403154

О П И С А Н И Е 403154ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистицеских РеспубликК ПАТИНТУ Зависимый от патентаЗаявлено 05,1 Х,1967 ( 1185038/23-4)Приоритет 08.1 Х.1966,58935/66, Япония М, Кл. С 07 с 3/58С 07 с 15/02 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изаоретений и открытийОпубликовано 19,Х.193. Бюллетень42 УДК 66.095,254(088.8) Дата опубликования описания 15.111.1974 Авторыизобретения Иностранцы Синобу Масамуне, Язуо Сузуки, Иосио Окабе, Мицуо Сагара и Хироюки Сагами(Япония) Иностранная фирма Мицубиси Петрокемикал Ко., ЛТД,эЗаявитель ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИ УГЛЕВОДОРОДОВНастоящее изобретение относится к области получения ароматических углеводородов термическим гидродеалкилированием алкилзамещенных ароматических углеводородов или их смеси неароматическими углеводородами,5Известен способ получения бензола путем термического гидродеалкилирования, заключающийся в том, что сырье в смеси с водородом нагревают до температуры около 600 С и затем пропускают через первую реакционную 10 зону, работающую в режиме идеального вытеснения, и затем после промежуточного охлаждения путем смешения с хладагентом - во вторую реакционную зону также работающую в условиях, близких к идеальному вытес нению.Способ осуществляется при повышенном давлении, при температуре 600 - 800 С. Регулирование температуры путем подачи хлад- агента неизбежно требует увеличения разме ров оборудования в связи с использованием дополнительного количества газа в качестве хладагента. Поскольку колебания температуры и расхода хладагента способны вызывать изменение свойств реагентов в зоне реак ции, этот метод работы оказался чрезвычайно трудным. Кроме того, поскольку скорость реакции является показательной функцией температуры, после окончания реакции температура в реакционной зоне с идеальным вытеснением начинает быстро возрастать в направлении потока реакционной массы.Верхний предел повышения температуры в такой адиаоатпческой зоне реакции определяется, в первую очередь, количеством тепло. ты реакции и удельной теплотой реакционной массы. Величина изменяется в широких пределах в зависимости от состава исходного сырья, Например при гпдродеалкилировании толуола температура равна120 С, а при гидродеалкилировании фракции, содержащей не- ароматические углеводороды, она может быть 150 в 3 С.Так, если температура исходного газа будет увеличен до температуры, достаточной для инициирования реакции гидродеалкилирования, например до 580 - 650 С или выше на входе в зону реакции идеального вытеснения, то температура на выходе из зоны реакции неизбежно повышается до 800 - 950 С, что вызывает затруднения в осуществлении способа.Для устранения указанных недостатков гидродеалкилнрование алкилированных ароматических соединений проводят по меньшей мерев двух зона.; реакции: в первой зоне в условиях идеального смещения ц во второй цлц впоследующей зоне реакции в условиях идеального вытеснения,Сырье, содержащее алкилзамещенные ароматические углеводороды илп смесь алкцлзамещенцых ароматических углеводородов и цеароматчсских углеводородов нагревают вместе с водородом и пропускают по меньшей мере через две зоны реакции.По предлагаемому способу реакцию осуществляот в условиях идеального смешения, чтопозволяет поддерживать температуру в зонереакции ца пужном уровне. Таки образом вусловиях идеального смешения можно регулировать температуру зоны реакции так, чтооыне было ненужного превышения температурыинициирования реакции.Так как температура в зоне реакции идеального смешения должна быть такой хке, как цавыходе из нее, исходный материал следует подавать на вход в зону реакции при температуре, которая ниже на разность температурна входе и на выходе зоны реакции. Эта разность определяется теплотой реакции и удельной теплотой реакционной массы. Поэтомупринимая, что температура реакционной зоныпри инициировании реакции 650 С, температуру ца входе в зону реакции можно понизитьдо 400 - 500 С. Другими словами, используясистему идеального смешения, реакцию можно проводить при более низкой температуре,например на 200 - 300 С ниже. Кроме того,создается возможность такого же снижениятемпературы ца входе в реакционную зону,Следовательно, реакцию можно вести прцтемпературе с нижним пределом 580 С и верхним пределом 850 С. Это облегчает выбор материала для оборудования и является фактором предупреждения нежелательных побочных реакций.С целью обеспечения чистоты бензола необходимо добиться полного превращения неароматических углеводородов в зоне реакции влегкие углеводороды, которые можно легкоотделить от жидкого продукта в газожидкостном сепараторе. Неароматические углеводороды полностью превращаются в легкие углеводороды, если предусмотреть проведение реакции во второй или следующей зоне в режимеидеального вытеснения. В адиабатической зоне реакции идеального вытеснения распределение времени пребывания сужается и отсутствует стадия отделения частично непрореагпровавшего вещества.Таким образом, исходя цз изложенного,можно сказать, что по предлагаемому способувторая и лооая последующая ступень реакции протекает в условиях идеального выгссцения, Поэтому на первой стадии процесса согласно данному изобретению применяют реактор струйного типа с внутренней рециркуляцией, в котором используют кинетическуюэнергию движущегося газа. Монно такхкеприменять внутреннее перемешивацие, пода. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 вая жидкость в тацгецциальном направлении вдоль внутренней стенки реактора,Реакторы, которые можно использовать в процессе ца второй ц последуюней ступенях, могут быть типа обы шого адиабатического полого цилиндра. Их заполняют кольцами Рашига или фарфоровой набивкой для повышения однородности потока. В случае необходимости в реакционную смесь подаот водород в качестве хладагецта между реакторами первой и последующей ступеней.По предлагаемому способу исходным сырьем служат алкилироваццые ароматические соединения: толуол, ксилол, этилбецзол, пропцлбецзол, метилэтилбецзол, триметилбецзол и диэтилбензол, а также углеводородные фракции, содержащие неароматические углеводороды - парафиновые, нафтеновые и олефиновые. В предлагаемом способе используют такие содержащие газообразный водород примеси, как легкие углеводороды (например метан, этан и пропац, окись углерода и двуокись углерода) - при условии, что содержание основного продукта составляет более 40 об, % пли лучше более бО об. %.Оптимальное количество водорода, подаваемого в зону реакции, должно быть более 1 моля илп лучше 2 - 10 молей ца 1 моль исходного сырья. Если брать водорода менее 2 молей на 1 моль сырья, то снижается скорость деалкировация и возможно осмоление продукта, т, е. образование побочного продукта реакции гидродеалкилирования, за счет чего уменьшается выход ароматических углеводородов. Кроме того, в этом случае возможно образование нагара, что ведет иногда к засорению реактора. Использование же слишком большого количества водорода, например более 10 молей ца 1 моль сырья, не дает заметного увеличения выхода, т. е. экономически не оправдано.Оптимальная температура реакционной зоны в данном процессе доляна быть в начале реакции 580 - 800 С и давлении 1 - б 0 кг/см-, по предпочтительно 10 - 40 кг/ем изб.Таким образом прц наличии двух илн более раздельных зон реакции в процессе гидродеалкилирования предлагаемый способ имеет следующие преимущества: исходное сырье можно подавать в зону реакции при более низкой температуре; облегчается регулирование температуры в зоне реакции при высоко экзотермической реакции, т. е. возвращение продукта в реакционный цикл необязательно, а также не требуется нагнетание водорода илн инертного газа в качестве хладагента; возможно получение деалкилированного продукта высокой чистоты; возможно использование реактора меньшей емкости.П р и м е р 1. Крекинг-остаток - побочный продукт крекинга лигроица с водяным паром в производстве этилена, подвергают гидрогенизации и полученный продукт используют в качестве исходного продукта. Его пределы кипения 65 - 180 С, состав следующии;37,8 Бензол 25,5 Толуол 21,0 Ксилол 15,7 30 Адиабатические условия Отношениетребуемых емкостей Требуемаяемкость, м раОи и 1,92 1,43 1,00 Идеального вытесненияИдеального смешения 1,45 1,080,755 40 Таблица Состав продуктов, вес. %н 3овоаооцфуо2: ,а 45 Пример о о о И г 50 55 60 5,2 47,3 51,0 3,3 Сравнит. 1 Сравнит. 2 42,0 8,2 47,2 5,3 1,0 5,0 3,2 1 моль исходного масла смешивают с 6 молями водорода, сжатого до 23 ат, а затем нагревают в подогревателе до 510 С.Исходную смесь направляют в зону реакции идеального смешения, а затем в зону реакции идеального вытеснения. После превращения 85 агга алкилированных ароматических соединений температура на выходе из первой реакционной зоны 670 С, а из второй зоны 680 С. Состав продукта приведен в таблице.Сравнительный пример 1. Тот же исходный материал и водород, что и в примере 1, смешивают так же, как в примере 1, и нагревают до 630 С в подогревателе. Полученную смесь подают в зону реакции идеального вытеснения, соответствущую второй ступени в примере 1. После превращения 85 агоо алкилированных ароматических соединений температура на выходе из зоны реакции 800 С, Состав продукта приведен в таблице.Сравнительный п р и м ер 2. Те жс сырье и водород, что и в примере 1, смешивают и нагревают так же, как описано в примере 1; полученную смесь подают в зону реакции идеального смешения, соответствующую первой ступени в примере 1. После превращения 85% алкилированных ароматических соединений температура на выходе из зоны реакции 680 С. Состав полученного продукта приведен в таблице. Как следует из сравнительного примера 1 температура реакции повышается до 800 С и увеличивается образование смолистого вещества, что приводит к снижению выхода бецзола. 5 10 15 20 25 В сравнительном примере 2 образоваци .смолистого ВещестВя снижается в результатеОолее низкой тсъ 1 пе 1 лятуры рс 1 кцип, цо В то жевремя остается больше нсразложившихся цеароматических углеводородов.По предлагаемому способу образованиесголистого Всгцествя уменьшается Олагодяряболее цизкои тсм пер ят 1 ре рсяк 101 и я цс 11 ром ятические углеводороды полностью разлагаются.П р и м е р 2. Реакции гидродсялкилирования толуола проводят при разлцшых условиях:1) в ядцабятичсскцх условиях идсальноговытеснения,2) В ядиябяти Сских 1 слОВ 1 ях идеалыОГОсмешения3) в комбинированной системс с использованием в первой ступени систем идеальногосмешения и во второй - идеал ного вытеснения.Реакции проводят при следующих условиях:температура исходно;о сырья 630 С, давлениесырья 25 ат, скорость подачи толуола 92 кг(час,Емкости реакторов разных типов, необходимые для превращения 90 аго исходного толуолаца различных ступенях реакции были следующими: Комбинированной системы реакций идеального сме пения и идеального вытес- нения Как видно из приведенных данных, первые две системы требуют емкости реактора в 1,4 - 1,9 раза больше, чем в предлагаемом процессе. Предмет изобретен и я Способ получения ароматических углеводородов путем термического гпдродеалкилпрования алкилзамещенных ароматических углеводородов или смеси их с углеводородами цеароматического строения, осуществляемого в две и более ступени при давлении от 1 до 60 кг/сма и молярпом соотношении водорода и алкилароматического углеводорода от 2: 1 до 10:1, от,гг гагоггггшся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, первую ступень ОСУ 1 ЦЕСТВЛ 5110 Т В 1 СЛОВИЯХ ИДСЯЛЫ 10 ГО СМСШС- ция при изотсрмическом режиме в реакционной зоцс в шпервале температур 580 - 800 С,