Способ совместного получения этилбензола и вторичного бутилбензола

 

О FHfCA Я И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (щ 4l7405

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 26.05.72 (21) 1789169, 23-4 с присоединением заявки (32) Приоритет

Опубликовано 28.02.74. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 12.08.74 (51) Ч. Кл. С 07с 3,/52

С 07с 15, 02

Гасударственный комитет

Соввта Министров СССР ао делам изооретений и открытий (53) УДК 66.095.263 (088.8) (72) Авторы изобретения

Я. И. Исаков, Х. М. Миначев, Я. T. Эйдус, А. Л. Лапидус и В. П. Калинин

Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского (71) Заявитель (54) СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛБЕНЗОЛА

И ВТОРИЧНОГО БУТИЛБЕНЗОЛА

Изобретение относится к области получения углеводородов из углеводородов с другим числом атомов углерода в молекуле путем 3.7килирования.

Известен способ получения вторичного бутилбензола алкилированием бензола этиленом при 150 †2 С, давлении 30 атм в присутс7вии цеолитного катализатора с катионами кальция и никеля (15 вес. % в расчете на

NiO). Однако в результате этого процесса одновременно с вторичным бутилбензолом в продуктах реакции содержится лишь незначительное количество этилбензола и диэтилбензолов. Кроме этого, при известном способе необходимо проводить процесс при повышенном давлении.

С целью снижения давления и увеличения выхода этилбензола предлагают осуществлять процесс путем алкилирования в присутствии двухкомпонентвых катализаторов, состоящих из синтетических цеолитов и закиси никеля, при 180 — 300 С, объемной скорости подачи бензола 0,6 — 2,4 час —, мольном соотношении

С Н6 . С2Н7 = 2: 1 — 5: 1, при атмосферном давлении.

Предпочтительно процесс осуществлять в присутствии цеолитов типа Х с соотношением Si02 .. А1 0з = 2,5: 3,0, типа Y с соотношением SION. А1 0з = 3,4 — 6,0, деалюминированных цеолитов типа Y с соотношением Si02 ..

: А1 0 — — 5,5 — 8,0, в кальциевой, никелевой, кобальтовой, неодимовой, марганцевой, редкоземельной и декатионированной формах, а также водородной формы морденита, содержащих 2,5 — 10 вес. % з"",êècè никеля.

Соотношение этилбензо7а и вторичного бутилбензола можно регулировать, изменяя состав катализатора н условия проведения процесса.

В качестве основы предлагаемых катализаторов можно использовать производимые в укрупненных масштабах цеолитсодержащие катализаторы крекинга AIIIHLI, — алюмосиликатные шариковые, наполненные цеолитом, Другой компонент катализаторов — закись никеля — вводят пропиткой. Пропитку проводят при комнатной температуре 5 — 10%-ными водными растворами азотнокислого или уксуснокислого никеля либо растворами ацетилацетоната никеля в хлороформе пли метаноле.

Цеолиты предварительно обезвоживают при

350 — 500 С в течение 3 — 5 час.

Общая конверсия этилена в проточных условиях составляет 15 — 60%; выход вторичного бутилбензола до 50% от пропущенного и до

96% от прореагпровавшего этилена; выход этилбензола соответственно до 20 и 50%.

Наиболее активными являются катализаторы на основе никелевой, неодимовой, кальциеЗО вой и декатионированной форм цеолнтов типа Y.

417405

Составитель M. Баблиндра

Редактор Т. Никольская Техред Е. Борисова Корректор А. Степанова

Заказ 1707/1 Изд. Х 1330 Тираж 506 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Сапунова, 2

Типография, пр.

Все катализаторы легко регенерируются воздухом при 500 — 520 С в течение 3 — 5 час.

Пример 1. Из порошкообразного цеолита NaY (отношение SiOq . А!зОз = 4,4) ионным обменом с 10 /,-ным раствором СаС1з, взятым в количестве 10 экв Са + на 1 экв Na+ в исходном цеолите, приготовляют образец со степенью обмена Na+ на Са + 93%. Обработку ведут при 80 — 90 С в пять заливов, продолжительность перемешивания 5 час. После обработки второй и четвертой порциями раствора СаС!з цеолит промывают дистиллированной водой и прогревают 2 час при 20 — 400 С и еще 2 час при 400 — 500 С.

Полученный таким образом цеолит СаУ дегидратируют при 480 — 500 С в течение 5 час и в количестве 11,6 г присыпают при перемешивании к раствору 1,05 r ацетилацетоната никеля в 30 мл метилового спирта. Смесь зеленого цвета упаривают при перемешивании досуха, сушат 2 час при 105 С. Затем порошок прессуют в таблетки 3 4 мм без добавок связующего. Для разложения соли таблетки прогревают на воздухе при 500 С 5 час.

Получают катализатор, содержащий 2,5%

NiO (0,93 CaNa Y) . На этом катализаторе при атмосферном давлении, температуре 250 С, объемной скорости по бензолу 0,6 час —, мольном соотношении СзНз . СзН. = 3: 1 конверсия этилена за проход составляет 45 — 55%, выход этилбензола 7 — 12% на пропущенный и 15—

20% на прореагировавший этилен; выход вторичного бутилбензола 37 — 43 / и 80 — 88 /о соответственно. В продуктах содержится также небольшое количество (0,2 — 0,5%) бутиленов.

Пример 2. 40 мл 31 6 г порошка цеолита

NaY (SiO . Al O3 = 4,4), содержащего 23,9 сухого вещества, трижды обрабатывают

0,58 н. раствором Ni(NO>) q по 100 мл (продолжительность перемешивания смеси при комнатной температуре 4 час) и получают образец NiY со степенью обмена Na+ на 1Х1Р+ 60 /о.

6,5 r дегидратированного при 480 — 500 С порошка этого цеолита присыпают к раствору

0,58 г ацетилацетоната никеля в 20 мл хлороформа, смесь при перемешивании упаривают досуха, сушат при 105 C и прессуют в таблетки 3)(4 мм без добавок связующего вещества.

Таблетки прогревают при 480 — 500 С и получают катализатор (2,5% МО/NiY). На этом катализаторе при 250 С, объемной скорости подачи бензола 1,2 час-, мольном соотношении СзНв. С Н4 = 3: 1 конверсия этилена составляет 52 — 60%, .выход этилбензола 3—

3,5% на пропущенный и 5 — 7% на прореагировавший этилен; выход вторичного бутилбен5

55 зола 39 — 46 /о и 75 — 85%, выход бутиленов

5 — 7 /о и 10 — 12% соответственно.

Пример 3. В качестве цеолитной основы катализатора алкилирования бензола этиленом используют цеолитсодержащий катализатор АШНЦ-3 (промышленная партия Салаватского нефтехимического комбината). Последний представляет собой алюмосиликат, наполненный декатиониров анны м цеолитом, и имеет следующий состав, вес. % . SiOo 87,66;

А1 0з 10,60; Na O 0,90; окислы других металлов 0,84.

25 мл (15,2 г) шариков АШНЦ-3 дегидратируют при 480 — 500 С 5 час и смачивают рассчитанным количеством 8%-ного раствора

Ni(NO3) (исходя из 2,5 %0 в готовом катализаторе).

После пропитки катализатор прогревают

5 час при 480 †5 С для разложения соли, при этом шарики становятся черными.

Получают катализатор (2,5% NiO/

/АШНЦ-3) .

На этом катализаторе при атмосферном давлении, температура 250 С, объемной скорости по бензолу 0,6 час-, мольном соотношении

СзНз . С Н4 = 3: 1 конверсия этилена за проход составляет 50 /ц, выход этилбензола 1,9 /о (от теоретического) на пропущенный и 3,8 на прореагировавший этилен; выход вторичного бутилбензола 44 и 88 /о, выход бутиленов 4 и 8% соответственно.

Предмет изобретения

1. Способ совместного получения этилбензола и вторичного бутилбензола путем алкилирования бензола этиленом в присутствии цеолитсодержащего катализатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения давления и увеличения выхода этилбензола, процесс осуществляют в присутствии двухкомпонентных катализаторов, состоящих из синтетических цеолитов и закиси никеля, при температуре 180 — 300 С, объемной скорости подачи бензола 0,6 — 2,4 час —, мольном соотношении СзНз . С Н4 — — 2: 1 — 5: 1, при атмосферном давлении.

2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что, предпочтительно процесс осуществляют в присутствии цеолитов типа Х с соотношением

SiOg . А1зОз = 2,5 — 3,0, типа Y с соотношением

ЯОг . .А1зОз = 3,4 — 6,0, деалюминированных цеолитов типа Уссоотношение,м SiOg . А1 0з=

= 5,5 — 8,0 в кальциевой, никелевой, кобальтовой, неодимовой, марганцевой, редкоземельной и декатионированной формах, а также водородной формы морденита, содержащих 2,5—

10 вес, % закиси никеля.