Способ получения этилбензола

Авторы патента:

СМИРНОВ ВАЛЕНТИН СТЕПАНОВИЧ

НЕФЕДОВ ЕВГЕНИЙ СЕРГЕЕВИЧ

ЗУЕВ ВАЛЕРИЙ ПАВЛОВИЧ

ЗОЛОТАРЕВА ЮРИЯ ГРИГОРЬЕВНА

УСТИНОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ

КУЗЬМИН ИЛЬЯ АНДРИЯНОВИЧ

C07C7/06 - азеотропной

C07C2/68 - с галогенидами

C07C15/073 - этилбензол

В. С. Смирнов, Е. С. Нефедов, В. П. Зуев, В. Г. Золотарева, А. А. Устинов и И. А. Кузьмин (72) Авторы изобретении

Воронежский филиал Государственного проектногои научноисследовательского института промышленности синтетического каучука (71) Заявитель

Изобретение относится к области нефтехимического синтеза и может быть. использовано при нроиэводстве этилбензола алкилированием бензола этиленом в присутствии катализаторов Фрн5 деля-Крафтса.

Известен способ получения этилбенэола алкилировайием бензола этиле03

Однако в способе получения и выде1е ления зтилбеизола не предусмотрен вывод из системы образующихся при алкилировании парафиновых углеводородов (преимущественно гексана). Большое иа15 коплеине и рецикл парафиновых углеводородов с возвратным бензолом в апкилатог является причиной образования дополнительного количества смол, что приводит к увеличению расходных коэффициентов по бензолу и этилену.

Наиболее близким по техиичеекой сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ пелучения этилбензола, включающий алкил » рование беизола этияеном в присутствии хлористого алюминия, отделение це" левого продукта ректификацией от непрореагировавшего бензола и углеводородных примесей, азеотропную осушку смеси исходного бензола с непрореаги" ровавшим беизолом и углеводородными примесями, с выделением осушенного бензола, рециркулируемого на алкилироваиие, и фракции, содержааей воду, углеводородные примеси и бензол, которую подвергают конденсации с получением углеводородного и водного слоев.

В данном способе бензольный слой подвергают ректификации в дополнительной колонне, с выделением углеводородных примесей, которые выводят ™з системы, а кубовый остаток объединяют с осушенным бензолом и направляют на алкнлирование (2).

Установка дополнительной ректнфикацнонной колонны для выделения napa" финовых углеводородов требует дополжительных капитальных и эксплуатацш» онных затрат. Кроме того в ректифика

1 цшонной колоние азеотропной осушки содержание углеводородных примесей в кубовом остатке 0,2 вес.X при их концентрации в дистилляте 5-6 вес.Х,, При работе без орошения такое разделение невозможно. Содержание влаги в осушенном бензоле, подаваемом на алкипирование, данным способом пред- . уамотрено в количестве 0,01 вес.X.

Такая высокая концентрация влаги в осушенном бензоле нриводнт к снижению селектнвности процесса и перерасходу катализатора (хлористого алюминия и хлористого этила). Вследствие высоко-, 1го содержания парафиновых углеводородов в возвратном бенэоле и относительно низкой их концентрации в выводимой нэ системы фракции, расход бенэола при выводе иэ системы парафиновых углеводородов составляет

48,3 кг/т этилбенэола.

Цель изобретения вЂ” снижение расхода бензола н катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения этилбензола, включающем алкилирование бензола этиленом в присутствии хлористого алю" миния, отделение целевого продукта ректификацней от непрореагировавшего бензола и углеводородных примесей, аэеотропную осушку смеси исходного бензола с непрореагировавшим бензолом н углеводородными примесями, с выделением осушенного бензола, рециркулиру мого на алкилирование и фракции, содержащей воду, углеводородные примеси и бензол, которую подвергают конденсации с получением водного и углеводородного слоев, последний ре-, циркулируют на аэеотропную осушку и> после достижения в нем углеводородных примесей 15-50 вес.Х, несконденсиро- ванные пари, содержащие углеводород.ные примеси, подают на абсорбционное выделение.

На чертеже изображена технологическая схема способа получения этилбензола.

По линиям 1, 2, 3 в колонну 4 азеотропной аеушки подают соответственно бензол со склада, возвратный бензол и углеводородную часть дистил лята укаэанной колонны. По линии 5 осушенный бензол направляют в алкилатор 6, куда также по линии 7 и 8 вводят катапизаторный комплекс и этмлен. Алкилат по линии 9 отводят

6 4 в колощву IO выделения возвратного беизола, кубовый остаток которой по линии l I падают s колонну 12 выделения этилбеизола-ректификата. Этнлбензол выводят на дальнейшую переработку по линии 13, а кубовый продукт .колонны по линни 14 направляют в колонну 15 выделения полиалкнлбензолов, дистиллят, которой по линии 16 воэ16 вращает в алкилатор 6, а кубовый остаток частично по линии 17 выводят из системы, а частично по линии 18 подают иа орошение абсорбера 19.

По линии 20 пары иэ колонны 4 азео-, тропиой осушки направляют в конденсатор 21, где в качестве хладоагента используют оборотную воду, и по линии 22 ш кощцеисатор 23, Ipe в качестве хлапоагеита применяют захолощ женную воду. Сконденсированные углеводороды и воду по линии 24 подают в ртстойинк 25, Bs K07op0I 0 B0p5I IIo ли1; нни 26 выводят из системы, а углеводороды о линии 3 возвращают в колонку 4. Иескоиденсированяае пары по линии 27 направляют в абсорбер 19, а насыщенный абсарбент выводят из системы по линни 28, В период пуска установки пары, вы зо. ходящие из колонны 4 по линии 20, полностью конденсируют в конденсаторах 21 и 23, н практически весь конденсат по линии 3 возвращают в колонну. С верхней части колонны в это время отбирают лишь небольшое количество во35 ды по линии 26. Во время работы колонны 4 в период пуска "на себя", т.е. с практически полным возвратом скоиденсированюих паров, в циркулируемом контуре (колонна 4, конденсаторы 21 и 23, сборник 25, колонна 4) происходит накопление парафнновых углеводородов. Время работы колонны "на себя" определяется емкостью аппаратов и трубопроводов в .циркулирующем кон4,òóðe, числом тарелок в колонне 4 и составляет 30-150 г. После достижеI ння концентрации парафиновых углево,дородов в осушенном бензоле О, 24 вес.X ! уменьшают расходы хладоагента на кон5О денсаторы 21 и 23 и несконденсированные пары начинают. подавать в абсорбер 19, куда также направляют по линии 18 абсорбент.

Концентрация парафиновых углеводо55 родов в циркулирующем контуре и подаваемых в абсорбер по линии 27 несконденсированных парах в момент вклю чения в раба у абсорбера и во syeNN

825

466 б родов 14,1 кг/т эткпбензола, т.е, потери бензола возрастают на 14,1"8,4

=5,7 кг/т этилбенэола.

При увеличении концентрации парафиновых углеводородов в дистилляте колонны азеотропной осушки до 60 вес.Х их концентрации в несконденснрованных парах перед абсорбером составит

74 вес.Х, а потери беиэола 1,1 кг/т этилбензола, т.е. при увеличении кон" центрацни парафииовых углеводородов на IОХ (50-60), потери бензола снижаются на I,5-1,1 0,4 кг/т. этилбензола.

Снижение потерь бенэола на 0,4 кг/т этилбензола при выводе парафииовых углеводородов не компенсирует увеличение потерь бензола при алкнлировании, так как одновременно возрастает содержание парафиновых углеводородов в осушенном бензоле до 0,3-0,4 вес.X и снижается селективность алкилирования. Кроме того, возрастает расход хлористого алюминия.

Примеры 1-3 поясняют данный способ.

Номера аппаратов и технологических потоков, указанные в примерах, соответствуют номерам аппаратов и потоков, приведенным на чертеже. Различие в исходных. данных для примеров 1-3 заключается только в числе тарелок для колонны 4 азеотропной осушки.

В табл. 1 приведены режимные показатели работы аппаратов, в табл.2, 3 и 4 вЂ” составы технологических потоков при различном числе тарелок 36, 35 н 40 соответственно в колонне 4 азеотропной осушки.

В табл. 5 приводятся основные показатели процесса, имеющие непосредственное отношение к сущности предлагаемого способа .и показатели, характеризующие процесс.

Таблица 1

Температ а a C авление, ати

Аппарат при числе тарелок в колонне азеот опной ос ки, шт

ЗО 35 40

35, 40

Колонка 4

73 О

87 0,09

135 3

7415 верхняя часть кубовая часть

0,ll

0,I0

135

Апкнлатор 6

135 последующей работы определяется эффективностью колонны 4 азеотропной сушки, и эта концетрация будет тем выше, чем больше разделяющая способность (число тарелок7 колонны. Опти-: з мальная концентрация ларафиновых углеводородов в дистилляте колонны азеотропной осушки (технологический поток 3) 15-50 вес.Х, при этом концентрация нарафиновых углеводородов после го

:двух ступеней конденсации в несконденсированных парах перед абсорбером составляет 27,2-66,8 вес.Х »

При концентрации парафиновых углеводородов 0,24 и 0,25 вес.Х в осушен- 1З ном бензоле и алкилате соответственно, на 1 т подаваемого со склада бензола образуется при алкилировании бензола

2,24х0,0025-(1+0,5)хО 0024

20 х 1009= 4 кг парафиновых углеводородов, при этом в промышленных условиях соотношение бензол со с==.ада: возвратный

1бензол г алкилат составляет 0,5г1г2,44.

При содержании в дистилляте колонны 2$ азеотропной осушки 15 sec.X парафиновых углеводородов с указанным количеством парафиновых углеводородов выводят из системы 100-272

27,2 36

l 0, 7 кг б енз ола. Потери бе изола при выводе нз системы парафиновых углеводородов составляют 10,7х0,785 8,4 кг/т этилбензола, а 0,785 твЂ” расход бензола на получение 1 т

;этилбензола.

При снижении концентрации парафиновых углеводородов s дистилляте колонн азеотропной осушки до 10 вес.X их содержания в нескондеционированных парах при двух ступенях конденсации составляет 18,2 вес.Х, а потери бензола при выводе парафиновых углеводопри числе тарелок в колонне азеот опной осушки шт

825466

Продолкение табл. l

Температ а С авление ати

Аппарат при числе тарелок.в колонне при числе тарелок в колонне азеотропной осуши щт азеотопной осущки шт

Колонна 10

157 О,) 5

)57

157

0,15

0,)5

l 3á

)95

0,3

Колонна 15

90 верхняя часть

190 )-00

)00

190

100

190 кубовая часть

Абсорбер 19

Конденсатор 21: поступающие пары 76 выходящий конденсат 40

74,.

0 поступающий хладоагент„

20 выходящий хладоагент 27

Конденсатор 23 поступающие пары 40 выходящий конденсат 22

22 поступающий хладоагент

8 выходящий хладоагент

Отстойник 25 верхняя часть кубовая часть

Колонна 12 верхняя часть кубовая часть

136

195

136 0

195 0,3

Остаточное давление, мм рт.ст.

90 . 30 30 30

82546б

l0 л

1 I I 1 Ч) ) 1 1 1 1 1 I 1 1 ! i

О Ж

Р,5

go е

1 СЧ л

) f I ) I О)11111) I f 111

° ь

Сл I I f I 1 !

Ch Ch О О -Ф

О О О О О л л л л л

О О О О I О

Ф1 Ъ СееЪ

I ! О О О

СЪ

СЧ

Ф л л

Сл) О Ф 1 I

О л

I/I л

I I 1 I I О

1 1

Ж ю 2

О О

М Я

СО С0

О О

° ь л 0 Ф О

Ch Ch СЧ I I

МЪ ьО л

СЧ л

СЧ

I 1

D л

° °

Ch л с Ъ л сЧ

С0 Сб л л

Ch р ф

СЧ СЪ . Ф. еь . л.

О О f I I I л

D .

1 1

CV л

О 1 !

f I

СЧ

° ь л

РЪ ° °

О О

О 3/Ъ

СЧ

° ь л

Ф О.О СЪ мЪ . СЧ

СЧ С Ъ л л л Ch и

I ! Л 00 л

00 О Ch л л

Ch Ch .б.

Ch О 00

СЧ ЦЪ

Ф л

СЧ ц л <

1 1

О 01 3

Р Ф kf

0I 3 О

0) 0) Ф СЧ

A л

О Ф О

° ь л, О ! СЧ

Х Се 0 f

0) О ФьО

) А

С Ъ

СЧ С Ъ ССЪ Л 00 Ch

Ч> л 0Р

СЧ еСЧ

)С

)С о

)е

МЪ СЧ С"Ъ МЪ 01

СЧ D О CV Ch

° ь л л л l

О О О Ю О! I б,! СЧ Р Сь) л, Ю, D

I!! О ььь0 е\

825466

Ф,:.

I. 1 1 %It 1 1.I I

I .Сл

1 е сЧ сб я

° » л

Q О

I I I 1 !

1 I !

1 I

Сф1 С!1 .

О О

О1

3" с <«1 О л О

О О О

О л

О I I I I I м

К) « °

О О сЧ ае Э л .л ° О

О " & О O) с«ъ

I cO

I !! I

1 ! !

1 Ж сЧ C»C л ° а сЧ СЧ

° ° ° °

9 О

Ch C»C I I ф

О с«Ъ

1 I! в с6

° л

Ю сс1

СЧ л

Й!

° а

О 1 t

»Ф! О л ф О! сб

О сс сЧ! л . л;

Сф е °; с! сО

° е ,Ф О л л

С!с фЬ

Ch .Ch л б

СЧ е с », C> л с ъ сО л ма Q

ВГЪ «л

CO Ф л л

Ф О

1 сО О

С Ъ!

О О! л!

О б олаф с- а

° &;ь о

Ф Я О

Р» Ф бсб

СЧ л

4Ь л

C»C

Щ «Ф

° е ° »ф л л

О О

5/i с Ч

СЧ" О

О О ссъ

° а

СЧ сеЪ

СО О

° » ««

СЧ Ф

1 люб СФ б

И О сл! «

° а ) л» сф

СЧ (сЧ

М Fl

О Ф

О ссб

Е»

3 Х

1 0 о5е

0 и Ю

02 4 Ы. I 1 ! 1 I ! а

О!

I t I 1 сЧ;1: t б 1 1 I 1 1 I I I I

° ааа л

1О ! 1 ! ! ! ! !

8254бб

,О

1 1 1 ! ! ! !

I I 1 1 I О 1 I 1 1 1, I 1 1 I

«фью

«11 ) 1 I I 1

I 1 I 1

ah ° с ) ф\ л л

О О

О л

1 О

8 %O D

D Ю

1 1 I л

I Ю

О сч,.Ф Ф л л ° в

1 иЪ .О

М л

1 О

00, - I

О л

1 « сч л сч

1 I I

О сч л

1 I

«ч, 09 lail а: л

Ф.О

Ch сч

МЪ л

1 л

O л л

Щ 103

Щ 00 л л

«ч с»Ъ л сч

Ф Ф сО л л л! Ch «Ch

1 1, . (с

Ю л

О1

«h

И О

O «

3. О

М л л

О. О O Î л 11 О

«Ф) О л

Ch, «Ч Q Оъ С0 л л л л! О 00 Ch 0

I I,an а 1 а

3л

С»Ъ . II, 00 Î СЧ Ф IIO Л сЧ с A II 00 Ю « « «Ч сч сЧ 0» «Ч

1 ! 1,1

I сч

Ch Ch О Di

О О О D

О О О О

Vl: сч ! л:

О !.

О Ю «1

«hi aCa 1

« IO 09

Ch D О л л л

Я tg Ф !, 825466

Таблица 5 бока затели

Температура в верхней части колонны,еС 76

74,5

Температура абсорбции, oC 10 в бензоле со склада (линия ll

0,1

0,83

О, I..

0,1 в возвратном бензоле (линия 2) 1,4-1,75 0,44 0,44

0 44 в осуыенном бензоле (линия 5) 0,24 0,24

0,2

5-6

32,5

66,8

27,2 в насыщенном абсорбенте (лнния 281 10

0,01

48,3

1 ° 5

8,4

Число тарелок в колонне азеотропной осуики (4), ит

Концентрация парафиновых углеводородов, вес.Х! в дистилляте ко" лонны азеотропной осущкн (линия 20) в несконденсированных парах перед абсорбером (линия 27) Концентрация воды в осушенном бензоле,,. вес линия 5) Расход бензола при выводе из системы парафиновых углеводородов, кг/т этилбензола

Расход хлористого алюминия кг/т зтнл бензопа.

П едлагаемай способ и нме Известный

l 2 3

0,002 0,002 . 0,002

825466

Формула изобретения

Составитель Л, Боброва

Уедакто Л янкова Те е А. Ач Кор ектор Е. Стец:

Заказ 2365/27 ираж 443 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений иоткрытий

1 13035 Москва Ж-35 Ра шская.наб. . 4/5

Филиал IIII!I "Патент", r. Ужгород, г. Ужгород, 4

Способ получения этилбензола, включающий алкилированне бензола этиленом в присутствии хлористого алюминия, отделение целевого продукта ректи@икацией от непрореагнровавшего бензола и углеводородных примесей, азеотропную осушку смеси исходного бензола с непро-. реагировавшим бензолом и углеводород- о ,ными примесями, с выделением осушенного бензола, рециркулируемого на алкнлирование, и Фракции, содержащей воду, углеводородные примеси и бензол, которую подвергают конденсации с полу- ts чением углеводородного и водного слоев, отличающийся тем, что с целью снижения расхода бензола и катализатора, углеводородный слой рециркулируют.на азеотропную осушку и после достижения содержания в нем углеводородных примесей !5-50 вес.X несковденсированные пары, содержащие углеводородные примеси, подают на абсорбцнонное выделение.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Далин И. А. и др. Алкилирование бензола олеФинами. М., Госхимнздат, 1957, с.30.

2. Авторское свидетельство СССР

9 284985, кл. С 07 C Э(50, !968 (прототип).