Способ получения ксилола

Р Р,ттятт:.: - ,.- (;-,.4,пп 497760 Союз СоветскихСоциалистических изовеЕТ ЕНИЯ р( ПАТЕНТУ(31) 4129/73 (33) ВеликобританияОпубликовано 30.12,75. Бюллетень48 осударственный номите овета Министров ССС тдК, 547,53402(088.8) делам изобретений и открытий Дата опубликования описания 05,04.7(72) Авторы пзобрстепп Иностоутерелико ранцыи Джон Требритания)ная фирмаИндастризбритания) вор Хатвэй лан Лью(71) Заявитель ностран Кем икал (Велико Империа митед 4) СП ПОЛУЧЕНИЯ и-КСИЛОЛ Извест изомериз качестве алюмини В качестве катазуют фторированнырого должны иметьтельно, чтобы 10имело размер частику это способствуетора. Катализатор15 вес, % фтора. лизатора пр й глиноземразмер 5 -- 30 вес. %ц не более т флюидиз должен с оцесса испольчастицы кото мк, Желакатализатора50 мк, поскольации катализа- одержать 0,5 -способ получения ксилолов путем ции алкилбензола в присутствии в атализатора фторированной окиси в стационарном слое.С целью увеличения выхода целевого продукта, предлагается процесс проводить в псевдоожиженном слое катализатора или в потоке смеси сырья и катализатора с последующими отделением непрореаги ров ав щего исходного сырья и продуктов изомеризации от катализатора, регенерацией его и рециркуляцией на стадию реакции.Наиболее оптимальным является проведение процесса при скорости потока смеси сырья и катализатора 1,5 - 40,0 м/сек, предпочтительно 2 - 25 м/сек, весовое соотношение катализатора и загруженного исходного сырья берут равным 2: 1 - 30: 1, предпочтительно 4; 1 - 20; 1. Время выдержки катализатора в псевдоожиженном слое 5 - 300 мин,Объем пор катализатора составляет 0,2 -1,2 см/г. Площадь поверхности катализатора должна быть 50 - 250 м/г.Катализатор готовят путем фторирования 5 глинозема, который частично пребывает ву-форме. Перед фторированием глинозем прокаливают при 400 - 800 С в течение 2 - 24 час, чтобы добиться хотя бы частичного превращения в у-глинозем. После фторирования его 10 нагревают в азоте или на воздухе до 200 -600 С (желательно в струе инертного газа, например азота, угарного газа или углекислого газа).Фторирование катализатора осуществляют 15 путем пропитки раствором, например, воднойфтористоводородной кислоты или раствором неорганического соединения фтора, например раствором фтористого соединения щелочноземельного металла или фтористого алюминия, 20 например, в воде или трехфтористого бора,например, в уксусной кислоте или простом эфире. Фторирование можно также осуществлять путем контактирования с фтористым водородом или разлагающимся летучим фтор содержащим органическим соединением, например с четырехфтористым углеродом, фтороформом, дифторметаном, или летучим неорганическим соединением, например трехфтористым бором или фтористым водородом, нахо дящимся в паровой фазе.50 55 60 65 3Процесс изомеризации проводят при 350 - 520 С и давлении 1 - 4 атм. Время контактирования с исходным материалом обычно 0,1 сек - 10 мин, например 1 - 10 сек,При проведении изомеризации в потоке смеси сырья и катализатора целесообразно использовать проходной линейный реактор, Скорость потока в реакторе 1,5 - 40 м/сек, предпочтительно 2 - 25 м/сек. Весовое соотношение катализатора и исходного материала 2: 1 - 30: 1, предпочтительно 4: 1 - 20: 1.Проходной линейный реактор применяют вертикальный, а поток может быть восходящим или нисходящим. Время выдержки катализатора в реакторе 1 - 60 сек, предпочтительно 2 - 30 сек,В реакторе с псевдоожиженным слоем линейная скорость прохождения газа через слой должна быть выше минимальной скорости флюидизации и составляет обычно не менее 0,1 см/сек, предпочтительно 1 - 250 см/сек. Время выдержки катализатора в реакторе равняется предпочтительно 5 - 300 мин, Захваченный газообразными продуктами катализатор отделяют в циклоне и возвращают в псевдоожиженный слой.Г 1 ри применении проходного линейного реактора катализатор отделяют от продукта изомеризации с помощью циклона и пропускают противотоком через струю инертного газа, например азота,Извлеченный из псевдоожиженного слоя катализатор пропускают противотоком через струю инертного газа, например азота, чтобы отделить катализатор от продукта изомеризации. Регенерирование осуществляют во всех случаях (в проходной линии или в псевдоожиженном слое).Катализатор регенерируют путем контактирования с потоком газа, содержащим 1 - 100 об. о/, кислорода, например воздуха, при 400 в 6 С в течение времени, достаточного для удаления значительной части углеродистых отложений. В поток газа можно ввести небольшое количество разлагаемого фторсодержащего органического соединения. Катализатор можно подвергнуть повторному фторированию (например, после регенерирования). П р и м е р 1. 2 кг катализатора, состоящего из глинозема, находящегося преимущественно в 7-форме, с размером частиц 20 - 150 мк, содержащего 6 вес. % фтора, с площадью поверхности 139 мЧг и объемом пор, равным 0,38 см/г, флюидизируют азотом в те. чение 3 час при 470 С.Сырье, содержащее 7,4 вес. /о этилбензола, 8,3 вес. % п-ксилола, 55 вес. /, м-ксилола, 25,6 вес. /о о-ксилола и 3,7 вес. о/о неароматических соединений С 8, испаряют со скоростью 694 мл/час и подают при 470 С в основание проходного линейного реактора, в который загружают 5 г/сек катализатора. Реактор имеет внутренний диаметр 6 мм и длину 2 м. 5 и 15 20 25 Зо 35 40 45 4Скорость газа составляет 2 м/сек, время выдержки 1 сек. В любой момент протекания реакции реактор содержит около 20 г катализатора, Давление в основном атмосферное.Выходящую из реактора смесь сепарируют в циклоне, катализатор выпускают противотоком в струю азота для завершения его очистки от ксилола, контактируют с кислородом при 500 С и возвращают в реактор. Ксилолы конденсируют и собирают. Они содержат 6,9 вес. % этилбензола, 14,5 вес. о/о и-ксилола, 48,3 вес. о/, м-ксилола, 23,2 вес. о/, о-ксилола и 7,1 вес, /, неароматических соединении С 8.П р и м е р 2. 40 г у-кремнеземного катализатора с размером частиц 45 - 150 мк, содержащего 5,7 вес, % фтора, с площадью поверхности 198 м/г и объемом пор 1,0 см/г обжигают в стеклянном реакторе с псевдоожиженным слоем, имеющем диаметр 75 мм, путем пропускания воздуха (в количестве 22 л/час) в течение 15 час при 448 С и затем очищают азотом. Смесь 8,2 вес. % п-ксилола, 55,9 вес, /о м-ксилола, 28,7 вес. о/о о-ксилола, 4,0 вес, /о этилбензола и 1,3 вес, о/, толуола, содержащую 320 ч/млн. ч, воды, пропускают (в количестве 192 мл жидкости в час) через катализатор при 400 С и давлении, примерно равном атмосферному. Продукт содержит 18,0 вес, /о п-ксилола, 45,0 вес. /о м-ксилола, 20,5 вес. /, о-ксилола и 5,3 вес. /, толуола.П р и м е р 3. 9,5 г у-глиноземного катализатора (размер частиц от 45 - 100 мк), содержащего 5,1 вес. % фтора, с площадью поверхности 145 мЧг и объемом пор 0,45 см/г обжигают в течение 3 час при 470 С в стеклянном реакторе путем пропускания азота (в количестве 50 л/час) через псевдоожиженный слой катализатора. Смесь 8,3 вес. о/, п-ксилола, 55,0 вес. % м-ксилола, 25,6 вес. /о о-ксилола, 7,4 вес, % этилбензола и 1,35 вес. о/о толуола, содержащую 300 ч./млн. ч, воды, пропускают в количестве 1500 мл/час через катализатор при температуре 470 С и давлении, примерно равном атмосферному. Продукт содержит 17,7 вес, % п-ксилола, 45,2 вес. /О м-ксилола, 21,8 вес, /, о-ксилола и 3,2 вес. % толуола. П р едм ет изобретения 1. Способ получения п-ксилола путем изомеризации алкилбензола в присутствии в качестве катализатора фторированного глинозема, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, процесс проводят в псевдоожиженном слое катализатора или в потоке смеси сырья и катализатора с последующими отделением непрореагировавшего исходного сырья и продуктов изомеризации от катализатора, регенерацией его и рециркуляцией на стадию реакции.2, Способ по и. 1, отличающийся тем, что скорость потока смеси сырья и катализатора берут 1,5 - 40 м/сек, предпочтительно 2 - 25 м/сек.Заказ 400/10 Изд. М 2107 Тираж 529 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 3, Способ по пп, 1 и 2, отличающийся тем, что весовое соотношение катализатора и загруженного исходного сырья берут равным 2: 1 - 30: 1, предпочтительно 4: 1 - 20: 1,4. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что время выдержки катализатора в псевдоожиженном слое берут 5 - 300 мин.