток экстракта, содержащий нормальные и монометилпарафины, и поток рафината, содержащий остаток углеводородов.

Поток экстракта подают в установку селективного дегидрирования, где парафины дегидрируются для получения потока олефинов. Процесс дегидрирования в дополнение к получению олефинов дает незначительное количество диолефинов и ацетиленов из парафинов. Необязательно поток олефинов далее перерабатывают для снижения содержания ацетиленов и диолефинов. Поток олефинов подают в реактор гидрирования, где диолефины и ацетилены селективно гидрируются для увеличения содержания олефинов в потоке олефинов, образуя обогащенный поток олефинов.

Обогащенный поток олефина подают в реактор алкилирования наряду с потоком ароматических веществ для алкилирования. Поток ароматических веществ предпочтительно является бензолом. Ректор алкилирования включает катализатор алкилирования для проведения алкилирования бензола олефинами. Катализаторы алкилирования включают хлорид алюминия, фтористый водород или цеолитные катализаторы. Цеолитные катализаторы включают кислые цеолиты с большими порами и полостями для обеспечения доступа ароматическим соединениям и олефинам и при этом обладающими объемом для прохождения реакций между соединениями.

Способ дополнительно может включать процесс разделения обогащенного потока олефина для удаления ароматических веществ, получаемых в реакторе дегидрирования, создавая таким образом свободный от ароматических веществ или обогащенный поток олефинов со сниженным содержанием ароматических веществ. Ароматические вещества, которые следует удалить, являются ароматическими веществами, отличными от бензола, включают толуол, ксилолы, и ароматические вещества с одной или большим числом небольших цепочек из присоединенных алкильных групп. Примерами небольших цепочек из присоединенных алкильных групп могут быть алкильные группы с 8 или меньшим числом атомов углерода, и даже могут содержать 12 или меньше атомов углерода, когда их алкильные группы являются сильноразветвленными, или алкиларильные соединения являются полиалкилированными ароматическими соединениями. Обогащенный поток олефинов со сниженным содержанием ароматических соединений затем подают в реактор алкилирования для получения искомого моноалкилбензола с длинной цепью. Затем моноалкилбензол сульфируют для получения поверхностно-активного вещества, которое пригодно для использования в улучшенной нефтедобыче.

В одном осуществлении настоящее изобретение представляет собой способ получения слаборазветвленных алкилбензолов, включающий пропускание смеси углеводородов фракции легкого газойля от перегонки нефти через адсорбционную систему разделения. Получается поток экстракта, содержащий нормальные и монометил разветвленные парафины, и удаляется поток рафината, содержащий отличные от нормальных и более высокоразветвленные парафины. Поток экстракта подают в реактор дегидрирования для получения потока олефинов. Поток олефинов содержит олефины и диолефины и небольшое количество ароматических веществ, больших, чем бензол. Поток олефинов подают в установку разделения для удаления ароматических соединений, которые могли бы оказывать отрицательный эффект на качество продукта, и таким образом получается поток очищенных олефинов. Поток очищенных олефинов подают в реактор алкилирования наряду с потоком бензола для получения потока продукта алкилбензола.

Адсорбционная система разделения использует адсорбент с большими порами для сорбции крупных углеводородов, но не слишком большими порами, чтобы ограничить количество отличных от нормальных и очень разветвленных адсорбированных углеводородов. Предпочтительным адсорбентом является цеолит типа пентасил и включает один или более цеолитов, таких как: ZSM-5, As-Si-O-MFI, Fe-Si-O-MFI, Ga-Si-O-MFI, AMS-1B, AZ-1, Bor-C, Boralite C, Encilite, FZ-1, LZ-105, Моноклинный HZSM-5, NU-4, NU-5, Силикалит, TS-1, TSZ, TSZ-III, TZ-01, USC-4, USI-108, ZBH, ZKQ-1B, ZMQ-TB, свободный от органических веществ ZSM-5.

Поток алкилбензола затем проходит переработку посредством сульфирования потока алкилбензола для получения целевого поверхностно-активного вещества.

Тогда как изобретение описано рассматриваемыми в качестве предпочтительных осуществлениями, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми осуществлениями, а направлено на включение различных модификаций и эквивалентов, включенных в объем притязаний в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.

1. Способ получения слаборазветвленных алкилбензолов, включающий:
пропускание смеси углеводородов, содержащей парафины с 14-23 атомами углерода, через адсорбционную систему разделения, содержащую адсорбционную систему разделения с подвижным слоем, создавая таким образом поток экстракта, содержащий нормальные и монометил разветвленные парафины, и поток рафината, содержащий отличные от нормальных и более разветвленные парафины; при этом в адсорбционной системе разделения используют адсорбент, содержащий цеолит типа пентасил;
подачу потока экстракта в реактор дегидрирования для получения потока олефинов, содержащего олефины и диолефины;
подачу потока олефинов и потока ароматических веществ в реактор алкилирования для получения потока алкилароматических веществ.

2. Способ по п.1, в котором смесь углеводородов является газойлем неглубокого гидрирования.

3. Способ по п.1 дополнительно включает подачу потока олефинов, содержащего олефины и диолефины, в реактор селективного гидрирования для снижения содержания диолефинов в потоке олефинов.

4. Способ по п. 1, в котором цеолит типа пентасил выбирают из группы, состоящей из ZSM-5, As-Si-O-MFI, Fe-Si-O-MFI, Ga-Si-O-MFI, AMS-1B, AZ-1, Bor-C, Boralite С, Encilite, FZ-1, LZ-105, Моноклинный HZSM-5, NU-4, NU-5, Силикалит, TS-1, TSZ, TSZ-III, TZ-01, USC-4, USI-108, ZBH, ZKQ-1B, ZMQ-TB, свободный от органических веществ ZSM-5 и их смеси.

5. Способ по п.1, дополнительно включающий:
подачу потока олефинов в процесс разделения для создания потока олефинов со сниженным содержанием ароматических веществ; и
подачу потока олефинов со сниженным содержанием ароматических веществ в реактор алкилирования.

6. Способ по п.1, дополнительно включающий сульфирование алкилароматического потока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вариантам способа получения алкилированного ароматического соединения. Один из вариантов включает следующие стадии: (а) подача потока сырья в зону дегидратации, указанный поток сырья включает способное к алкилированию ароматическое соединение, воду и примеси, причем указанные примеси включают соединение, содержащее по меньшей мере один из следующих элементов: азот, галогены, кислород, сера, мышьяк, селен, теллур, фосфор, а также металлы групп с 1 по 12; (б) удаление по меньшей мере части указанной воды из указанного потока сырья в указанной зоне дегидратации, которая эксплуатируется при подходящих условиях дегидратации с получением дегидратированного потока, включающего указанное способное к алкилированию ароматическое соединение, любые остатки воды и указанные примеси; (в) контактирование по меньшей мере части указанного дегидратированного потока и первого потока алкилирующего агента с первым катализатором алкилирования, имеющим первую емкость по яду, причем указанный первый катализатор алкилирования представляет собой крупнопористое молекулярное сито, имеющее индекс затрудненности менее чем 2, в первой реакционной зоне алкилирования при подходящих по меньшей мере частично жидкофазных первых реакционных условиях с целью удаления по меньшей мере части указанных примесей, а также алкилирования по меньшей мере части указанного способного к алкилированию ароматического соединения указанным первым потоком алкилирующего агента и получения первого алкилированного потока, включающего алкилированное ароматическое соединение (соединения), непрореагировавшее способное к алкилированию ароматическое соединение, любые остатки воды и любые остатки примесей; (г) контактирование указанного первого алкилированного потока и второго потока алкилирующего агента со вторым катализатором алкилирования, отличающимся от указанного первого катализатора алкилирования, причем указанный второй катализатор алкилирования имеет вторую емкость по яду, и включает молекулярное сито семейства МСМ-22 или среднепористое молекулярное сито, имеющее индекс затрудненности от 2 до 12, во второй реакционной зоне алкилирования при подходящих по меньшей мере частично жидкофазных вторых реакционных условиях с целью алкилирования по меньшей мере части указанного непрореагировавшего способного к алкилированию ароматического соединения указанным вторым потоком алкилирующего агента и получения второго алкилированного потока, включающего дополнительное количество указанного алкилированного ароматического соединения (соединений), непрореагировавшее способное к алкилированию ароматическое соединение, любые остатки воды и любые остатки примесей.

Изобретение относится к способу выделения пара-ксилола из смеси, содержащей по меньшей мере один другой С8 алкилароматический углеводород. При этом способ включает введение в контакт в условиях адсорбции указанной смеси с адсорбентом без связующего, содержащим цеолит Х и имеющим содержание воды от 3% до 5,5% по массе для адсорбции пара-ксилола, который переходит в адсорбированную фазу, преимущественно по отношению к по меньшей мере одному другому C8 алкилароматическому углеводороду, присутствующему в неадсорбированной фазе; смыв неадсорбированной фазы из зоны контакта с адсорбентом с получением потока рафината, содержащего по меньшей мере один другой C8 алкилароматический углеводород; десорбцию пара-ксилола в адсорбированной фазе из адсорбента с получением потока экстракта, содержащего пара-ксилол; где адсорбент без связующего не содержит аморфного материала или содержит аморфный материал в количестве менее чем около 2% по массе, что определяют методом дифракции рентгеновских лучей.

Изобретение относится к способу выделения п-ксилола из сырьевого потока, содержащего С8-ароматические углеводороды и, по меньшей мере, один С9-ароматический углеводородный компонент.

Изобретение относится к способу выделения мета-ксилола из смеси, содержащей, по меньшей мере, один другой C8 алкилароматический углеводород. .

Изобретение относится к вариантам способа алкилирования субстрата алкилирования, представляющего собой ароматическое соединение, алкилирующим агентом, один из которых включает: направление сырьевого потока субстрата алкилирования, содержащего субстрат алкилирования, представляющий собой ароматическое соединение, в зону адсорбции примесей, содержащую очищающий адсорбент, включающий глину или смолу, селективные по отношению к примесям, содержащим основные органические соединения азота, с получением очищенного потока субстрата алкилирования, содержащего субстрат алкилирования, представляющий собой ароматическое соединение, и нитрилы; направление по меньшей мере части очищенного потока субстрата алкилирования и по меньшей мере части выходящего потока реакции в зону разделения; извлечение из зоны разделения загрязненного потока субстрата, содержащего субстрат алкилирования, представляющий собой ароматическое соединение, и нитрилы; направление, по меньшей мере, части загрязненного потока субстрата алкилирования, содержащего субстрат алкилирования, представляющий собой ароматическое соединение, по меньшей мере 20 мас.
Изобретение относится к области адсорбции. .
Изобретение относится к способу увеличения молярного соотношения между метилом и фенилом у одного или нескольких ароматических соединений в подаваемом исходном материале.

Изобретение относится к вариантам способа получения кумола алкилированием бензола пропиленом. Один из вариантов включает: (a) подачу исходного сырья алкилирования, содержащего бензол и пропилен, в зону (100) реакции алкилирования, содержащую по меньшей мере один слой катализатора алкилирования, содержащего цеолит UZM-8, имеющий мольное соотношение Si/Al2 в каркасе от 24 до 35, и (b) отвод из зоны (100) реакции алкилирования исходящего продукта (10) алкилирования, содержащего кумол.

Изобретение относится к способу получения моноалкилбензолов путем алкилирования бензола, характеризующемуся тем, что в качестве алкилирующего агента используют метан, пропан или техническую пропан-бутановую смесь, реакцию проводят в одну стадию в барьерном электрическом разряде.

Изобретение относится к способу алкилирования ароматических соединений олефинами с использованием твердого катализатора, а также к способу регенерации твердого катализатора, в котором несколько раз используют ароматическое исходное сырье, которое используют для регенерации катализатора.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 1-(4-R-арил)адамантанов или их производных общей формулы: где R1=R2 =H:R=N(CH3)2, ОСН 3, С(СН3)3; R1=H, R2=CH 3:R=N(CH3)2 , С(СН3)3; R 1=R2=СН2:R=N(СН 3)2, являющихся полупродуктами для синтеза биологически активных веществ, путем взаимодействия 1,3-дегидроадамантана или его гомологов с производными бензола из ряда: N,N-диметиланилин, анизол, трет-бутилбензол при мольных соотношениях реагентов, равном соответственно 1:5-6, в среде производного бензола при температуре 120-130°С в течение 5-6 часов.

Изобретение относится к способу получения моноалкилированного ароматического соединения, в котором: ароматическое сырье и олефиновое соединение пропускают в реактор алкилирования, при этом реактор алкилирования включает в себя катализатор, содержащий цеолит с мольным отношением диоксида кремния к оксиду алюминия меньше 8, и редкоземельный элемент, внедренный в цеолитную решетку, причем количество редкоземельного элемента составляет более 16,5 мас.% в расчете на цеолит, а остальное составляют катионы щелочных, щелочноземельных элементов, соединений азота или их смеси, и редкоземельные элементы вовлечены в обмен в такой степени, что молярное отношение редкоземельного элемента к алюминию находится в интервале 0,51-1,2, а остальные катионообменные ионы составляют катионы, выбранные из группы, состоящей из щелочных, щелочноземельных элементов, соединений азота или их смеси, формируя таким образом выходящий поток.

Изобретение относится к способу получения продукта, содержащего алкиларилсульфонат, включающий следующие стадии: (а) контактирование алкилароматического углеводорода с триоксидом серы при 25-120°С и давлении до 50 кПа с получением первого жидкого продукта, содержащего алкиларилсульфоновую кислоту, и потока отходящего газа, содержащего оксиды серы, серную кислоту и алкиларилсульфоновую кислоту; (b) отделение первого жидкого продукта от потока отходящего газа; (с) очистка потока отходящего газа с получением потока очищенного газа и второго жидкого продукта, содержащего алкиларилсульфоновую кислоту и серную кислоту; (d) возврат второго жидкого продукта к первому жидкому продукту, полученному после стадии отделения (b) с получением третьего жидкого продукта, содержащего алкиларилсульфоновую кислоту с последующей ее нейтрализацией; где алкилароматический углеводород получают контактированием ароматического углеводорода с олефином в условиях алкилирования, и указанный олефин получают дегидрогенизацией парафинового сырья от синтеза Фишера-Тропша.

Изобретение относится к способу получения линейного моноалкилароматического соединения с регулируемой концентрацией 2-фенилизомеров и очень низкой цветностью после сульфонирования, включающему применение каталитической системы на основе высокостабильных твердых катализаторов, которые являются активными и имеют высокую селективность по отношению к линейным моноалкилированным соединениям.
Наверх