Способ получения кумола

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИНА

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 31.01.77 (21) 2448703 23-04 (23) Приоритет — (32)— (51 ) и K.-!,«с 07 С 15,. 02

C 07 С 3 52 (С - 62

Государствениый комитет (33)— (»)— (53) УДХ 547 536.21 (088.8) (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень М 8 (45) Дата опубликования описания 23.05.79 по делам изобретений и открытий (72) Автор

Иностранец

Деннис Джон Ворд (США) Иностранная фирма

«ЮОП Инк.» (США) изобретен!!я (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КУМОЛА

Изобретение относится к способу получения кумо1a из бензола и пропилена.

Способ мо 1В0 использовать для получения алкилированных ароматических углеводородов, используемых, в частности, в химическо1м синтезе других соединений.

Известен способ получения кумола (!). согласно которому жидкий бензол и жидкий пропилен загружают в реактор и проводят реакцию в одной или нескольких зонах алкилироваиия э контакте с катализатором алкилирования. Для того чтобы свести до миниму!Ма образование диалкилированных продуктов бензола, поддерживают молярный избыток бензола во всей реакционной зоне примерно от 4: 1 до 16: 1, предпочтительно 8: 1 частей бензола к пропилену. Реакции, сопроэо:кдающие получение изопропилбензо1а, усложняют использование известного способа. Одной из них является образование диалкилированных бензолов, таких как ди- и T :.IBçîïðîïèëáåliçîë, а ие моноалкплироза!1:1ый продукт. Конкурирующу1о реакци О ограничивают за счет использования большого молярного избытка бензола. Друго реакцией, вызывающей потери в выходе кумо1а, в расчете на загруженный пропиленовый реагснт, является ооразование олигомеров iip01111лена, таких как димеров и тримеров пропилена, которое неЗначитс.1ьно происходит да кс !ри болъц!Ом молярном избытке 5= .-!зол 1. Трих!Вры пропилена и некоторые тетра!меры пропилена кипятят вместе с ктмслом. Присутствие этих

ОлефинОВ пpcilятстВ ст реакции Окисления, используемой при полу!Он;1:I фено1а из к.мола, эту побочную реакцию олигомеризации следует ограни:.::Вать для получ HI!II высокочистого прог, кта.

Реакция алкилироэа:-.Iiя экзотермична, поэтому температура 11н; три р актопа интенсивно увеличива:- ;v."-.логично увеличивается образован::. Остагоч-!ых продуктов

1 мола За c Iет 1 .О -:ку !1ру101. и ; р 3êöèé.

Подъем температуры ".>:-;::.Ио О: р"=Bli авают катализированисм =:..". Ни В Отдельны; 30нах I! испо.1ьзование .,1 Охлаждающей среды между после.дователь;-!ым1! зонагии алкилирования. Подъем те:;1и р.".туры реакциснной

20 смеси в каждой зо:-:. ограничивают охлаждением, а та! .>«е рег, ..и . Овани х! МОлярного изоытка Оензо. IB, Bа. . : х. Смо! О В р а х!Орс, причех! беH30.1 слт::.Нт В каче".тв TBH 10110глотителя при алкил 1; ов!:- .Bè. !эким образом 3 BEëII÷eíèe моля рногО избытка бснзола разбавлен:i M пропиJIeнового реагеита в : м не то":üêî создает большое количество:1лкил1!ртемых аромаTiI IeciuIx групп, уме»ьшающих олигомеры з0 Il переалкилирован1ны;- побочнь1с прод кты, 650497 по также снижает образование нежелательны; побочных продуктов.

Для получения Hv:êíoão зысокомоляр.юго избь!тка бензола 3 сырье обычно разделяют зь;текающий поток из реакционной зоны для обогащения бензолом потока, пригодного для рециркуляции. Двумя оснознь1ми компонентами выходящего потока реакционной! 30Hbl язляlотся бBH307 н In l>I0.7, ii0этому необходимо их разделение (In мол является более зысс. .Ок!1:.Н-.щим компоне:-.:том). Для получения сниц;енно-о поток=бензола, сразнитетьно свободного от кумола и пригодного для рецI

Целью предлагаемого изобретения является угрощение технологии процесса за счет сокращения расхода э:-!ергии.

Поставленная цель дост1!гается способом получения кумола, каталитическим алкилирозание.;>! Оензола пропи.теном, 321 лючающимся в том. что п одукт алкилирования разделF.:0T на дзе части, одну из li070pbIY рециркулируют на стадшо алкилирозания, другую разделяют ча фракции, содержащие бензол, кумол !i дп- и трипзопропилбензоiT, гричем по .-.-еднюю фракцию подвергают тоансалкпл1!рззанпю с бгнзолом и пр!!сутсть1!1! кат:;.71!затора трансалкплl!рОВания, >!родчкт транса.7кп 7HpoBBHllя . !сдаю; на стадию разделения на фракции, Bbl 7pленныЙ КрН 3TQ:I áBH30л частично Во врац:,ают:-.2 ста ню 2;хпгп!рования и частично на стади!О т аifc2,-:. илпрованпя.

Предпочтительно в качестве катализатора алкилирозаHHH использовать твердый фосфорнокислотнь!й катализатор.

Предпочтительно 3 к". -IBcTBe KBT2;IH32тора трагнсалкилирозания использовать трехфтопистый бо" Н2 HBOI,TB7å.

Способ состоит из следующих стадий: а) проведение реакции пропилена с избытком оензола ь присутствии катализа>0ра алкн1лирования в условиях алкилпрования в реакционной зоне; б) разделение го!!Ного жидкого зыхо-,ящего потока этой зоны не менее чем на; . части одинакового состава.;

:3) рециркулироьанне одной из частей выходя!цего потока 3 реа>кцпонну!о зону алкилираваняя;

r) подача другой части потока и выходящего потока зоны трансалкилирования 3 зону разделения; д) отделение из с IBUIGHHbix выходяшll Y потоков в зоне разделе1лия обогащенного бензолом IIOTOK2, >потока KQMOJI2 .и 110IOI 2> обога1ценного ди- и триизопропиленбензолом;

> 0

65 е) трансалкилирозание последнего потока бензолом 3 прпсутстзн1! кат2лиза-, 2 трансалкилированпя в зоне трансалкилирования, чтобы получить дополнительное количество кумола; ж) подача выходящего потока последней зоны в зону разделения в виде выходящего потока зоны трансалкилирования; з) пропускание хотя бы части обога eHного бензолом потока пз зоны разделения з зону алкилирования; .и) выведение потока полученного кумола из зоны разделения.

На чертеже приведена схема осущестзления изобретения.

Пропилеи подают з зону 1 алкилироз-:— ния по трубопроводу 2. Бензол получают з виде рециркулируемого потока и подают !! зону 1 алкилирования по трубопроводу 1, который соединяется с трубопроводом 2.

Выходящий рецпркулпрующпй поток зоны алкплирования, содержащий з основном бензол .и кумол, направляют в зону алкилирования по трубопроводам 4 и 2. Послений поток поставляет дополнительное количество бензола, необходимое для увеличения молярного отношения бензол — пропилен в реакционной зоне алкплирозанпя. Перемешанную смесь пропилеи а рец!.ря лпрованного бензола и рециркулирозанного потока подают в реакционную зону 1 по труоопроводу 2. Выходящий поток из реакционной зоны 1 алкилпрозания выводят 0 трубопроводу 5, часть рециркулпруют iio трубопроводу 4 для создания рец!!ркулирующего потока, а остальную часть пропускают по трубопроводу 5 з зочу б разделения. В зону б разделения пода!от BbIYQдящий поток из реакцпоной зоны 7 транс2лкплирования, причем выходящий поток зоны 7 трансалкилирования проходит по трубопроводу 8. Поток подаваемого бензсла Но трубопроводу 9 также поступает з зону разделения.

Богатый пропиленом поток, поступа:ощий в реакционную зану алки.7!!розания:!О трубопроводу 2, можно получить ь виде поТОК2 ОТ РЯЗЛИЧН6!Х ПРОЦЕССОВ, Т2КИХ Каи 112тал!!Тический IipeliIIHI или пиролиЗ, 1! Он> к21:. правило содержит непрореагирозазшпе парафины, в оснозно". пропан, а также суц1естзенно меньшие количества этана и оутана. Олефины, отличные от пропилена, приводят к нежелательным продуктам з реакции алк11лпрозания для получения кумола, поэтому пропилен обычно составляет не менее 99О7 олефинового содержания потока. Поток исходного бензола, подаваемого в процесс по трубопроводу 9, — высокочистый продукт, содержащий не менее 99,5 бензола, получаемого при экстракции ароматики. Другие ароматические соединения являются вредными: из-за их присутствия получаются нежелательные побочные продукты, 2 неарох!ати—

650497 творенного трифторида бора, вводимого в реактор для восполнения потерь из комплекса катализатора за счет испарения п растворения в жидком потоке реагентов.

Жидкую смесь сухого бензола и дизопропилбензола вводят в реактор при 160" С и давлении 30 атд(со скоростью 0,75 об. смеси на 1 об. кат,, «.

Поток реагентов при вышеуказанных температуре и давлешш проходит через слой гамма-алюминия, который абсорбирует содержащийся в нем затем охлаждается сначала за счет теплообмена с исходной смесью и поступает на разделение в сепаратор зоны 6. Анализ потока, поступающего на дпстилляционнуlо колонну. показал, что он содержит 22 кг/ч кумола

15 кг/ч диизопропилбензола и 79 кг/ч бензола. Данные весового баланса по потокам представлены в табл. 1.

Таблица 1

Р а :;,о. ) алкI(лI(роваII(tя. i г е

Cy)i)tap ный поток, |=:

".âîäè)tûé

=- реактор, кг/г

Поток. вьн)оди)((н(из реактора. кг г

Поток, :!о (а tiасмь(й н дистилляционную колонн(у

t 03Â ):: T:.(Üi!I поток. Воз. ирод) кт воан;аемый после в реактор разде.-. ":(ия

Ко)!((c)t et

1 све)на я загрузка

13 !!

Г1рспаи

Пропилеп

Бен.ол

Ку:: .,i

Д(.t .. п:"-. и "л - 6 "..

01

100

160

565

1482

739!

1304

263

6, 15

853

1116

1969

1969

Бее.-о занные в табл. 2.

Тавлица 2

Рc lêt(ttîíная смсcü, направляемая в дистилляиионную колонну

БОЗВраTHь(:i продук-;

НЗ НИККН21 1 части дистилляционной колонны

П родукты. иоступа(оЦ(ИЕ В РЕактор. Бозв:.=.ò—::;ûé, ! С,2НЗОЛ

К< .:пс цент

86

Б.-. -:зол

1);,;,i JI

Д:(((з пвопилСензот

30,15

1,6 я я, предва(> (ительно Ооожженны\ при

675 С, имеющих поверхность 146 )1 /г, объем пор 0,541 сд(з/г, диаметр пор 162 н.((и кажущ) (ося плотность 0,526 г/г.((з. В реактор трансалкилировгни- . загружают 175 л гамма-алюминия, после чего в реактор, в которОм в течение 1 н поддержизалась температура 150 С и давление 30 ат.)1, непрерывно подают BF;,. Каталитические свойства катализатора эффективны для реакции трансалкилирования, чем у твердой фосфорной кислоты, используемой в реакции алкилирования. Поступающая в зону 7 смесь состоит из 86 кг/ч бензола, повторно направляемого в реактор зоны 7 по линии /б с линии ), и 30 кг/ч диизопропилбензольной фракции, выходящей из нижней части дистилляционной колонны б, что обеспечивает мольное отношение бензола — диизопропилбензола примерно 4/1. Углеводородная 20 смесь содержит также 250- 10-в .((оль рас/ (В реактор зоны 7 трансалкилирования пода 1от след ) þø ((= вещества. кг/ч, ПО и. -:. ——!

1 „." 6.(,6Мее :а МВ), 10

650497

Таблица 3

1- сакциоипая!

;)1ЕСЬ. ВЫКО,.Яiiiа11 1!3 01 .актора

Реактор алкилироэаиия, кг}ч

) (1

:.) э:-..".Ятор

Комиопепт эозвратиый

::)одукт после

-азделеиия с в с ) .(а я

3 а .-:3 т 3 к а

П)опан

Пропилеи

)29á

Беизол

)сл мол, 4к22

1302

270

Диизопроиилбе11зол

I 29

) зс12

Всего

1592

Таблица 4

Реактор трапсалкилиповаиия, кг,ч возвратиьш продукт из ииякие11 части

Дистил Iiii}lloHIIQI) колонны

:)гакциоп-!ая смесь, подаваемая в дистил1

ЛЯЦI!OÈИ, IO КОЛОННУ

) :.; сд) кт=:.

:,оступакпиие в -„;::-;To

)1,омпопент возвратиь1и;, оеизол (Бепзол

&;умол

Диизопропилбеизол

)0

При получении 285 кг/ч кумола весовое отношение бензол — п1ропилен в реакторе алкилирования 15; весовое отношение разделения бензол — пропилеи б,4; весовое отношение .разделения бензол — кумол 2,3.

Пример 2. Повторена комбинированная последовательность алкнлирования и трансалкнлцрования, но вместо возврата реакционной смеси из реактора алкилироВ зону трансалкилирования подают веИз результатов при получении 285 кг/ч кумола выходит: весовое отношение бензол — пропилеи в реакторе алкилирования

15; весовое отношение разделения бензол— пропилен 13,5; весовое отношение разделения бензол — кумол 4,8.

Приведенное выше сравнение показывает преимущество возврата части потока, выходящего пз реактора алкилирования, обратно в реактор алиилирования. При этом же количестве получаемого кумола снижается расход 1реагентов.

Формула изобретения

1. Способ получения кумола, включающий алкилирование бензола пропиленом в присутствии катализатора алкилирования, отличающийся тем, что, с целью вання, как сделано в примере 1, весь поток поступает в реактор трансалкилировання в соответствии,с используемым методом комбпннрова ия реакций алкилирования и трансалкилнрован))я. Использованы те же загрузочные режимы, те же катализаторы и та же аппаратура; весовой баланс и состав соответс-ву}ощих потоков представлены в табл. 3. щества, приведенные 3 табл. 4.

10 упрощения технолоп)и процесса, продукт алкнлнро1вания разделяют на две части, одну из которых рециркулируют на стадию алкилирования, другую разделяют на фракции, содержащие бензол, кумол и ди- и

15 .лр))изопропилбензол, причем последнюю

)рракцию подвергают трансалкилированию с бечзолом в присутствии катализатора трансалкилирования, продукт трансалкилировання подают на стадию разделения на

20 (рракции, выделенный при этом бензол частично возвращают на стадию алкилировання и частично на стадию трансалкилироа и }) я .

25 ". Способ по п. 1, отличающийся

-ем, что в качестве катализатора алкилировання испо".üçóþò твердый фосфорнокислотнь}) . катализатор.

650497

Сост:.ý«òåëü Т. Раевская

Те..: сд Н. Строганова

РелакT"о>" Л. Герасимова

1>,орректо!т И. Симкииа

Заказ 48 !52 Изд. Х> 18! Тираж 520 Подписное

1-! ПО Государственного коми-.=.-.а СССР по делам изооретений и открыта,:.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Тип. Харак. фил. пред. Патент>

3. Способ по п. 1, отли-аюш«йся тем, что в качестве катализатора трансалиилирования использую-. тре.;фтор«сты-{ бор на носителе.

Источи«к информации. внимание при экспертизе:

1. Патент США 3183233. опубл«к, 1965.

/ принятый во кл. 260 — 6;1,