Способ получения изопропилбензола

/ Фе;,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Ъ ч с Май ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(71) Грозненский ордена Трудового Красного Знамени нефтяной институт им. акад. М.Д. Миллионщикова (72) К.В, Топчиева, Н.Ф. Мегедь, И.И. Иванова и Т,В. Лимова(56) Колесников И М. и Бобин Е.П. Алкилирование бензола пропиленом на :алюмосиликатных катализаторах. - Ки ев: Наукова думка, 1980.Топчиева К.В., Арыстанбекова С.А Зенькович Н.Д Мегедь Н.Ф. Алкилирование бензола пропиленом на сверхвысококремнеземных цеолитах. Нефтехимия, 1981, т. 21, Р 5, с.68(54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРОПИЛБЕНЗОЛА путем контактирования смеси бензола и пропилена со сверхвысококремнеземным цеолитом типа ультрасил при 280-320 С, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и селективности процесса, в качестве катализатора используют сверхвысококремнеземный цеолит, дополнительно содержащий 0,6-1,2 мас.7. железа,2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что процесс проводят с массовой скоростью подачи сырья 5,7-10 ч ".234393 1фазы цеолита типа 2 БМ, В железосодержащем цеолите отсутствуют ионыжелеза, находящиеся в катионообменном состоянии. У(елезо входит в составжелезокислородных тетраэдров, соединенных с кремнекислородными тетраэдрами .и составляющих скелет структуры цеолита,Экспериментально установлено, что 10 при кристаллизации натриевого алкиламмониевого алюмокремнегеля в структуре максимально может содержаться1,23 железа.П р и м е р 1 (сравнительный).В качестве катализатора используютсверхвысококремнеземный цеолит -ультрасил с мольным отношением ЯхОи А 3. Оз равным 45, При 275 С черезслой катализатора пропускают смесь 20 бензола и пропилена с мольным соотношением С Нб и С Н 9:1 и массовой6 бМЗбскоростью 5,7 чКонверсия пропилена за один проход (процентное отношение количества 25 молей пропилена, превратившегося валкилпродукты за час, к общему количеству молей пропилена, прошедшемуза час через реактор) 96 мас. . Выход изопропилбензола (процентноеотношение количества молей пропилбенэола, образовавшегося в процессереакции, к количеству молей изопронилбензола, образующемуся за час притермодинамическом равновесии) 47 .С лективность процесса по изопропилбензолу 48 мас.%. 1 1Изобретение относится к способамполучения алкилбензолов, в частности изопропилбенэола, путем алкилирования бенэола пропиленом и может бытьприменено при производстве фенола,ацетона, 4 метилстирола.Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта - изопропилбензола и селективности процесса путем использования в качестве катализатора железосодержащего сверхвысококремнеземного цеолита типа ультрасил с содержанием железа 0,61,2 мас. .Способ осуществляют следующим образом.Сухой образец железосодержащегосверхвысококремнеземного цеолита сразмером гранул 2-3 мм прогреваютв реакторе в течение 1 ч при 550 Св токе осушенного воздуха, а затем2 ч в токе инертного газа. Последующее охлаждение катализатора до температуры опыта проводят в токе инертного газа. При достижении заданнойтемпературы реакции через реакторпри атмосферном давлении пропускаютсмесь бензола и пропилена.Кристаллы алкиламмониевого сверхвысококремнеземного цеолита типа ультрасил получают гидротермальным синтезом из алюмосиликатного щелочного геля, содержащего органические соединения: амины - моноэтаноламин,. триэтиламин, соли четвертичных аммониевых оснований - тетраэтиламмония (ТЭА), тетрапропиламмония (ТПА), тетрабутиламмония (ТБА). В результате рентнеговского исследования цеолитов - ультрасилов установлено, что в случае использования соединений ТЭА цеолиты по структуре близки к цеолиту 2 БМ, в случае использования соединений ТБА- к цеолиту 2 ЯМ.Синтез железосодержащего цеолита - ультрасила осуществляют путем кристаллизации при 160-175 С натриевогоапюмокремнегеля, содержащего органический катион и катион трехвалентного железа, Алюмокремнегель готовят путем смешения растворов силиката натрия, сернокислого алюминия,сернокислого железа, серной кислоты и бромистого ТБА (моноэтаноламина), При рентгеновском исследовании железосодержащего сверхвысококремнеэемного цеолита - ультрасила установлено наличие только кристаллической П р и м е р 2. В качестве катализатора используют железосодержащий 40сверхвысококремнеземный цеолит -ультрасил с мольным отношением ЫОи А 3. О , равным 90, содержащий1,2 мас.% железа. При 280 С черезслой катализатора пропускают смесь 45бензола и пропилена при соотношенииС Нб и С Нб 9:1 с массоой скоростью5,7 ч",Конверсия пропилена за один проход 78 мас. . Выход изопропилбензола 50 73 . Селективность процесса по изопропилбензолу 92 мас. .П р и м е р 3. В качестве катализатора используют железосодержащийсверхвысококремнеземный цеолит по 55 примеру 2, Условия проведения прооцесса: температура 320 С, массоваяскорость 5,7 ч , соотношение С Нби С,Н б 9:1.1234393 0,06 0,04 24,20 3Конверсия пропилена 86 мас.З. Выход иэопропилбензола 853. Селективность процесса 937,Ниже приведен материальный балансосуществления способа по примеру 3,Взято, г/чБензол 4 Пропилеи, пошедший на образование н- и-пропилбензола Пропилеи, пошедшийна образование изобутилбензола1,49 1,45 пропилеи 0,04 пропан 25,69 Итого Получено, г/ч 0,24 Газы,в том числе: 0,20 пропилеи 0,04 25,41 3,27 изопропилбензол 0,17 н-пропилбенэол 0,10 изобутилбензол бензол Итого 0,04 Потери Материальный баланс по пропиленуВзято, г/ч 1,45 Пропилеи 1,45 Итого Получено, г/ч 0,20 Пропилеи, содержащий 2,5 Х пропана,в том. числе: пропан Жидкий катализатор,в том числе: Непрореагировавший пропилеи Пропилеи, пошедшийна образование изопропил бензола 21,87 25,651,44 ИтогоПотери (кокс) 0 0,01 П р и м е р 4. В качестве катализатора используют железосодержащийсверхвысококремнеземный цеолит -ультрасил с мольным отношением Яь 04и А 1,0 э, равным 90, содержащий 0,93железа. Условия проведения процессааналогичны условиям по примеру 3.Конверсия пропилена 843. Выходизопропилбенэола 827 Селективностьпроцесса 933.П р и м е р 5. В качестве катализатора используют железосодержащийсверхвысококремнеземный цеолит25ультрасил с мольным отношением ЯОи А 3 О , равным 90, содержащий 0,6 Жжелеза. Условия проведения процессааналогичны условиям по примеру 3.Конверсия пропилена 787, Выходиэопропилбензола 733. Селективностьпроцесса 923,П р и м е р 6. В качестве катализатора используют железосодержащийсверхвысококремнеземный цеолит. по35 примеру 2. Условия проведения процесса:температура 240 С, массоваяскорость 5,7 ч , соотношение С Н6и С,Н.9:1,Конверсия пропилена 21 мас.Х.40 Выход изопропилбензола 203. Селективность процесса по МПБ 95 мас.7.Таким образом, с понижением температуры ниже 280 С резко уменьшаются конверсия сырья и выход изопро 45 пилбензола.П р и м е р 7, В качестве катализатора используют железосодержащийсверхвысококремнеземный цеолит попримеру 2. Условия проведения про 50 цесса: температура 360 С, массоваяскорость 5,7 ч , соотношение С Ни С Н 9:1.Конверсия пропилена 53 мас.Х, Выход изопропнлбензола 633. Селектив 55 ность. процесса 923,С повышением температуры наблюдается снижение выхода изопропилбензола.1234393 П р и м е р 8, В качестве катали- Конверсия пропнлена 84 мас,Х, Вызатора используют железосодержащий ход изопропилбензола 823, Селективсверхвысококремнеземный цеолит по ность процесса 93 мас.й.примеру 2, Условия проведения про-П р и м е р 10. В качестве катаь"цесса: температура 320 С, массовая лизатора используют железосодержащийскорость 1,4 ч , соотношение С Н сверхвысококремнеземный цеолит пои С Н примеру 2,Конверсия пропилена 98 мас.Х, Вы- Условия проведения процесса анаход изопропилбензола 813. Селектив ц логичны условиям по примеру 8, однаность процесса 783. ко массовая скорость подачи сырьяПри снижении массовой скорости 10 ч .подачи сырья увеличивается выход по- Конверсия пропилена 80 мас.3, Выбочных продуктов реакции и снижает- ход изопропилбензола 813, Селектився селективность процесса. ность процесса 93 мас.Х,П р и м е р 9, В качестве ката- С Увеличением массовой скоростилиэатора используют железосодержащий подачи сыРья выше 10 ч " наблюдаетсясверхвысококремнеземный цеолит по снижение показателей процесса,примеру 2, Условия проведения процес- В таблице приведен состав продук-.са аналогичным условиям по примеру 8, 20 тов превращения бензола и пропиленаоднако массовая скорость подачи сы- и показатели процесса при условияхрья составляет 8 ч, по примерам 1-10.Состав продуктов алкилирования бензола пропиленом на цеолите- ультрасиле Продукты алкнлирования Показатели процесса Условия процесса Содержание Пример СелективВыходИПБ,Е онверия проилена, Х железав цеолите,мас. ОбьемИПБ ная скоНПБ ПБФ Темпера тура ность Х рость,ч ф1234393 Составитель А ПетрусенкоРедактор Л. Пчелинская Техред Л.Сердюкова Корректор В Бутяга,Заказ 2951/29 Тираж 379 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.Проектная,4 Катализатор, не содержащий железа, проявляет низкую селективность. Введение 1,23 железа в катализатор резко увеличивает селективность процесса алкилирования и выход. целевого продукта - изопропилбенэола до 733 при 275-280 С. При исследовании образцов катализатора с содержанием железа 0,6; 0,8 и 1,2% установлено, что снижение содержания железа в О катализаторе с 1,2 до 0,63 приводит к снижению конверсии пропнленаи резкому уменьшению выхода целевогопродукта - изопропилбензола при температуре 320 С. При дальнейшем снижении содержания железа в катализаторепроцесс. алкилирования становится экономически невыгодньк и по своим показателям близок к процессу, описанному в примере