Способ получения этилбензола
Изобретение относится к циклическим углеводородам, в частности к получению этилбензола (ЭБ), который является сьфьем для производства мономера - стирола. Цель - сокращение расхода катализатора (КТ) и повышение производительности процесса. Получение ЭБ ведут алкилированием бензола зтиленом при повышенной температуре (преимущественно при 130 - 180°С) в присутствии КТ. В качестве КТ используют комплекс, полученный из твердого продукта взаимодействия металлического алюминия и СС1 , содержащего 0,5-5 мас.%. СС1 , и хлористого этила, взятого в массовом соотношении к твердому продукту 0,3- 1:1. Способ позволяет повысить выход ЭБ на единицу массы КТ до 15 раз сокращает расход КТ и уменьшает образование смолистых соединений. I 3.п. ф-лы. сл 00 00 со IND 05
СООЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1348326 А1 (5I)4 С 07 С 2/68, 15/073, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3746593/23-04 (22) 10.04.84 (46) 30.10.87. Бюл. У 40 (72) Н.М.-Ц.Сеидов, Ф.О.Гусейнов, А.И.Бабаев, Т.Н.Аллахвердиев, К.Г.Касумов, Ф.А.Алиев и P.A.Êåðáàлиев (53) 542.952.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 732225, кл. С 07 С 9/00, 1976.
Авторское свидетельство СССР
У 404339, кл. С 07 С 15/013, 1970. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛБЕНЭОЛА (57) Изобретение относится к циклическим углеводородам, в частности к получению этилбенэола (ЭБ), который является сырьем для производства мономера — стирола, Цель сокращение расхода катализатора (КТ) и повышение производительности процесса ° Получение ЭБ ведут алкилированием бенэола этиленом при повышенной температуре (преимущественно при 130180 С) в присутствии КТ. В качестве
КТ используют комплекс, полученный из твердого продукта взаимодействия металлического алюминия и СС1 со4 1 держащего 0,5-5 мас.X. СС1, и хлористого этила, взятого в массовом соотношении к твердому продукту 0,31:1. Способ позволяет повысить выход ЭБ на единицу массы КТ до 15 раз сокращает расход КТ и уменьшает образование смолистых соединений. з.п, ф-лы.
11,6 зол
Тяжелые остатки (смолистые соединения) 0,07 (от количества алкилата) .
1348
Изобретение относится к нефтехимии, в частности к способу получения этилбензола, являющегося сырьем для производства ценного мономера-стиро5 ла путем каталитического алкилирования бенэола этиленом.
Цель изобретения — сокращение расхода катализатора и повышение выхода этилбензола при осуществлении процесса на катализаторе на основе металлического алюминия и четыреххлористого углерода.
Пример 1 В автоклав бессальникового типа емкостью 2 л загружают
1,5 л бензола (или 1318 г) и 30 мл полиалкилбензольной фракции (3,4
57 этилбензола, 62-767 диэтилбенэола, 34,6-197 полиэтилбенэолов) и через штуцер в токе этилена при перемешива- 20 нии загружают твердый катализатор, являющийся продуктом взаимодействия металлического алюминия и СС1„, содержащего в своем составе О, 5 мас.7
СС1 в количестве 1,35 г (т.е ° 25
0,1 мас. от реакционной массы) .
Катализа тор получают следующим образом.
Ча 27 г алюминия берут 1356 г
СС1,, т.е. в массовом соотношении
Al:CC1, =1:50, температура 75 С. Катализатор сушат под вакуумом в фильтре до содержания 0,57 СС1 в его спставе.
Катализатор ??меет следующий состав, мас. : Аl„ Сl 95,4; С 4,1;
СС1 0,5.
Вате? в автоклав при работающей мешалке температуру реакционной смеси поднимают до 100 С и туда вводят 40 хлорис гый этил в массовом отношении к катализатору 0,5:1 и лучением комплекса, содержащего, г: связанный
Al О, 25; СС1 0, 00675; Г,,Н Cl О, 64, или в мас. : связанный Al 28, 6; СС1
0,74; С,Н,Г1 70,66.
При 120 С в реакционную зону вводят этилен до 0,6 МПа. Происходит падение давления этилена, что показывает протекание реакции алкилирования. По мере падения давления в автоклав вводят свежий этилен. Температуру реакции поддерживают 130 С. Процесс прекращал,т через !5 мин. Количество поглощаемого этилена 201 r Ко— личество полученного алкилата 1550 г.
Полученный алкилат несколько раз промывают слабо щелочным раствором (37-ный раств р), сушат в присутствии
326 2 х ?ористого кальция и подвергают хрома тографическому анализу. °
Гостав алкилата, мас.7.:
Бензол 48,65
Этилбензол 40,2
Диэтилбензол 10, 23
Триэтилбензол 0>9
Тяжелые остатки (смолистые соеди- О, I 5 от коне ния) личес тва алкилата) .
Выход этилбензола на прореагированный этилен 80 мас.7., конверсия этилена 99,9%. Выход этилбензола на
1 г алюминия 2308 г (или Hà 1 xr катализатора 465 кг этилбенэола).
Пример 2. Процесс алкилирования проводят аналогично ппимеру 1.
Содержание СС1 в составе ката гиза-.
1 тора 3 мас.7. Катализатор имеет состав, мас. : Al С)6 93,9 С 3,5
СС1 3 О. Массовое соотношение хло4 ристого этила к катализатору составляет 0,3:1. Полученный комплекс содержит, г: связанный Аl О,!8; CClq
0,0285, С Н С1 0,285, или в мас.7:
Al 36,4; С Н Сl 5",3; СС1, 5,3.
Концентрация катализатора в реакционной зоне О, 07 мас .7. или
О, 95 r Температуру процесса алкилирования поддерживают 1 50 С, Давление этилена 1, О МТ1а, Реакцию прекращают через 10 мин, Количество поглощаемоого этилена 215 г. Knличество полученного алкилата 1563 r.
Состав алкилата, мас . 7.:
Бензол 46,4
Этилб ензол 42,0
ДиэтилбенВыход э тилб е нзол на и рореаг ировавший этилеи 78, 5 мас.7., конверсия этилена 99, Я, Выход этилбг нзола на
1 г а помин??я 3- : 55 г (или на 1 ?;г ката:иза гора 6 .?О кг этилбензола) .
i! р „м р 3. Процесс алкилировн ., в проводяг аналогично:римеру 1.
Сзд ржание СС1 в составе катали1 :?".òðà 5 мас . . Катализатор им.-ет с:; дующ??й состав, мас. : Аl С! 91 2 и г
С 3,8; CC1„5,0. Массовое соотноп?ение хJlopHc того эт??ча ? катализатора
О) 5:1 .
1348326
Полученный комплекс содержит, г:
Al связанный 0,26; СС1 0,064;
С Н Cl 0 64, или в мас X: Al 27;
С Н,С1 66,4; СС1 6,6.
4 э 5
Концентрация катализатора в реакционной зоне 0,1 мас.X или I 35 г.
Температура процесса алкилирования
130 С. Давление этилена 0,3 МПа. Процесс алкилирования прекращают через
10 мин. Количество алкилата 1518 r.
Количество поглощаемого этилена
170 г. Состав алкилата, мас.%:
Бензол 57,2
Этилбензол 34,0 15
Диэтилбензол 8,8
Тяжелые остатки (смолистые соединения) О 2 мас.% от
50 е ( количества ал- 20 к ила та)
Выход этилбензола на прореагировавший этилен 82 мас.%, конверсия этилена 98%. Выход этилбензола
1912 г (или на 1 кг катализатора 25
382 кг) .
Пример 4. Процесс алкилирования проводят аналогично примеру I .
Содержание СС1 в составе катализатора 4 мас.X. Катализатор имеет сле- 30 дующий состав, мас.%: Аl Сl 92,4;
С 3,6; СС1 4,0. Массовое соотношение хлористого этила и катализатора
0,4:1. Полученный катализаторный комплекс содержит, г: Al связанный
0,296; С Н.С1 0,64; СС14 0,06 или в мас.X: связанный Al 30,3; С Н Сl
64,2; CC1„ 5,5..
Концентрация катализатора в реакционной зоне 0,12 мас.% (или 1,60 r). 4p ,Температура процесса алкилирования
180 С. Давление 1,5 МПа, Процесс алкилирования прекращают через 15 мин.
Количество поглощаемого этилена
338 r. Количество алкилата 1686 r.
Состав алкилата, мас.%:
Бензол 23,1
Этилбенэол 63,0
Ли э тилб е н зол l1,4
Триэтилбензол 2,5
Тяжелые остат- 0 3% (от коки (смолистые личества алсоединения) килата)
Выход этилбензола на прореагировавший этилен 81,5 мас,X. Конверсия этилена 100%. Выход этилбензола на
1 r алюминия 3320 г (или на 1 кг катализатора 664 кг этилбензола), золы
Тяжелые остатки
2,60
0,5% (от колиП р е р 5. Процесс алкилирозания осуществляют аналогично примеру 1. Содержание СС1„ в составе катализатора 5 мас.%. Состав катализатора как в примере 1. Температура процесса алкилирования 140 C. Давление этилена О, 6 MIIa, Продолжительность реакции алкилирования 30 мин.
Количество поглощаемого этилена
181 r Количество алкилата 1529 r.
Массовое соотношение хлористого этила и катализатора 1:1, Полученный комплекс содержит, г:
Аl 0 126; СдН Сl 0,62;
СС1 0,031, или в мас.% Al 16,2;
C Í C1 i9,8; СС1 4,0.
Концентрация катализатора в реакционной зоне 0,05 мас.% (или
0,62 г) . Состав алкилата, мас.% .
Бензол 53, 63
Этилбензол 30, 72
Диэтилбензол 10, 12
Полиэтилбенэолы 5,53
Тяжелые остатки 0,6 (от количества алкилата)
Выход этилбензола на прореагировавший этилен 70 мас.X. Конверсия этилена 99,8%, Выход этилбензола на
1 г алюминия 3789 r (или на 1 кг катализатора 758 кг этилбензола).
Пример 6. Процесс алкилирования осуществляют аналогично примеру
1. Содержание СС1 в составе катали4 затора 2 мас.%.. Состав катализатора, мас.%: Al Cl 94,1; С 3,9; СС1 2,0.
Массовое соотношение хлористого этила и катализатора составляет 0,7:1.
Полученный катализаторный комплекс содержит, г: Al связанный О, 2; С Н Сl
0,735; СС1, 0,0?, или мас.%: Al 19,4;
Н С1
Концентрация катализатора в реакционной зоне О, 08 мас.% (или 1, 05 г) .
Температура процесса алкилирования
150 С. Давление этилена 0,7 MIIa. Ilvoдолжительность реакции алкилирования 20 мин. Количество поглощаемого этилена 287 r. Количество алкилата
1634 r.
Состав алкилата, мас.%:
Бензол 33, 10
Этилбензол 52,95
Диэтилбензол 11,25
Полиэтилбен13483
Пример 8. Процесс алкилирования осуществляют аналогично примеру 1. Содержание СС1. в его составе
2 мас.X. Состав катализатора как в примере 6. Массовое соотношение хлористого этила к катализатору 2:l Полученный комплекс содержит, г: Al связанный 0,3; CC1Ä 0,032; С Н С1
55 честна aIIêилата)
Выход этилбензола на прореагировавший этилен 79,2 мас.X. Конверсия этилена 99,87. Выход этилбензола на
l r а IлIю((IмMиHнHиHIя I 441I, 2 мас.7, Конверсия этилена 99,87. Выход этилбензола на
1 г алюминия 4120 г (или на кг катализатора 824 кг этилбензола).
Пример 7. Процесс алкилирования осуществляют аналогично примеру
l Содержание СС1„ в его состане
0,15 мас.7.. Массовое соотношение хлористого этила и катализатора О, 5: l . Полученный катализаторный комплекс содержит, г: Al 0,27; СС1 0,0022;
С Н Сl О, 65, или в мас.7.: Al связан5 ный 29 3; C,,1I Сl 70 5; CC1Ä 0 2, Концентрация катализатора в реак ционной зоне 0,15 мас.7,. Катализаторный комплекс н реакционной зоне образуется медленно с индукционным периодом до 10 мин. Алкилирование бенэола этиленом при этом протекает с 25 низкой скоростью. Температура процесо са алкилиронания 140 С. Давление этилена О, 6 ЧЧа. Продолжительность реакции 45 мин. Количество поrл (п(аемого этилена 158 г. Количество апкила- зп та 1506 г.
Состав алкилата, мас. 7:
Бензол 58,88
Этилбензол 24, 96
Диэтилбен:(ол 9,12
Полиэтилбензол 7,04
Тяже лые ос та т- О, 6 (от коки (смолис тые личества соединения) алкилата) 40
Выход этилбензола на прореагировавший этилен 60,7 мас.X. Конверсия этилена 99,97. Выход этилбензола на
1 r алюминия 950 г (или на кг катализатора 190 кг).
Таким образом, понижение содержания СС1 в составе катализатора мень1 ше 0,3 мас.7. повышает долю смолистых соединений и других побочных продуктов в составе алкилата. 50
26
3,0, или н мас.7-: Al связанный 9,1;
С Н Сl 90; СС1 0> 9
Повышение соотношения хлористого этила к катализатору увеличивает выделение хлористого водорода и других хлорсодержащих прим(сей, что отрицательно сказывается «а качестно целеного продукта и ускоряет коррозию металла реактора . Конце нтрация ка тализатора в реакционной зоне 0,12 7.
Температура процесса алкилирования
130 С. Реакция протекает с очень высокой скоростью и затрудняется контроль температуры. Повышается доля побочных продуктов (ди- и полиэтилбензо IQB). Давление этилена 0,5 МПа.
Реакцию прекрапгают через 15 мин. Количество поглощаемого этилена 230 г.
Количество алкилата 1578.
Состав à IKèë,(та, М3с.7.:
Бензол 44,1
Этилбензол 32,15
Диэтилбензол 14,62
Полиэтилбензол 9,13
Тяжелые остатK О, 57. (от (смолистые саек о лич ес тва динения) алкилата)
Выход этилбензола на прореагиронавпп(й этилен 58 мас.7.. Кснверсия этилена 99,RX. В(.(ход :гтилбензола на
1 г алюминия 1604 г (вли на кг катализатора 320 кг этилбензола), Пример 9. Проис сс алкилирования осуществляю. аналогично примеру 1. Годержание СС1 н его составе
8 мас.7. Массовое соотношение хлористого этила к катализатору составляет
0,3:1. Полученнь(й катализаторный комплекс содержит, г: Al снязанный
0,56; C H Сl 0,87; СС1, 0,23, или н мас.7,: Аl снязанный 33,7; С Н Сl
52,4; СС1 9. Повышение содержания
ГС1 в составе тнердого продукта вза( имопействия алюминия с СГ1 резко увеличивает смоли<:"ые гоединсни.—, и а пк плат имеет теми--ко!тичне ныи цвет .
Концентрация ката:н(зa (opa I(;>(акционной зоне О,?2 мас.7, Те.
Состав апкилата, мас .7.:
Бензол 56,.06 1тилбен3o.п ?8, 24
1348326
ДиэтилбенI 0, 00 зол
Полиэтилбен5,70
1,0 (от количества алкилата) ВБ1ИПИ Заказ 5161/23 Тираж 371
Подписное
Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зол
Тяжелые ос татки (смолистые соединения)
Выход этилбензола на прореагировавший этилен 65,7 мас.X. Конверсия этилена 99,9Х. Вьжод этилбенэола на
1 г алюминия 740 r (или íà I кг катализатора 148 кг этилбенэола).
Ч р и м е р 10. Процесс алкилирования осуществляют аналогично примеру 1. Содержание СС1 в составе катализатора 2 мас.X ° Состав катализатора как в примере 6. Массовое соотношение хлористого этила к катализатору О, 5: 1, Полученный комплекс содержит, r: Al связанный О, 97;
С Н Cl 2,6; СС1 0,104, или в мас.X.:
Al 54;СНC1708;СС128.
Концентрация катализатора в реакционной зоне 0,4 мас.X. Температура процесса алкилирования 110 С. Давление этилена О, 5 ИПа. Процесс образования катализаторного комплекса происходит с индукционным периодом (!О мин) и алкилирование бензона этиленом протекает медленно. Продолжительность реакции 60 мин. Количество поглощаемого этилена 168 г. Количество алкилата 1516 г.
Состав алкилата, мас.X:
Бензол 57,93
Этилбензол 31,00
Диэтилбензол 8,07
Полиэтилбензол 3,00
Тяжелые остат- 0,20 (от колики (смолистые чества алкисоединения) лата)
Выход этилбензола на прореагировавший этилен 72 мас.X. Конверсия этилена 99,8Х. Выход этилбензола на
1 r алюминия 446 г (или на 1 кг катализатора 89 кг этилбенэола).
Пример 11. Процесс алкилирования осуществляют аналогично примеру 1. Содержание СС1 в составе ка1 тализатора 3 мас.7. Состав катализатора как в примере 2. Массовое соотношение хлористого этила к катализатору О, 6: 1. Полученный комплекс содержит, г: Al связанный 0,22; С НС1
0 66; СС1 0,033, или в мас.X: Al связанный 24, 2; С Н Cl 72,4; СС1
3,6.
Концентрация катализатора в ре1Р акционной зоне 0,10 мас.X Температура процесса алкилирования 200 С. Дав ление этилена 2,5 МПа. Процесс протекает с очень высокой скоростью и становится невозможным контроль темпера1 5 туры, давления в системе. При этом бурно выделяется водород и повышается степень коррозии металла реактора.
Процесс алкилирования прекращают
2р из-за невозможности контроля температуры и давления °
Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить выход этилбензола на единицу массы катализатора (или металлического алюминия) до
15 раз, сокращает расход катализатора и уменьшает образование смолистых соединений.
ЗРФормулаиз обретения
l. Способ получения этилбензола путем алкилирования бензола этиленом при повышенной температуре в присутЗ5 ствии катализатора на основе металлического алюминия и четыреххлористого углерода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сокращения расхода катализатора и повышения про4р изводительности процесса, в качестве катализатора используют комплекс, полученный из твердого продукта взаимодействия металлического алюминия и четыреххлористого углерода, содер45 жащего 0,5-5 мас.X четыреххлористого углерода, и хлористого этила, взятого в массовом соотношении к твердому продукту 0,3-1:1.
2, Способ по п.l, о т л и ч а ю50 шийся тем, что процесс проводят при 130-180 С.
