Способ получения алкилбензолов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 02 2 68 ГОСУД АРС КЫЙ КОМИТЕТ СССР ович М мен -71 КИЛ ВЕН зола(56) 1. Технологический реглапроизводства сульфонола М 185Сумгаит, ПО "Химпром", 1971.2. Патент США к 333 014,(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЗОЛОВ путем алкилировани ен ЯО 11 5577 А хлорпарафинами при 60-70 С в присутствии каталитического комплекса, на основе хлористого алюминия, образующего из металлического алюминия, хлористого водорода и толуола, с использованием улавливания бензола из абгазов и возвратом его в процесс о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения потерь бензола и количества используемого катализатора, процесс алкилирования ведут при говышенном давлении 1, 1-2,5 атм с последующим улавливанием бензола абсорбцией сначала хлорпарафинамиопри 40-60 С и давлении 1,1-2,5 атм, а затем каталитическим комплексом при 55-65 С.1155577 17 1,05 1,05 1473 5513 236 1261 НСВ 1261 2830 100 2656 100 Итого 2380 84 2070 77,8 1510 5,3 1310 Толуол 640 560 230 200 Бензол 450 10,7 586 22,2. Абгаз в т,ч. НС 1 427 559 17 15 Бензол 2830 1002656 100 Итого 97,5 94,5 0,03 0,06 Режимные показатели о Температура, С Давление, кг/см Материальные потоки, кг/ч/ХПоданоТолуол Абгаз из стадии абсорбции в т,ч, Бензол Получено Раствор комплекса-ка- тализатора в т.ч. Комплекс-катализатор Поглощение бензола, 7. Потери бензола, 7. от исходной подачи на алкилирование 1180 41,6 153 5,4 1497 53 Стадия получения 1050 39 ф 5 133 5,21155577 эолов путем алкилирования бензолаохлорпарафинами при 60-70 С и давлении 1,1-2,5 атм в присутствии каталитического комплекса на основе хлористого алюминия, образованного из металлического алюминия, хлористоговодорода и толуола, с последующимулавливанием бенэола абсорбцией снаочала хлорпарафинами при 40-60 Си давлении 1, 1-2,5 атм, а затем каталитическим комплексом при 55-65 С,Эти условия обеспечивают сокращение потерь бензола (с 261 до 6 кг/ч),снижение расхода катализатора(с 2800 до 11600-2300 кг/ч), причемселективность по моноалкилбензоламсоставляет 98 мас.Б.Необходимость проведения алкилирования при давлении до 2,5 атм обусловлена последующими условиями стадии абсорбции хлорпарафинами, прикоторых уменьшается. унос бензолаиз реактора и увеличивается степеньпоглощения.При одних и тек же исходных количествах бензола и хлорпарафиновв процессе алкилирования в предлагаемом способе выделяется меньше непрореагировавшего бензола, чем в известном при тех же температуре и давлении, т.е, 20623 кг/ч против20848 кг/ч, Это свидетельствует обольшей степени превращения бензолав процессе,Кроме того, использование хлорпарафинов не вносит никаких дополнительных примесей в процесс алкилирования, что положительно сказывается наведении процесса. Кроме того, несмотря на увеличенный расход бензола (1644 кг/ч конден сата бензола и 24000 кг/ч прямой ф подачи свежего бензола) выход целевого продукта не увеличивается, а несколько снижается.Цельк изобретения является снижение потерь бензола и сокращение расхода катализатора.Поставленная цель достигается согласно способу нонучения алкилбенИзобретение относится к усовершенгствованному способу получения аякилбенэолов, которые используют для получения поверхностно-активных веществ(сульфонола). 5Известен способ получения алкилбензолов путем алкилирования бенэолахлорпарафинами, например керосином,Опри 45-50 С и атмосферном давлениив присутствии комплексного катализа Отора на основе АГАСИ и алкилбензола,например толуола, получаемого из металлического алюминия, хлористоговодорода и толуола, с последующейабсорбцией бензола конденсацией егосодержащих абгазов и дальнейшим промыванием конденсата водой. Последнийне возвращают на стадию алкилированияиз-эа того, что следы влаги разлагаюткатализатор 120Однако в этом случае значительныпотери бензола (до 260 кг/ч) из-затого, что нет возврата бензола в процесс, и поэтому предусматриваютсявысокие расходы бензола на стадии ал-ркилнрования,Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ получения алкилбензолов прио20-80 С и атмосферном давлении. Процесс ведут алкилированием бензолахлорпарафинами в присутствии катализатора на основе хлористого алюминия,получаемого из металлического алюминия, хлористого водорода и алкилбен 35зола (толуола), Образующиеся послеалкилирования абгазы, содержащиебензол, подвергают абсорбции путемконденсации и полученный конденсатпосле промывания водой возвращаютна стадию алкилирования 2 . Однакои в этом случае также наблюдаютсявысокие потери бензола (до 247 кг/ч),а воэможность попадания влаги с конденсатом бензола предусматривает не-.обходимость увеличения количествакатализатора. Проводимое двухступенчатое алкилирование является более предпочтительным перед одноступенчатым, т.е. только полной абсорбцией хлорпарафинами, в которых бензол полностью растворяется 31 . ,Полное абсорбирование бензола следоовало бы вести при 20-25 С, но это вызвало бы дополнительные технологические трудности: охлаждение до комнатной температуры и последующее нагревание для использорчния в стадииоалкилирования до 60-70 С, что энергетически не выгодно. Вторая ступень абсорбции с помощьюкаталитического комплекса на основехлористого алюминия также проводитсяв интервале близких температур 5565 С, т,е. температур получения каталитического комплекса.Получение комплекса ведут иэ металлического алюминия, хлористого водорода и толуола, в результате. 5 образуется двухфазная система, в которой. верхний слой - толуол, а нижний - комплекс, содержащий вначале 51 мас.А 1 С 1 а затем по мере насыщения толуолом и бензолом - 32 мас, . 1 О АВОСЮ , который и подается на стадию алкилирования.Для предотвращения попадания толуола на стадию алкилирования необходимо поддерживать постоянный уро вень комплекса в реакторе.Возможный механизм улавливания бензола может быть следующий: бензол из абгазов растворяется в толуоле, который частично переходит в комплекС 20 (поэтому снижается содержание АЯ СВ с 51 до 32 мас. ). Комплекс включает бензол, поскольку при разложении его водой в органической фазе в значительных количествах содержится 25 бенэол.Как показано в сравнительных данных (см. табл. 2 н 3), за пределами указанных температур абсорбции наоУ пример ниже 40 С, происходит сниже. - ЗО ние температур алкилирования и повышается расход катализатора, а вышео60 С - уменьшается степень улавливания бензола и возрастают его потери В 1 О раз на стадии поглощения его комплексом-катализатором.Кроме того, прн абсорбции комплексом остаточного бензола происходит переалкилирование, т.е. перераспре" деление алкильных радикалов из дии триалкилбензолов, образующихся в процессе, в моноалкилбензол, что приводит к повышенному содержанию его в алкилате.Схема осуществления способа пред 45 ставлена на чертеже.В алкилатор 1 по линии 2 подают бензол, по линии 3 хлорпарафины, по линии 4 комплекс-катализатор А 1 И .Сверху колонны отводят по линии 5 5 О алкилат на отстой от катализатора. Газообразные продукты (абгазы, содержащие НИ и бензол) поступают по линии 6 в абсорбер 7, орошаемый сверху по линии 8 хлорпарафинами, Поглощен ный бензол возвращают в стадию алкилирования, а остаточный бензол и хлористый водород направляют на вто рую стадию по линии 9 поглощения комплексом-катализатором в абсорбере 10, который является реактором получения комплексного АССР из металлического алюминия, толуола, подаваемого по линии 11, и хлористого водорода, поступающего с абгазами.Комплекс-катализатор вместе с поглощенным бензолом возвращают на стадию алкилирования. Остаточные абгазы по линии 12 направляют на промывку водой (поглощение НСВ).П р и м е р. В низ прямоточного секционного алккпатора непрерывно подают бензол в количестве 24000 кг/ч, хлоркеросин в количестве 21144 кг/ч и раствор комплексного катализатора в количестве 2380 кг/ч. При определенной температуре и давлении происходит алкилирование с выделением эквимолекулярного количества хлористого водорода. Алкилат отводят на отстой; Образовавшиеся абгаэы - бензол и НСВ направляют на абсорбцию хлоралканами и далее каталитическим комплексом.В реактор получения комплекса А 1 С 1 непрерывно или периодически загружают 153 кг/ч проволоки алюминия, 1180,кг(ч толуола, а со стадии апкилирования непрерывно поступают абгазы, содержащие НС и бензол в количестве 1497 кг/ч.В табл. 1-3 показаны условия процесса и материальные балансы по продуктам как исходным, так и конечным.Исходя из сравнительных данных видно, что в стадии алкилирования (табл. 1) по условиям предлагаемого способа достигается значительное сокращение потерь бензола и снижение расхода каталитического комплекса.В стадии абсорбции хлорпарафинами (табл. 2) при разных температурах и давлении меняется степень поглощения бенэола. Снижение температуры ниже 40 С приводит к снижению температуры алкилирования и увеличению расхода катализатора а при повыше 1нии температуры выше 60 С уменьшается степень поглощения бензола и впоследствии на Стадии доабсорбции комплексом увеличиваются потери бенэола в 10 раэ.Из табл. 3 видно, что.потери бензола в режимах по предлагаемому способу составляют 0,03-0,15% или 6- 31 кг/ч,а по известному - 261 кг(ч.1155577 бТаким образом, предлагаемый способ ческие показатели вследствие сниаеобеспечивает хорошие технико-зкономи- .ния потерь бензола и сокращения рас Стадия Режимные показатели Температура, С 66 60 Давление, кг/см 2,5 44,3 21948 45,8 22039 46,1 7520 Керосин (н-парафины) 11980 25,2 Поглощенный бензол.1644 Бензол 24000 50,4 24000 50,2 Раствор комплексакатализатора 2380 5,3 2070 4,3 1640 3,7 1510 3,4 1310 1040 2,35 в т.ч. Комплекс в т.ч, А 1 С 1 762 1,7 660 1,36 1,19 540 1,20 470 0,97 Толуол 0,84 371 180 0,37 143 0,32 120 0,27 0,41 Бензол 200 Толуол 1,16 480 О, 11 47524 100 48018 100 Итого 47679 100 Получено 44383 93,3 44097 91,8 43718 91,7 Алкилат в т.ч. Керосин (н-парафин)1155577 алкилбензолов, являющихся сырьемдля получения сульфонола. хода катализатора, что является важныи при многотоннажном производстве Таблица алкилирования Опыт 6 Известныр 11 Известный 60 72 50 1,05 2 0 1,05 21149 44) 3 7520 15,8 26)78 5 5 мФ+ 24000 52,311155. 77 10 Режимные показатели Растворотраб. комплекса 1856 Зь 9 2670 5,6 2320 4,9 1 ЗЯ 120 в т.ч. Алкилбензол Бензол 230 200 120 3141 Ь3921 8 2 Абгазы 3951 в т.ч,Бензол 1880 4 е 0 2660 5 ф 6 1261 217 261 26 2690 5,7 1261 2,6 Абгазы после конденсации в т.ч,Бензол 47524 100 Итого 483180 100 47679 100 Хлоркеросин (хлорпарафин) - продукт, полученный после хлорированиядихлоралканов и 68 мас.7 непрореагировавшего керосина (н-парафина),т.е, фракция С -С н-парафинов,Состав алкилбензола: 98 мас.% моноалкилбензола и 2 мас.Е диалкилАлкилат содержит также непрореагировавший хлоралкан в количестве. Подача бензола слагается из конденсата.(1644 кг/ч) и прямой подачи, Содержание связанного хлора 7 мас.З, где К, в , 10-14 атомов, углерода,бензолов.400 кг/ч.24000 кг/ч,1557 3,33 3248 7,1 2670 5,8 2710 5,6 1261 2, 9 1307 2,84 1235 2,7к13 1155577 Стадия 50 40 19500 84 3921 16 в т.ч.Бензол 1880 2660 1261 1261 НС 6 23421 100 12641, 100 Итого 21948 94 21144 93 2448 1644 в т ч бензол Абгазы 1473 6 1497 7 в т.ч.Бензол 236 216 НС 1: 1261 1261 22641 100 23421 100 Итого 92 88 7,4 10,2 Режимные показатели оТемпература, СДавление, кг/смИатериальные потоки, кг/ч /Х 1 ПоданоХлоркеросин (хлорпарафин) Абгазы из алкилатора Получено Хлоркеросин (хлорпарафин)