Способ получения изопропилбензола трансалкилированием диизопропилбензолов с бензолом
Владельцы патента RU 2779556:
Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") (RU)
Изобретение относится к способу получения изопропилбензола трансалкилированием диизопропилбензолов с бензолом. Способ включает проведение процесса трансалкилирования в однополочном контактном трансалкилаторе с адиабатическим слоем цеолитсодержащего катализатора, последующую ректификацию продуктов реакции трансалкилирования и выделение рециклового бензола, изопропилбензола, диизопропилбензолов и тяжелых полиалкилбензолов. Способ характеризуется тем, что процесс трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом проводят при температуре 190÷230°С, давлении 2,0÷3,0 МПа, мольном отношении бензол/диизопропилбензолы 2:1÷6:1, объемной скорости подачи сырья 1÷5 ч-1, объемной скорости по диизопропилбензолам 0,3÷1,3 ч-1 в присутствии гетерогенного цеолитсодержащего катализатора, содержащего, мас.%: оксид церия 0,4-0,6, цеолит USY в NH3-форме с мольным отношением SiO2/Al2O3 = 11 49,7-49,8, связующее γ-Al2O3 - остальное. Изобретение обеспечивает повышение каталитической активности катализатора, что позволяет получать целевой продукт - изопропилбензол с конверсией диизопропилбензолов более 83%, выходом более 80 мас.%, производительностью до 1,3 г ИПБ/(гкат⋅ч). 1 ил., 1 табл., 7 пр.
Изобретение относится к нефтехимии, конкретно к способу получения изопропилбензола путем трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом.
Изопропилбензол является одним из основных товарных продуктов нефтехимии, который используется в качестве сырья для производства фенола, ацетона и α-метилстирола.
Технология получения изопропилбензола включает стадии алкилирования бензола пропиленом и трансалкилирования образовавшихся полиалкилбензолов (ПАБ), диизопропилбензолов (ДИПБ) с бензолом с образованием целевого продукта -изопропилбензола (ИПБ). В процессе синтеза ИПБ, несмотря на высокие селективности катализаторов, неизбежно образование полиалкилбензолов (ПАБ) на стадии алкилирования. Поток ПАБ в основном содержит ДИПБ и небольшие количества полизамещенных бензолов.
С целью увеличения общей селективности процесса синтеза ИПБ по целевому продукту, необходима стадия трансалкилирования ПАБ с бензолом для перераспределения алкильных групп с получением дополнительного количества ИПБ.
Наиболее перспективны для реакции трансалкилирования гетерогенные цеолитные катализаторы, которые отличаются высокой активностью в отношении образования целевого продукта и экологичностью, а также регенерируемостью и большим сроком службы.
Для реакций бимолекулярного трансалкилирования производных бензола необходимы достаточно просторные полости внутри цеолитов для размещения объемных переходных состояний, поэтому наиболее перспективными для использования в качестве катализаторов трансалкилирования являются крупнопористые цеолиты, такие, как например, USY (FAU). Катализаторы на основе данного структурного типа цеолита являются высокоселективными в плане получения целевого продукта - изопропилбензола.
Известен способ получения изопропилбензола в процессе трансалкилирования ДИПБ, включающий стадию контактирования бензола с ДИПБ в жидкофазных условиях в присутствии бета-цеолитного катализатора, содержащего фосфор в диапазоне от 0,01 до 0,5 масс. %, в присутствии указанного катализатора при температуре 180°С, давлении 2,17 МПа, объемной скорости 72 ч-1, конверсия ДИПБ составляла 53,9%. US 7951986 В2, опубл. 31.05.2011.
Недостатком данного способа трансалкилирования является использование коррозионно-активного гидрофосфата аммония, что приводит к быстрому износу оборудования.
Известен способ трансалкилирования с получением изопропилбензола в присутствии модифицированного катализатора LZ-210 на основе цеолита Y, который подвергали ионному обмену с аммонием с последующей обработкой фторсиликатом аммония, затем полученный модифицированный цеолит Y (LZ-210) обрабатывали 100% паром при 600°С в течение 1 ч с последующим трехкратным ионообменом с нитратом аммония. Процесс трансалкилирования проводили при давлении 34,47 бар, соотношении Б/ДИПБ, равным 3,6, массовой объемной скорости по ДИПБ 0,8 ч-1. Конверсия ДИПБ составляла 38% при 120°С, 65% при 135°С, 80% при 150°С. US 7700511, опубл. 20.04.2010.
Недостатком данного способа трансалкилирования является сложная и трудно масштабируемая для промышленного производства процедура приготовления катализатора трансалкилирования.
Известен способ трансалкилирования бензола полиалкилбензолами на цеолитсодержащем катализаторе с получением этилбензола или изопропилбензола, согласно которому в качестве полиалкилбензолов используют диэтилбензолы или диизопропилбензолы. Процесс проводят в секционированном реакторе, причем подачу основного потока бензола осуществляют на первую по ходу сырья секцию реактора при соотношении бензол: диэтилбензолы на первой по ходу сырья секции реактора 9:1, или 10,5:1, или 15:1, или 16,5:1, или 18:1 или соотношении бензол: диизопропилбензолы на первой по ходу сырья секции реактора 7,2:1 или 9,6:1, подачу полиалкилбензолов - на каждую секцию реактора, содержащую слой цеолитного катализатора, в качестве которого используют цеолит типа бета или Y, или морденит, или МСМ-22. Общее массовое соотношение бензол: полиалкилбензолы в реакторе составило 1:1-6:1 - на каждую секцию реактора, содержащую слой цеолитного катализатора, кроме первой по ходу. В качестве катализатора используют цеолит βета или Y, или морденит, или МСМ-22. Использование настоящего изобретения позволяет увеличить время жизни катализатора, конверсию полиалкилбензола и селективность по целевому продукту. RU 2487858 С2, опубл. 20.07.2013.
К недостаткам способа можно отнести сложность организации процесса трансалкилирования и использование изначально высоких температур процесса (более 220°С), приводящих к высокому образованию побочного н-пропилбензола и этилбензола.
Наиболее близким к настоящему изобретению является способ трансалкилирования полиалкилированных ароматических углеводородов с использованием катализатора, содержащего цеолит Y (CBV 712, Zeolyst, порошок) и неорганическое связующее (псевдобемит Versal V250, Laroche, порошок), имеющего экстра-цеолитную пористость, выше или равную 0,7 см3/г для части пор, у которых по меньшей мере 30% имеют диаметр более 100 нанометров. Процесс трансалкилирования проводили в однополочном контактном аппарате с адиабатическим слоем цеолитсодержащего катализатора при температуре 210°С, давлении 50 бар, массовой скорости подачи сырья (WHSV) = 4 ч-1 (объемной скорости LHSV = 1,63 ч-1), соотношении бензол/ДИПБ = 20:1 (мол.) с последующей ректификацией продуктов реакции трансалкилирования и выделением изопропилбензола, диизопропилбензолов и тяжелых полиалкилбензолов. Время пребывания ДИПБ в реакционной зоне составило 382 мин, объемная скорость по ДИПБ = 0,15 ч-1. Выход целевого продукта составил 71,1% (мол.). US 8658553 В2, 25.02.2014.
Недостатком данного способа трансалкилирования является высокое соотношение бензол/ДИПБ, что предполагает повышенную нагрузку на бензольную колонну и насосное оборудование, приводящую к увеличению эксплуатационных затрат, а также низкая объемная скорость по ДИПБ, приводящая к увеличению капитальных затрат.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения изопропилбензола трансалкированием диизопропилбензолов с бензолом с использованием гетерогенного цеолитсодержащего катализатора, дополнительно содержащего оксид церия, повышение активности катализатора и производительности процесса.
Технический результат, достигаемый от реализации изобретения, заключается в повышении каталитической активности катализатора, что позволяет получать целевой продукт - изопропилбензол с конверсией диизопропилбензолов более 83%, выходом более 80 масс. %, производительностью до 1,3 г ИПБ/(гкат⋅ч).
Технический результат достигается тем, что в способе получения изопропилбензола трансалкилированием диизопропилбензолов с бензолом, включающем проведение процесса трансалкилирования в однополочном контактном аппарате с адиабатическим слоем цеолитсодержащего катализатора, последующую ректификацию продуктов реакции трансалкилирования, выделение рециклового бензола изопропилбензола, диизопропилбензолов и тяжелых полиалкилбензолов, согласно изобретению, процесс трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом проводят при температуре 190÷230°С, давлении 2,0÷3,0 МПа, мольном отношении бензол/диизопропилбензолы 2:1÷6:1, объемной скорости подачи сырья 1÷5 ч-1, объемной скорости по диизопропилбензолам 0,3÷1,3 ч-1 в присутствии гетерогенного цеолитсодержащего катализатора, содержащего, масс. %:
| оксид церия | 0,4-0,6 |
| цеолит USY в NНз-форме с мольным отношением | |
| SiO2/Al2O3=11 | 49,7-49,8 |
| связующее γ-Al2O3, представляющее собой смесь | |
| 15 масс. % гидроксида алюминия марки Pural SB и | |
| 35 масс. % гидроксида алюминия марки Disperal HP 14 | остальное |
Применение предложенного процесса трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом обеспечивает высокую каталитическую активность используемого катализатора, выражаемую в величине конверсии ДИПБ и выходе изопропилбензола.
Катализатор трансалкилирования получают следующим образом:
Готовят связующее смешиванием 15 масс. % бемита Pural SB и 35 масс. % Disperal HP 14, к смеси добавляют порошкобразный цеолит USY в NH3-форме с мольным отношением SiO2/Al2O3 = 11, пептизируют полученную массу раствором азотной кислоты с добавлением триэтиленгликоля, порциями добавляют дистиллированную воду до получения однородной пасты. Приготовленную пасту экструдируют, провяливают в течение 10-12 ч, сушат при температурах 60°С, 80°С и 110°С в течение 2 ч при каждой температуре и прокаливают при температуре 550°С в течение 4 ч. Затем на полученный гранулированный цеолит методом влажной пропитки с избытком раствора наносят оксид церия из водного раствора нитрата церия, перемешивают при комнатной температуре в течение 2-3 ч, сливают отработанный раствор, сушат при температуре 110-120°С в течение 2-3 ч и прокаливают при температуре 550°С в течение 3 ч.
Способ иллюстрируется технологической схемой получения изопропилбензола, проведением процесса трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом, включающей трансалкилатор с адиабатическим слоем цеолитсодержащего катализатора и ректификационные колонны для выделения бензола, изопропилбензола, ДИПБ и тяжелых ПАБ (см. чертеж).
Технологическая схема включает трансалкилатор (1), адсорберы для очистки бензола от каталитических ядов (3) и (4) и блок ректификации: ректификационные колонны для отделения бензола (5), изопропилбензола (9), ДИПБ и тяжелых ПАБ (11).
Готовят смесь рециклового бензола из ректификационой колонны (5) и потока ДИПБ из отделения ректификации, для равномерного смешения двух потоков предусмотрен статический смеситель (14). Полученная смесь насосом (13) подается в подогреватель (2) и затем в трансалкилатор (1). Свежий бензол поступает в адсорбер с глиной А-4М (3) и адсорбер с цеолитом NaX (4) в ректификационную колонну (5) для удаления каталитических ядов. В ректификационную колонну (5) также подается алкилат со стадии алкилирования бензола пропиленом (на чертеже не показано).
Трансалкилатор (1) представляет собой однополочный контактный аппарат с адиабатическим слоем цеолитсодержащего катализатора. Поток реагентов в реакторе движется сверху вниз. Параметры работы трансалкилатора (1) выбирают, исходя из требуемой степени конверсии ПАБ. Реакционный поток из трансалкилатора (1) далее направляется в ректификационную колонну (5). Образовавшиеся полиалкилбензолы (ПАБ) выделяются в отделении ректификации.
Отделение ректификации состоит из трех колонн: атмосферной ректификационной колонны выделения бензола (5) и вакуумных ректификационных колонн выделения ИПБ (9) и выделения ДИПБ (11).
Куб ректификационной колонны (5) насосом (8) направляется на выделение ИПБ, ДИПБ и тяжелой фракции ПАБ (полиалкилбензольной смолы). Газы отдувки отводятся из сепаратора (6), флегма возвращается в колонну (5) насосом (7). Товарный ИПБ отводится сверху ректификационной колонны (9). Куб ректификационной колонны (9) насосом (10) направляется в ректификационную колонну (11) на выделение фракции ДИПБ. Фракция ДИПБ отводится сверху ректификационной колонны (11). ДИПБ смешивается с рецикловым бензолом и направляется в трансалкилатор (1). Снизу ректификационной колонны (11) насосом (12) отводится побочная фракция смолы (ПАБ).
Реализация данного процесса трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом для получения изопропилбензолов позволяет достичь высоких показателей процесса (конверсия ДИПБ > 83%, выход ИПБ > 80 масс. %).
Данное изобретение иллюстрируют следующие примеры конкретного выполнения.
Пример 1
В трансалкилатор (1) загружают 200 см3 катализатора, содержащего, масс. %: 0,5 CeO2, 50 цеолит USY(11) и связующее γ-Al2O3 остальное. Катализатор готовят следующим способом.
Предварительно готовят связующее смешиванием в смесительной машине 3 г бемита Pural SB и 7 г бемита Disperal HP 14, к смеси добавляют 10 г порошка цеолита USY в NH3-форме (11), затем к полученной массе добавляют 5 масс. %-ный раствор азотной кислоты для пептизации, состоящий из HNO3 (65 масс. %) (0,2 мл) и дистиллированной воды (3,44 мл), и 0,2 мл пластификатора триэтиленгликоля (из расчета 0,01 мл/1 г сухой смеси), после чего добавляют порциями 10 мл дистиллированной воды и тщательно перемешивают до получения однородной массы.
Для формования экструдатов пасту, полученную на стадии приготовления замеса, экструдируют на поршневом экструдере через фильеру диаметром 2 мм. После этого экструдаты провяливают на воздухе в течение 10 ч. Экструдаты помещают в сушильный шкаф. Режим высушивания в сушильном шкафу ступенчатый: 60°С - 2 ч, 80°С - 2 ч, 110°С - 2 ч. После сушки экструдаты помещают в муфельную печь и проводят прокаливание следующим образом:
нагрев до температуры 550°С - 3 ч;
выдержка при температуре 550°С - 4 ч.
Внесение оксида церия (из расчета 0,5 масс. % CeO2 в готовом катализаторе) проводят методом влажной пропитки гранул цеолита водным раствором нитрата церия Се(NO3)3⋅6Н2О с избытком раствора.
Водный раствор нитрата церия готовят следующим образом: 0,2535 г нитрата церия (в пересчете на CeO2 это количество составляет 0,5 масс. % от массы катализатора) растворяют в 45 мл дистиллированной воды. Массу периодически перемешивают при комнатной температуре и оставляют на воздухе на 2,5 ч, после чего сливают отработанный раствор, катализатор сушат при температуре 120°С в течение 2,5 ч и прокаливают в муфельной печи при температуре 550°С в течение 5 ч с целью удаления воды, разложения нитрата церия и формирования на поверхности катализатора стабильных оксидных фаз.
В трансалкилатор (1) подается смесь рециклового бензола из ректификационой колонны (5) и потока ДИПБ из отделения ректификации через статический смеситель (14) в мольном отношении 2:1. Полученная смесь насосом (13) подается в подогреватель (2), где подогревается до температуры 190°С и затем в трансалкилатор (1). Процесс трансалкилирования проводят при давлении 2,0 МПа и объемной скорости по сырью 1 ч-1 (объемная скорость по ДИПБ составляет 0,5 ч-1). Свежий бензол поступает в адсорбер с глиной А-4М (3) и адсорбер с цеолитом NaX (4) для удаления каталитических ядов и затем в ректификационную колонну (5). В ректификационную колонну (5) также подается алкилат со стадии алкилирования бензола пропиленом (на чертеже не показано). Реакционный поток из трансалкилатора (1) далее направляется в ректификационную колонну (5). Куб ректификационной колонны (5) насосом (8) направляется на выделение ИПБ, ДИПБ и тяжелой фракции ПАБ (полиалкилбензольной смолы). Газы отдувки отводятся из сепаратора (6), флегма возвращается в колонну (5) насосом (7). Товарный ИПБ отводится сверху ректификационной колонны (9). Куб ректификационной колонны (9) насосом (10) направляется в ректификационную колонну (11) на выделение фракции ДИПБ. Фракция ДИПБ отводится сверху ректификационной колонны (11). ДИПБ смешивается с рецикловым бензолом и направляется в трансалкилатор (1). Снизу ректификационной колонны (11) насосом (12) отводится побочная фракция смолы (ПАБ).
Конверсия ДИПБ достигает 69,8%, выход ИПБ составляет 58,0 масс. %, производительность 1,3 г ИПБ/(1 гкат⋅ч).
Пример 2
В трансалкилатор (1) загружают 200 см3 катализатора, содержащего, масс. %: 0,4 CeO2, 50 цеолит USY(11) и связующее γ-Al2O3 - остальное.
Гранулы цеолита готовят, как в Примере 1.
Внесение оксида церия (из расчета 0,4 масс. % CeO2 в готовом катализаторе) проводят методом влажной пропитки гранул цеолита водным раствором нитрата церия Се(NO3)3⋅6H2O с избытком раствора.
Водный раствор нитрата церия готовят следующим образом: 0,2026 г нитрата церия (в пересчете на CeO2 это количество составляет 0,4 масс. % от массы катализатора) растворяют в 35 мл дистиллированной воды. Массу периодически перемешивают при комнатной температуре и оставляют на 2 ч, после чего сливают отработанный раствор. Катализатор сушат при температуре 110°С в течение 2 ч и прокаливают в муфельной печи при температуре 550°С в течение 3 ч с целью удаления воды, разложения нитрата церия и формирования на поверхности катализатора стабильных оксидных фаз.
В трансалкилатор (1) подается смесь рециклового бензола из ректификационой колонны (5) и потока ДИПБ из отделения ректификации через статический смеситель (14) в мольном отношении 6:1. Полученная смесь насосом (13) подается в подогреватель (2), где подогревается до температуры 230°С и затем в трансалкилатор (1). Процесс трансалкилирования проводят при давлении 3,0 МПа и объемной скорости по сырью 5 ч-1 (объемная скорость по ДИПБ составляет 1,3 ч-1). Свежий бензол поступает в адсорбер с глиной А-4М (3) и адсорбер с цеолитом NaX (4) для удаления каталитических ядов и затем в ректификационную колонну (5). В ректификационную колонну (5) также подается алкилат со стадии алкилирования бензола пропиленом (на чертеже не показано). Реакционный поток из трансалкилатора (1) далее направляется в ректификационную колонну (5). Куб ректификационной колонны (5) насосом (8) направляется на выделение ИПБ, ДИПБ и тяжелой фракции ПАБ (полиалкилбензольной смолы). Газы отдувки отводятся из сепаратора (6), флегма возвращается в колонну (5) насосом (7). Товарный ИПБ отводится сверху ректификационной колонны (9). Куб ректификационной колонны (9) насосом (10) направляется в ректификационную колонну (11) на выделение фракции ДИПБ. Фракция ДИПБ отводится сверху ректификационной колонны (11). ДИПБ смешивается с рецикловым бензолом и направляется в трансалкилатор (1). Снизу ректификационной колонны (11) насосом (12) отводится побочная фракция смолы (ПАБ).
Конверсия ДИПБ достигает 56,2%, выход ИПБ составляет 51,0 масс. %, производительность 1,18 Г ИПБ/(1 гкат⋅ч).
Пример 3
В трансалкилатор (1) загружают 200 см3 катализатора, содержащего, масс. %: 0,6 CeO2, 50 цеолит USY(11) и связующее γ-Al2O3 - остальное. Гранулы цеолита готовят, как в Примере 1.
Внесение оксида церия (из расчета 0,6 масс. % CeO2 в готовом катализаторе) проводят методом влажной пропитки гранулированного прокаленного цеолита водным раствором нитрата церия Се(NO3)3⋅6H2O с избытком раствора.
Водный раствор нитрата церия готовят следующим образом: 0,3045 г нитрата церия (в пересчете на CeO2 это количество составляет 0,6 масс. % от массы катализатора) растворяют в 55 мл дистиллированной воды. Массу периодически перемешивают при комнатной температуре и оставляют на воздухе на 3 ч, после чего сливают отработанный раствор. Катализатор сушат при температуре 120°С в течение 3 ч и прокаливают в муфельной печи при температуре 550°С в течение 3 ч с целью удаления воды, разложения нитрата церия и формирования на поверхности катализатора стабильных оксидных фаз.
Синтез проводят, как в Примере 2, за исключением того, что процесс трансалкилирования проводят при объемной скорости подачи сырья 1 ч-1 (объемная скорость по ДИПБ составляет 0,3 ч-1). Конверсия ДИПБ достигает 83,3%, выход ИПБ составляет 82,0 масс. %, производительность 0,5 г ИПБ/(1 гкат⋅ч).
Пример 4
Гранулированный цеолит готовят, как в Примере 1.
Катализатор готовят, как в Примере 2.
В трансалкилатор (1) подается смесь рециклового бензола из ректификационой колонны (5) и потока ДИПБ из отделения ректификации через статический смеситель (14) в мольном отношении 4:1. Полученная смесь насосом (13) подается в подогреватель (2), где подогревается до температуры 230°С и затем в трансалкилатор (1). Процесс трансалкилирования проводят при давлении 3,0 МПа и объемной скорости по сырью 3 ч-1 (объемная скорость по ДИПБ составляет 1,0 ч-1). Свежий бензол поступает в адсорбер с глиной А-4М (3) и адсорбер с цеолитом NaX (4) для удаления каталитических ядов и затем в ректификационную колонну (5). В ректификационную колонну (5) также подается алкилат со стадии алкилирования бензола пропиленом (на чертеже не показано). Реакционный поток из трансалкилатора (1) далее направляется в ректификационную колонну (5). Куб ректификационной колонны (5) насосом (8) направляется на выделение ИПБ, ДИПБ и тяжелой фракции ПАБ (полиалкилбензольной смолы). Газы отдувки отводятся из сепаратора (6), флегма возвращается в колонну (5) насосом (7). Товарный ИПБ отводится сверху ректификационной колонны (9). Куб ректификационной колонны (9) насосом (10) направляется в ректификационную колонну (11) на выделение фракции ДИПБ. Фракция ДИПБ отводится сверху ректификационной колонны (11). ДИПБ смешивается с рецикловым бензолом и направляется в трансалкилатор (1). Снизу ректификационной колонны (11) насосом (12) отводится побочная фракция смолы (ПАБ).
Конверсия ДИПБ достигает 62,5%, выход ИПБ составляет 55,6 масс. %, производительность 1,1 г ИПБ/(1 гкат⋅ч).
Пример 5
Гранулированный цеолит готовят, как в Примере 1.
Катализатор готовят, как в Примере 1.
Синтез, как в Примере 4, за исключением того, что процесс трансалкилирования проводят при давлении 2,0 МПа.
Конверсия ДИПБ достигает 61,2%, выход ИПБ составляет 54,2 масс. %, производительность 1,0 Г ИПБ/(1 гкат⋅ч).
Пример 6
Гранулированный цеолит готовят, как в Примере 1.
Катализатор готовят, как в Примере 3.
В трансалкилатор (1) подается смесь рециклового бензола из ректификационой колонны (5) и потока ДИПБ из отделения ректификации через статический смеситель (14) в мольном отношении 5:1. Полученная смесь насосом (13) подается в подогреватель (2), где подогревается до температуры 210°С и затем в трансалкилатор (1). Процесс трансалкилирования проводят при давлении 2,5 МПа и объемной скорости по сырью 2 ч-1 (объемная скорость по ДИПБ составляет 0,6 ч-1). Свежий бензол поступает в адсорбер с глиной А-4М (3) и адсорбер с цеолитом NaX (4) для удаления каталитических ядов и затем в ректификационную колонну (5). В ректификационную колонну (5) также подается алкилат со стадии алкилирования бензола пропиленом (на чертеже не показано). Реакционный поток из трансалкилатора (1) далее направляется в ректификационную колонну (5). Куб ректификационной колонны (5) насосом (8) направляется на выделение ИПБ, ДИПБ и тяжелой фракции ПАБ (полиалкилбензольной смолы). Газы отдувки отводятся из сепаратора (6), флегма возвращается в колонну (5) насосом (7). Товарный ИПБ отводится сверху ректификационной колонны (9). Куб ректификационной колонны (9) насосом (10) направляется в ректификационную колонну (11) на выделение фракции ДИПБ. Фракция ДИПБ отводится сверху ректификационной колонны (11). ДИПБ смешивается с рецикловым бензолом и направляется в трансалкилатор (1). Снизу ректификационной колонны (11) насосом (12) отводится побочная фракция смолы (ПАБ).
Конверсия ДИПБ достигает 64,5%, выход ИПБ составляет 56,3 масс. %, производительность 1,2 г ИПБ/(1 гкат⋅ч).
Пример 7 (по прототипу)
Каталитический тест проводят в реакции трансалкилирования бензола полиэтилбензолами. В корзину реактора объемом 250 см3, используемого для проведения реакции трансалкилирования полиэтилбензолов с бензолом, загружается катализатор состава 50% USY (11)+50%γ-Al2O3, который имеет экстра-цеолитную пористость выше или равную 0,7 см3/г для части пор, у которых по меньшей мере 30% имеют диаметр более 100 нанометров. Для приготовления катализатора используется цеолит Y (CBV 712, Zeolyst, порошок) и псевдобемит Versal V250 (Laroche, порошок).
Реактор снабжен лопастным импеллером, вращаемым магнитным шарниром. Реактор оборудован системой регулирования температуры и давления.
Исходная смесь, содержащая бензол и полиэтилбензолы, перед входом в реактор проходит через колонку с оксидом алюминия для осушки до уровня ниже 50 ppmw (м.м.д.) воды и непрерывно подается в реактор. Испытание проводят при следующих условиях: температура реакции 210°С, давление реакции 50 бар, массовая скорость подачи сырья (WHSV)=4 ч-1, молярное соотношение бензол/ПЭБ = 20. Выходящий из реактора поток собирают в емкость и анализируют с помощью газовой хроматографии на приборе HP 5890 Series 2, оборудованном капиллярной колонкой с неподвижной фазой Carbovax 20М и детектором пламенно-ионизационного типа (FID).
Результаты проведенных экспериментов в соответствии с примерами 1-7, приведены в таблице.
Как видно из таблицы, проведение процесса трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом при мольном отношении бензол/ДИПБ от 2:1 до 6:1, температуре от 190°С до 230°С, объемной скорости по смеси от 1 до 5 ч-1 (объемной скорости по ДИПБ от 0,3 до 1,3 ч-1) в присутствии гетерогенного катализатора, содержащего оксид церия, цеолит USY в NH3-форме с мольным отношением SiO2/Al2O3=11 со связующим γ-Al2O3, представляющим собой смесь 15 масс. % гидроксида алюминия марки Pural SB и 35 масс. % гидроксида алюминия марки Disperal HP 14, ректификации для отделения бензола, изопропилбензола, ДИПБ и тяжелых ПАБ, позволяет получать целевой продукт - изопропилбензол с высокими значениями конверсии ДИПБ (до 83,3%), выхода изопропилбензола (до 82 масс. %) и производительности (до 1,3 г ИПБ/(гкат⋅ч)).
Полученный по данному способу изопропилбензол используется в качестве сырья для производства фенола, ацетона и α-метилстирола. г ИПБ/(гкат⋅ч)
Способ получения изопропилбензола трансалкилированием диизопропилбензолов с бензолом, включающий проведение процесса трансалкилирования в однополочном контактном трансалкилаторе с адиабатическим слоем цеолитсодержащего катализатора, последующую ректификацию продуктов реакции трансалкилирования и выделение рециклового бензола, изопропилбензола, диизопропилбензолов и тяжелых полиалкилбензолов, отличающийся тем, что процесс трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом проводят при температуре 190÷230°С, давлении 2,0÷3,0 МПа, мольном отношении бензол/диизопропилбензолы 2:1÷6:1, объемной скорости подачи сырья 1÷5 ч-1, объемной скорости по диизопропилбензолам 0,3÷1,3 ч-1 в присутствии гетерогенного цеолитсодержащего катализатора, содержащего, мас.%:
| оксид церия | 0,4-0,6 |
| цеолит USY в NH3-форме с мольным | |
| отношением SiO2/Al2O3 = 11 | 49,7-49,8 |
| связующее γ-Al2O3 | остальное |
