BR102014026858B1 - método para produzir isopropilbenzeno a partir de benzeno e propileno - Google Patents

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Abstract

MÉTODO PARA PRODUZIR ISOPROPILBENZENO A PARTIR DE BENZENO E PROPILENO. A presente invenção refere-se a um método para produzir isopropilbenzeno compreendendo as seguintes etapas. Etapa A: alimentar um primeiro fluxo contendo benzeno e um primeiro fluxo contendo propileno em uma primeira zona de reação para contatar um primeiro catalisador para alquilação, e obter um primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno a partir da primeira zona de reação, dividir o primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno em um fluxo Ia e um fluxo IIa, o fluxo Ia circulando de volta para a primeira zona de reação e o fluxo IIa entrando em uma segunda zona de reação, ter o fluxo entrando na segunda zona de reação para contatar um segundo catalisador para alquilação, e obter um segundo fluxo contendo isopropilbenzeno a partir da segunda zona de reação, e purificar pelo menos um fluxo IIIa parcial do segundo fluxo contendo isopropilbenzeno, e obter um produto isopropilbenzeno. De acordo com o método da presente invenção, alta taxa de conversão de propileno, duração de operação do catalisador longa, e baixo n-propil benzeno podem ser realizadas em uma relação de benzeno para propileno ainda mais baixa. O método da presente invenção obteve melhores resultados compreensivos, tendo assim (...).

Description

CAMPO TÉCNICO
[0001] A presente invenção refere-se ao campo técnico de processo químico. Especificamente, refere-se a um método para produzir isopropilbenzeno.
FUNDAMENTO TÉCNICO
[0002] Isopropilbenzeno, também conhecido como cumeno, é um intermediário químico volumoso para fabricar fenol, acetona e α-metil estireno. Na indústria, isopropilbenzeno é produzido pela alquilação de benzeno com propileno. O subproduto principal da alquilação é poli- isopropilbenzeno. No início de 1945, a UOP Company publicou um método (método SPA) para produzir isopropilbenzeno a partir de propileno e benzeno sob a presença de catalisador de ácido (US2382318). O processo SPA usa ácido fosfórico sólido como o catalisador de alquilação. Devido ao ácido fosfórico sólido não poder catalisar transalquilação, o processo SPA não compreende unidade de transalquilação. Portanto, o processo SPA somente pode funcionar sob razão molar alta relativa de benzeno para propileno (em uma faixa de 5~7), também o rendimento de isopropilbenzeno é menos do que 95%. Nos anos 80, a Monsanto Company desenvolveu a técnica para fabricar isopropilbenzeno sob a presença do catalisador de alquilação AlCl3 e realizou a aplicação industrial do mesmo. Em vista que o AlCl3 não pode catalisar transalquilação ou, o rendimento de isopropilbenzeno do método de AlCl3 ainda é baixo. Além do mais, AlCl3 por si mesmo pode causar poluição e corrosão graves.
[0003] Nos anos 90, companhias incluindo Dow, CD Tech, Mobil-Badger, Enichem e UOP divulgaram sucessivamente o processo de leito fixo usando zeólito microporoso como catalisadores, que é capaz de transalquilação. Na técnica anterior, benzeno e propileno primeiro reagem em um reator de alquilação, produzindo isopropilbenzeno e poli- isopropilbenzeno; e depois sendo separados em um sistema de retificação, o poli-isopropilbenzeno mistura-se com benzeno e a mistura é alimentada dentro de um reator de transalquilação com um leito de catalisador único para transalquilação.
[0004] Na tecnologia existente para produzir isopropilbenzeno, a alquilação de benzeno com propileno geralmente ocorre em um reator de leito fixo único compreendendo uma pluralidade de estágios, aplicando tecnologias incluindo alimentação escalonada de propileno e circulação externa de líquido de reação. A razão de benzeno para propileno geralmente é maior do que 2,0. De fato, a razão de benzeno para propileno na maioria das fábricas de cumeno é maior do que 3,0. Quando a razão de benzeno para propileno deve ser ainda reduzida para 2,0 ou mais baixa, ela encontra desativação rápida do catalisador (causada pela alta concentração de propileno), ou conversão de propileno insuficiente (causada pela circulação externa excessiva), ou com muita impureza de n-propil benzeno no produto (causada pela temperatura de reação super alta). Os obstáculos técnicos acima restringem ainda a redução de da razão de benzeno para propileno A Patente US6835862B1 divulga um processo de otimização usando volume de circulação externo relativamente alto de líquido de reação para reduzir a taxa de desativação do catalisador. No entanto, com o processo de um reator único, razão de reciclo externa alta não pode resolver os três problemas contraditórios acima simultaneamente.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0005] A presente invenção proporciona um novo método para produzir isopropilbenzeno a partir de benzeno e propileno de modo a resolver os problemas de razão de benzeno para propileno alta e taxa de conversão de propileno baixa na técnica anterior. O método de acordo com a presente invenção também pode reduzir a taxa de desativação do catalisador. Além do mais, com a presente invenção, não é necessário paralisar todo o sistema de reação a fim de substituir o catalisador desativado, deste modo realizando operação contínua do processo.
[0006] De acordo com a presente invenção, um método para produzir isopropilbenzeno é proporcionado, compreendendo:
[0007] Etapa A: alimentar um primeiro fluxo contendo benzeno e um primeiro fluxo contendo propileno em uma primeira zona de reação para contatar um primeiro catalisador para alquilação, e obter um primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno a partir da primeira zona de reação, dividir o primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno em um fluxo Ia e um fluxo IIa, a o fluxo Ia circulando de volta para dentro da primeira zona de reação e o fluxo IIa entrando em uma segunda zona de reação, assim que o fluxo entra na segunda zona de reação contatar um segundo catalisador para alquilação, e obter um segundo fluxo contendo isopropilbenzeno a partir da segunda zona de reação, e purificar pelo menos um fluxo IIIa parcial do segundo fluxo contendo isopropilbenzeno, e obter um produto isopropilbenzeno.
[0008] Em uma modalidade do método da presente invenção, o método compreende a etapa A: circular um fluxo IVa parcial do segundo fluxo contendo isopropilbenzeno para a segunda zona de reação uma razão de reciclo da primeira zona de reação sendo maior do que a da segunda zona de reação. Quando não existe nenhum fluxo a partir do segundo fluxo contendo isopropilbenzeno circulando para a segunda zona de reação, isto é, a razão de reciclo da segunda zona de reação é 0, a razão de reciclo da primeira zona de reação é ainda maior do que a da segunda zona de reação. Na etapa A, a primeira zona de reação é a zona de reação primária e a segunda zona de reação é a zona de reação secundária. Portanto, a razão de reciclo da zona de reação primária é maior do que a da zona de reação secundária. Em uma modalidade de dito método, na etapa A, a razão da razão de reciclo da segunda zona de reação para a da primeira zona de reação é 0~0.5, preferivelmente 0,01~0,5.
[0009] O método de acordo com a presente invenção dispõe pelo menos duas zonas de reação, de modo que o fluxo que flui para fora da zona de reação primária pode entrar em pelo menos uma zona de reação secundária para outra reação. A zona de reação primária opera sob uma razão de reciclo relativamente alta, e a zona de reação secundária opera sob uma razão de reciclo relativamente baixa ou com apenas qualquer material que circula externamente. Isto prolonga essencialmente o tempo de residência total e melhora a taxa de conversão de propileno. As temperaturas nas zonas de reação primárias e secundárias podem ser ajustadas separadamente de modo que o propileno pode ser completamente convertido e o teor de impurezas pode ser baixo. Por meio do método de acordo com a presente invenção, a razão de benzeno para propileno (a razão molar de benzeno para propileno) pode ser mais baixa do que 2,0, a taxa de conversão de propileno pode ser acima de 99,99%, e o teor de n-propil benzeno no produto pode ser menor do que 200 mg em 1 kg isopropilbenzeno. Melhor efeito técnico é assim obtido.
[00010] Na presente invenção, o fluxo contendo isopropilbenzeno fluindo para fora da primeira zona de reação é denominado o primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno e o fluxo contendo isopropilbenzeno fluindo para fora da segunda zona de reação é denominado o segundo fluxo contendo isopropilbenzeno. O fluxo circulando de volta à zona de reação pode continuar a reagir e ainda gerar isopropilbenzeno.
[00011] De acordo com uma modalidade da presente invenção, na etapa A, as condições de operação na primeira zona de reação compreende: uma razão molar do benzeno no primeiro fluxo contendo benzeno para o propileno no primeiro fluxo contendo propileno sendo 0,5:1~3,0:1, uma velocidade espacial horária de peso do primeiro fluxo contendo propileno calculada por propileno sendo 0,1~10 h- 1, uma temperatura de reação sendo 90~180oC, uma pressão de reação sendo 1,0~4,0 MPa, e uma razão de reciclo sendo 1~50. Preferivelmente, as condições de operação na primeira zona de reação compreendem: uma razão molar do benzeno no primeiro fluxo contendo benzeno para o propileno no primeiro fluxo contendo propileno sendo 1,0:1~3,0:1, a velocidade espacial horária de peso do primeiro fluxo contendo propileno calculada por propileno sendo 0,2~5,0 h- 1, a temperatura de reação sendo 95~150oC, a pressão de reação sendo 2,0~3,0 MPa, e a razão de reciclo sendo 2~25.
[00012] De acordo com outra modalidade da presente invenção, na etapa A, as condições de operação na segunda zona de reação compreendem: uma temperatura de reação sendo 80~160oC, uma pressão de reação sendo 1,0~4,0 MPa, e uma velocidade espacial horária de peso de fase líquida sendo 1~100 h-1. Preferivelmente, as condições de operação na segunda zona de reação compreendem: a temperatura de reação sendo 90~150oC, a pressão de reação sendo 2,0~3,0 MPa, e a velocidade espacial horária de peso de fase líquida sendo 1~60 h-1.
[00013] De acordo com outra modalidade do método da presente invenção, na etapa A, a razão de reciclo da segunda zona de reação é 0,1~15, preferivelmente 0,1~10.
[00014] De acordo com uma modalidade do método da presente invenção, o método compreende ainda, na etapa A, alimentar o segundo fluxo contendo benzeno e/ou um segundo fluxo contendo propileno dentro da segunda zona de reação de modo a obter melhor efeito de reação. Em uma modalidade, a velocidade espacial horária de peso do segundo fluxo contendo benzeno calculada por benzeno é 0,5~30 h-1, e/ou a velocidade espacial horária de peso do segundo fluxo contendo propileno calculada por propileno é 0,1~5 h-1.
[00015] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o fluxo contendo benzeno (incluindo o primeiro e/ou o segundo fluxo contendo benzeno) é benzeno e o fluxo contendo propileno (incluindo o primeiro e/ou o segundo fluxo contendo propileno) é propileno.
[00016] De acordo com outra modalidade do método da presente invenção, o primeiro catalisador e/ou o segundo catalisador é/são selecionado(s) de um grupo consistindo de zeólito Beta, mordenita, e zeólito tendo estrutura estratificada MWW. O primeiro catalisador e o segundo catalisador podem ser iguais ou diferentes. O catalisador usado na presente invenção é selecionado de um grupo consistindo de zeólito Beta, mordenita, e zeólito tendo estrutura estratificada MWW. O zeólito tendo Estrutura estratificada de MWW pode ser selecionado de um grupo consistindo de MCM-22, MCM-56, MCM-49 e zeólito tendo estrutura de MWW como divulgado nas literaturas CN200410066636.2 e CN200610029980.3.
[00017] No método de acordo com a presente invenção, preferivelmente, a primeira zona de reação e a segunda zona de reação compreendem cada uma um reator tendo pelo menos um estágio ou uma a zona de reação tendo pelo menos dois reatores de estágio único em conexão em série, ou uma zona de reação tendo pelo menos um reator de estágio único e pelo menos um reator compreendendo pelo menos dois estágios em conexão em série.
[00018] Em uma modalidade de dito método, o primeiro fluxo contendo propileno entra na zona de reação primária pelos estágios. O primeiro fluxo contendo propileno também pode ser alimentado à primeira zona de reação em bateladas, de modo que concentração de propileno local excessiva pode ser evitada. Em outra modalidade do método, o segundo fluxo contendo propileno entra na zona de reação secundária pelos estágios. O propileno também pode ser alimentado à zona de reação secundária em bateladas.
[00019] De acordo com outra modalidade do método, na etapa A, o primeiro fluxo contendo benzeno entra na primeira zona de reação a partir do topo da mesma e o fluxo Ia circula de volta à primeira zona de reação a partir do topo da mesma.
[00020] De acordo com outra modalidade, na etapa A, o fluxo que entra na segunda zona de reação entra na segunda zona de reação a partir do topo da mesma.
[00021] No método de acordo com a presente invenção, a pressão refere-se a uma pressão de calibre. A razão de reciclo refere-se à razão em peso do fluxo no fluxo que flui para fora da zona de reação que circula de volta à zona de reação para o fluxo na mesma que não circula de volta à zona de reação.
[00022] A fim de resolver os três problemas contraditórios de desativação do catalisador, taxa de conversão de propileno insuficiente e alto teor de impureza de n-propil benzeno no produto, o método de acordo com a presente invenção dispõe pelo menos duas zonas de reação, de modo que o fluxo que flui para fora da zona de reação primária pode entrar em pelo menos uma zona de reação secundária para outra reação. A zona de reação primária opera sob uma razão de reciclo relativamente alta e a zona de reação secundária opera sob uma razão de reciclo relativamente baixa ou com apenas qualquer material circulando externamente. Isto prolonga o tempo de residência total. O propileno reage quase completamente na primeira zona de reação. Uma pequena quantidade de propileno não reagido continua a reagir na segunda zona de reação, deste modo assegurando uma taxa de conversão de propileno alta. Na técnica anterior, a temperatura de reação para alquilação é geralmente cerca de 150oC, a faixa de ajuste para a temperatura de reação está dentro de 10oC, ou mesmo menor do que 5oC. Troca de temperatura pode influenciar severamente a taxa de conversão de propileno e o teor de n-propil benzeno. Na presente invenção, dispondo uma zona de reação primária e uma zona de reação secundária e permitindo que as temperaturas nas mesmas sejam trocadas separadamente, a conversão total de propileno e baixo teor de impureza podem ser garantidos. Por meio do método de acordo com a presente invenção, a razão de benzeno para propileno pode ser mais baixa do que 2,0, a taxa de conversão de propileno pode estar acima de 99,99%, e o n- propil benzeno no produto pode ser menos do que 200 mg em 1 kg de isopropilbenzeno. Melhor efeito técnico é assim obtido.
[00023] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a primeira zona de reação compreende uma pluralidade de reatores em conexão em paralelo. Quando a atividade do catalisador um dos reatores diminui ou é perdida, ela pode ser recuperada no reator separadamente sem ter que paralisar a operação de todo o sistema de reação. De acordo com outra modalidade preferida da presente invenção, a segunda zona de reação compreende uma pluralidade de reatores em conexão em paralelo. Quando a atividade do catalisador em um dos reatores diminui ou é perdida, ela pode ser recuperada no reator separadamente sem ter que paralisar a operação de o sistema de reação. Por meio de tais arranjos, a operação de comutação das zonas de reação e combinação de processo pode ser realizada, deste modo melhorando a estabilidade operacional das zonas de reação.
[00024] De acordo com outra modalidade da presente invenção, o método compreende ainda: comutação da etapa A para a uma etapa B quando a atividade do primeiro catalisador na primeira zona de reação cai abaixo de um valor pré-fixado, em que a etapa B compreende: desligar o primeiro fluxo contendo benzeno e o primeiro fluxo contendo propileno, alimentar somente o segundo fluxo contendo benzeno e o segundo fluxo contendo propileno dentro da segunda zona de reação para contatar o segundo catalisador para alquilação, e obter o segundo fluxo contendo isopropilbenzeno, e dividir o segundo fluxo contendo isopropilbenzeno em um fluxo IIIa e um fluxo IVa, o fluxo IVa circulando de volta à segunda zona de reação e o fluxo IIIa sendo purificado, obtendo o produto isopropilbenzeno, o primeiro catalisador neste momento estando em uma fase de recuperação de atividade, comutação da etapa B para a etapa C após recuperar a atividade do primeiro catalisador, em que a etapa C compreende: alimentar o segundo fluxo contendo benzeno e o segundo fluxo contendo propileno dentro da segunda zona de reação para contatar o segundo catalisador para alquilação, e obter o segundo fluxo contendo isopropilbenzeno, dividir o segundo fluxo contendo isopropilbenzeno em um fluxo IIIb e um fluxo IVb, o fluxo IVb circulando de volta à segunda zona de reação e o fluxo IIIb entrando na primeira zona de reação, tendo o fluxo entrando na primeira zona de reação de contatar o primeiro catalisador para alquilação, e obter o primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno, e purificar pelo menos um fluxo IIb parcial do primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno e obter o produto isopropilbenzeno; comutação da etapa C para a etapa D quando a atividade do segundo catalisador na segunda zona de reação cai abaixo de um valor pré-fixado, em que a etapa D compreende: desligar o segundo fluxo contendo benzeno e o segundo fluxo contendo propileno, alimentar somente o primeiro fluxo contendo benzeno e o primeiro fluxo contendo propileno dentro da primeira zona de reação para contatar o primeiro catalisador para alquilação, obter o primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno, e dividir o primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno em um fluxo IIb e um fluxo Ib, o fluxo Ib circulando de volta à primeira zona de reação e o fluxo IIb sendo purificado, obtendo o produto isopropilbenzeno, o segundo catalisador neste momento estando em uma fase de recuperação de atividade, e comutação da etapa D para a etapa A após a atividade do segundo catalisador ser recuperada. Isto é, a presente invenção proporciona um método para preparar continuamente isopropilbenzeno, compreendendo: etapa A: alimentar um primeiro fluxo contendo benzeno e um primeiro fluxo contendo propileno em uma primeira zona de reação para contatar um primeiro catalisador para alquilação, e obter um primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno a partir da primeira zona de reação, dividir o primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno em um fluxo Ia e um fluxo IIa, o fluxo Ia circulando de volta para dentro da primeira zona de reação e o fluxo IIa entrando em uma segunda zona de reação, tendo o fluxo entrando na segunda zona de reação para contatar um segundo catalisador para alquilação, e obter um segundo fluxo contendo isopropilbenzeno a partir da segunda zona de reação, e purificar pelo menos um fluxo IIIa parcial do segundo fluxo contendo isopropilbenzeno, e obter um produto isopropilbenzeno. comutação da etapa A para a etapa B quando a atividade do primeiro catalisador na primeira zona de reação cai abaixo de um valor pré-fixado, em que a etapa B compreende: desligar o primeiro fluxo contendo benzeno e o primeiro fluxo contendo propileno, alimentar somente o segundo fluxo contendo benzeno e o segundo fluxo contendo propileno dentro da segunda zona de reação para contatar o segundo catalisador para alquilação, e obter o segundo fluxo contendo isopropilbenzeno, e dividir o segundo fluxo contendo isopropilbenzeno em um fluxo IIIa e um fluxo IVa, o fluxo IVa circulando de volta à segunda zona de reação e o fluxo IIIa sendo purificado, obtendo o produto isopropilbenzeno, o primeiro catalisador neste momento está em uma fase de recuperação de atividade; comutação da etapa B a uma etapa C após a atividade do primeiro ser recuperada, em que a etapa C compreende: alimentar o segundo fluxo contendo benzeno e o segundo fluxo contendo propileno dentro da segunda zona de reação para contatar o segundo catalisador para alquilação, e obter o segundo fluxo contendo isopropilbenzeno, dividir o segundo fluxo contendo isopropilbenzeno em um fluxo IIIb e um fluxo IVb, o fluxo IVb circulando de volta à segunda zona de reação e o fluxo IIIb entrando na primeira zona de reação, tendo o fluxo entrando na primeira zona de reação de contatar o primeiro catalisador para alquilação, e obter o primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno, e purificar pelo menos um fluxo IIb do primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno e obter o produto isopropilbenzeno; comutação da etapa C para uma etapa D quando a atividade do segundo catalisador na segunda zona de reação cai abaixo de um valor pré-fixado, em que a etapa D compreende: desligar o segundo fluxo contendo benzeno e o segundo fluxo contendo propileno, alimentar somente o primeiro fluxo contendo benzeno e o primeiro fluxo contendo propileno dentro da primeira zona de reação para contatar o primeiro catalisador para alquilação, obtendo o primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno, e dividir o primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno em um fluxo IIb e um fluxo Ib, o fluxo Ib circulando de volta à primeira zona de reação e o fluxo IIb sendo purificado, obtendo o produto isopropilbenzeno, o segundo catalisador neste momento estando em uma fase de recuperação de atividade; e comutação da etapa D para a etapa A após a atividade do segundo catalisador ser recuperada.
[00025] A definição da etapa A no método para produzir continuamente isopropilbenzeno é como mencionada acima.
[00026] De acordo com a presente invenção, a atividade do catalisador pode diminuir na medida em que a reação prossegue durante um longo tempo. Porque, na etapa A, a primeira zona de reação é a zona de reação primária, o primeiro catalisador na mesma pode perder a primeira atividade. Em uma modalidade, a atividade catalítica sendo mais baixa do que um valor pré-fixado significa que a atividade do catalisador diminui ou é perdida. A atividade do catalisador pode ser caracterizada pela taxa de conversão da matéria-prima. Em uma modalidade, quando a taxa de conversão da matéria-prima é mais baixa do que 99,95%, tal como 99,91%, pode ser concluído que a atividade do catalisador caiu abaixo do valor pré-fixado.
[00027] Na etapa B, após o primeiro fluxo contendo benzeno e o primeiro fluxo contendo propileno serem desligados, não existe nenhum fluxo fluindo através da primeira zona de reação, ou nenhuma reação está ocorrendo na primeira zona de reação. A reação somente ocorre na segunda zona de reação, e todo o sistema de reação está em um é modo de operação de uma zona de reação. Neste momento, o primeiro catalisador na primeira zona de reação está em uma fase de recuperação de atividade. A atividade catalítica pode ser recuperada através de recuperação fora de linha, ou substituindo diretamente o catalisador com o primeiro catalisador novo.
[00028] Após a atividade do primeiro catalisador na primeira zona de reação ser recuperada, isto é, a regeneração ou substituição de catalisador desativado estar concluída, a reação comuta a partir da etapa B para a etapa C. O modo de operação de uma zona de reação é comutado ao modo de operação de duas zonas de reação. Na etapa C, a segunda zona de reação é a zona de reação primária e a primeira zona de reação é a zona de reação secundária.
[00029] Em uma modalidade do método de acordo com a presente invenção, na etapa C, um fluxo Ib parcial do primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno circulada para a primeira zona de reação, a razão de reciclo da segunda zona de reação sendo maior do que a da primeira zona de reação. Na etapa C, quando não existe nenhum fluxo a partir do primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno circulando para a primeira zona de reação, isto é, a razão de reciclo da primeira zona de reação é 0, a razão de reciclo da segunda zona de reação é ainda maior do que a da primeira zona de reação. A razão de reciclo da zona de reação primária é maior do que a da zona de reação secundária. Em uma modalidade preferida, na etapa C, a razão de reciclo da primeira zona de reação para a da segunda zona de reação está em uma faixa de 0~0,5, preferivelmente, 0,01~0,5.
[00030] Em outra modalidade do método de acordo com a presente invenção, na etapa C, as condições de operação da segunda zona de reação compreendem uma razão molar do benzeno no segundo fluxo contendo benzeno para o propileno no segundo fluxo contendo propileno de 0,5:1~3,0:1, a velocidade espacial horária de peso do segundo fluxo contendo propileno calculada pelo propileno de 0,1~10 h-1, a temperatura de reação de 90~180oC, a pressão de reação de 1,0~4,0 MPa, e a razão de reciclo de 1~50. Preferivelmente, a razão molar do benzeno no segundo fluxo contendo benzeno para o propileno no segundo fluxo contendo propileno é 1,0:1~3,0:1, a velocidade espacial horária de peso do segundo fluxo contendo propileno calculada por propileno é 0,2~5.,0 h-1, a temperatura de reação é 95~150oC, a pressão de reação é 2,0~3,0 MPa, e a razão de reciclo é 2~25.
[00031] Em outra modalidade do método da presente invenção, na etapa C, as condições de operação na primeira zona de reação compreendem uma temperatura de reação de 80~160oC, uma pressão de reação de 1,0~4,0 MPa, e uma velocidade espacial horária de peso de fase líquida de 1~100 h-1. Preferivelmente, uma temperatura de reação é 90~150oC, a pressão de reação é 2,0~3,0 MPa, e a velocidade espacial horária de peso de fase líquida é 1~60 h-1.
[00032] Em outra modalidade do método de acordo com a presente invenção, na etapa C, a razão de reciclo da primeira zona de reação é 0,1~15, preferivelmente, 0,1~10.
[00033] Através das etapas A a C de dito método, duas zonas de reação são dispostas de modo que uma ampla faixa de ajuste de temperatura pode ser realizada, deste modo diminuindo o teor de n-propil benzeno no produto e melhorando a taxa de conversão de propileno. Entretanto, operações de comutação entre duas zonas de reação e combinação de processo podem ser realizadas e a estabilidade operacional pode ser melhorada. A temperatura em cada zona de reação pode ser ajustada em uma faixa de 90~180oC de modo que a conversão total de propileno e baixo teor de impureza podem ser garantidos. Baseada na condição dos catalisadores nas zonas de reação, a operação de reação pode comutar entre as zonas de reação, o catalisador pode ser regenerado em linha nas zonas de reação, e mesmo somente uma zona de reação pode ser colocada em operação. O método da presente invenção não necessita de todo o aparelho de reação para paralisar quando substituindo o catalisador. O teor de n-propil benzeno pode ser menos do que 300 mg em 1 kg de isopropilbenzeno e a taxa de conversão de propileno pode estar acima de 99,99%. Melhor efeito técnico é assim obtido.
[00034] Em outra modalidade do método, na etapa C, o primeiro fluxo contendo benzeno e o primeiro fluxo contendo propileno são deixados dentro da primeira zona de reação de modo a obter melhor efeito técnico. A velocidade espacial horária de peso do primeiro fluxo contendo benzeno calculada por benzeno é 0,5~30 h-1, e a velocidade espacial horária de peso do primeiro fluxo contendo propileno calculada por propileno é 0,1~5 h-1.
[00035] De acordo com a presente invenção, na etapa C, a segunda zona de reação é a zona de reação primária e a primeira zona de reação é a zona de reação secundária. Como a reação prossegue durante um longo período de tempo, a atividade do segundo catalisador na segunda zona de reação diminui. Quando a atividade do segundo catalisador que é caracterizada por uma taxa de conversão de propileno diminui, a reação comuta da etapa C à etapa D.
[00036] Na etapa D, o segundo fluxo contendo benzeno e o segundo fluxo contendo propileno são desligados. Assim, não há nenhum fluxo passando através da segunda zona de reação, ou não existe nenhuma reação ocorrendo na segunda zona de reação. A reação ocorre somente na primeira zona de reação, isto é, somente uma zona de reação única está em operação em todo o sistema. Neste momento, o segundo catalisador na segunda zona de reação está em uma fase de recuperação de atividade. A atividade do catalisador pode ser recuperada através de regeneração fora de linha, ou substituindo diretamente o catalisador com segundo catalisador novo.
[00037] De acordo com a presente invenção, nas etapas B e D, somente uma zona de reação única está em operação. Os parâmetros tecnológicos das etapas B e D podem ser obtidos com referência à tecnologia existente que é bem conhecida de um perito na técnica, assim não será explicada em detalhes no presente documento.
[00038] Quando o segundo catalisador na segunda zona de reação recupera atividade, a reação comuta da etapa D à etapa A. Na medida em que a reação prossegue da etapa D para a etapa A, operações de comutação entre as zonas de reação são realizadas. Quando a atividade do segundo catalisador é recuperada, o modo de operação de uma zona de reação é comutado para o modo de operação de duas zonas de reação.
[00039] De acordo com outra modalidade da presente invenção, o método da presente invenção compreende as etapas A a D em operações de comutação, formando um conjunto de etapas para produzir continuamente isopropilbenzeno. De acordo com o método da presente invenção, mesmo quando o catalisador precisa ser substituído ou regenerado após um longo período de tempo de operação, não é necessário paralisar todo o aparelho de reação. Além disso, o teor de n-propil benzeno pode ser menos do que 200 mg em 1 kg de isopropilbenzeno e a taxa de conversão de propileno pode estar acima de 99,99%. Melhor efeito técnico é assim obtido.
[00040] De acordo com a presente invenção, na técnica anterior, a fim de reduzir o teor de n-propil benzeno no produto, o meio técnico de diminuir a temperatura de reação na zona de reação e razão de reciclo externa alta são adotados. No entanto, temperatura baixa e alta razão de reciclo certamente podem fazer com que a taxa de conversão de propileno diminua. Para resolver este problema, a presente invenção dispõe uma zona de reação primária e uma zona de reação secundária (a zona de reação com razão de reciclo mais alta é a zona de reação primária e a zona de reação com razão de reciclo mais baixa (incluindo 0 é a zona de reação secundária). A zona de reação primária opera sob uma razão de reciclo externa relativamente alta, e a zona de reação secundária opera sob razão de reciclo relativamente baixa ou com apenas qualquer material circulando externamente apresentado. Na etapa A, o propileno reage quase completamente na primeira zona de reação (zona de reação primária), e o fluxo que flui para fora da primeira zona de reação apenas entre na segunda zona de reação (zona de reação secundária) outra reação. O processo acima atualmente prolonga o tempo de residência, de modo que uma pequena quantidade de propileno não reagido na primeira zona de reação continua a reagir, deste modo garantindo uma alta taxa de conversão de propileno. Quando a primeira reação começa, a primeira zona de reação é a zona de reação primária e a segunda zona de reação é a zona de reação secundária. Quando a atividade do catalisador na primeira zona de reação diminui ou é perdida, as zonas de reação trocam de lugar, e a reação prossegue para a etapa C, isto é, a primeira zona de reação torna-se a zona de reação secundária e a segunda zona de reação torna-se a zona de reação primária, deste modo realizando um processo de produção estável. Usando uma combinação de pelo menos duas zonas de reação, o método da presente invenção permite uma faixa relativamente ampla de ajuste de temperatura, deste modo diminuindo o teor de n-propil benzeno e melhorando a taxa de conversão de propileno. Entretanto, as operações de comutação entre as zonas de reação e combinação de processo podem ser obtidas e a estabilidade operacional do aparelho pode ser melhorada.
[00041] De acordo com a presente invenção, a temperatura de alquilação na técnica anterior é geralmente em torno de 150oC, a faixa de ajuste da temperatura está dentro de 10oC, ou mesmo menor do que 5oC. Troca da temperatura pode influenciar severamente na taxa de conversão de propileno e o teor de impureza de n-propil benzeno. A presente invenção dispõe uma zona de reação primária e uma zona de reação secundária e permite que as temperaturas na zona de reação primária e na zona de reação secundária sejam ajustadas separadamente. A temperatura em cada uma das zonas de reação, em particular na zona de reação primária, pode ser ajustada em uma faixa de 90~180oC. Assim, a conversão total de propileno e baixo teor de impureza podem ser garantidos.
[00042] De acordo com a presente invenção, baseado na condição dos catalisadores, a reação pode comutar entre as zonas de reação e os catalisadores podem ser regenerados nas zonas de reação. e pode ainda ser percebido que somente uma zona de reação está em operação enquanto o catalisador na outra zona de reação é regenerado em linha. Assim, a interrupção para o processo tecnológico pode ser evitada e produção contínua de isopropilbenzeno pode ser realizada. Portanto, a presente invenção tem alto valor econômico e social.
[00043] Combinando duas zonas de reação de acordo com a presente invenção, isopropilbenzeno pode ser produzido com alta eficácia, mesmo sob uma razão de benzeno para propileno baixa. A taxa de conversão de propileno pode estar acima de 99,99%. A taxa de desativação do catalisador pode ser reduzida sem ter que paralisar o processo de reação, deste modo realizando operação contínua. O benefício econômico e social da presente invenção é significativo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[00044] A figura. 1 mostra esquematicamente um processo tecnológico de um exemplo da presente invenção,
[00045] a figura 2 mostra esquematicamente um processo tecnológico da técnica anterior, e
[00046] a figura 3 mostra um fluxograma do processo de um exemplo da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES
[00047] A presente invenção será explicada em detalhes com referência às modalidades e aos desenhos anexos.
[00048] A figura 1 mostra esquematicamente um processo tecnológico de acordo com um exemplo da presente invenção. A presente invenção compreende uma primeira zona de reação e a segunda zona de reação, cada uma compreendendo dois leitos de catalisador tendo catalisadores nos mesmos. Nas figuras 1 e 2, o sinal de referência 1 indica a primeira zona de reação, 2 indica a segunda zona de reação, 4 indica um primeiro fluxo contendo benzeno, e 5 indica um primeiro fluxo contendo propileno.
[00049] Um método para produzir isopropilbenzeno de acordo com a presente invenção compreende as seguintes etapas.
[00050] Etapa A: o primeiro fluxo contendo benzeno 4 e o primeiro fluxo contendo propileno 5 são deixados dentro da primeira zona de reação 1 para contatar um primeiro catalisador para alquilação, obtendo um primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno 12.
[00051] O primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno 12 é dividido em dois fluxos (fluxo 17 e fluxo 15). Um fluxo (fluxo 17 que corresponde ao fluxo Ia) circula de volta para a primeira zona de reação 1 e o outro fluxo (fluxo 15 que corresponde ao fluxo IIa) entra na segunda zona de reação 2.
[00052] O fluxo que entra na segunda zona de reação 2 contata um segundo catalisador para alquilação, obtendo um segundo fluxo contendo isopropilbenzeno 13.
[00053] Pelo menos um fluxo parcial (fluxo 14 que corresponde ao fluxo IIIa) do segundo fluxo contendo isopropilbenzeno 13 é purificado, obtendo o produto isopropilbenzeno.
[00054] O processo como mostrado na figura 1 compreende ainda a etapa em que um fluxo parcial 18 (correspondendo ao fluxo IVa) do segundo fluxo contendo isopropilbenzeno 13 circula de volta para a segunda zona de reação 2. O processo como mostrado na figura 1 pode compreender ainda a etapa (não mostrada) de alimentar um segundo fluxo contendo benzeno e/ou um segundo fluxo contendo propileno dentro da segunda zona de reação 2.
[00055] A figura 2 mostra um processo tecnológico na técnica anterior. Somente um reator 1 compreendendo quatro leitos de catalisador está disposto. O primeiro fluxo contendo propileno 5 é dividido em quatro partes e entra nos quatro leitos de catalisador, respectivamente. O primeiro fluxo contendo benzeno 4 entra no reator a partir do topo. O fluxo de produto é indicado por um sinal de referência 14.
[00056] A figura 3 mostra um fluxo tecnológico de acordo com um exemplo da presente invenção. Quando a reação começa, a primeira zona de reação (tal como um reator) é a zona de reação primária e a segunda zona de reação (tal como um reator) é a zona de reação secundária. A etapa A compreende as seguintes subetapas. O primeiro fluxo contendo benzeno 4 entra na primeira zona de reação 1 a partir do topo. O primeiro fluxo contendo propileno 5 entra em dois leitos de catalisador, respectivamente, através de uma válvula 6 e uma válvula 7 e reage sob a presença do primeiro catalisador, obtendo um fluxo 12 contendo benzeno, isopropilbenzeno, poli-isopropilbenzeno e traços de propileno. O fluxo 12 que flui para for a da primeira zona de reação 1 é dividido em dois fluxos compreendendo um fluxo 17 (correspondendo ao fluxo Ia) que circula de volta para a primeira zona de reação 1 através de uma bomba de circulação 3 e um fluxo 15 (correspondendo ao fluxo IIa) que entra diretamente na segunda zona de reação 2. O fluxo que entra na segunda zona de reação 2 contata o segundo catalisador e continua a reagir, obtendo um segundo fluxo contendo isopropilbenzeno 13. Fluxo parcial (fluxo 14 que corresponde ao fluxo IIIa) do segundo fluxo contendo isopropilbenzeno 13 é purificado, obtendo o produto isopropilbenzeno. As operações acima são realizadas sob a condição de que as válvulas 6, 7, 28, 29, 30, 31, e 32 estejam abertas e as válvulas 10, 11, 23, 24, 25, 26, e 27 estejam fechadas. O método compreende ainda circular um fluxo parcial 18 (correspondendo ao fluxo IVa) doe segundo fluxo contendo isopropilbenzeno 13 de volta para a segunda zona de reação 2 (por exemplo, o fluxo 18 circula de volta para a segunda zona de reação como um fluxo 22 passando através da válvula 26 na etapa A. Neste momento, válvula 24 e a válvula 26 estão abertas, mas permitem que somente fluxos muito finos passem através. O processo como mostrado na figura 1 pode compreender ainda alimentar um segundo fluxo contendo benzeno 8 e/ou um segundo fluxo contendo propileno 9 dentro da segunda zona de reação 2. Neste momento, as válvulas 10, 11, e 23 estão abertas, mas permitem que somente fluxos muito finos passem através.
[00057] Como a reação prossegue para uma determinada fase, a atividade do primeiro catalisador cai abaixo de um valor pré-fixado (diminui ou é perdida), a reação comuta a partir da etapa A para a etapa B. O modo de operação de duas zonas de reação na etapa A é comutado a um modo de operação de zona de reação única na etapa B. O primeiro fluxo contendo benzeno 4 e o primeiro fluxo contendo propileno 5 são desligados, tal como fechando as válvulas 6, 7, e 28. Somente o segundo fluxo contendo benzeno 8 e o segundo fluxo contendo propileno 9 são deixados na segunda zona de reação 2 para contatar o segundo catalisador para alquilação, obtendo o segundo fluxo contendo isopropilbenzeno 13. O segundo fluxo contendo isopropilbenzeno 13 é dividido em dois fluxos. Um fluxo (fluxo 18 correspondendo ao fluxo IVa) circula de volta à segunda zona de reação através das válvulas 24 e 26 e o outro fluxo (fluxo 14 correspondendo ao fluxo IIIa) é purificado, obtendo o produto isopropilbenzeno. Neste momento, as válvulas 6, 7, 28, 25, 27, 29, 30, e 31 estão fechadas e as válvulas 10, 11, 23, 24, 26, e 32 estão abertas. Ao mesmo tempo, o catalisador desativado na primeira zona de reação está em uma fase de recuperação de atividade, por exemplo, por regeneração ou substituição.
[00058] Quando a atividade do primeiro catalisador é recuperada, isto é, a regeneração ou substituição do catalisador desativado está concluída, a reação prossegue da etapa B para a etapa C. O modo de operação de suas zonas de reação. Neste ponto de tempo, a segunda zona de reação é a zona de reação primária e a primeira zona de reação é a zona de reação secundária. O segundo fluxo contendo benzeno 8 entra na segunda zona de reação a partir do topo. O segundo fluxo contendo propileno 9 entra nos dois leitos de catalisador, respectivamente, através da válvula 10 e da válvula 11 e contata o segundo catalisador para reação, obtendo o fluxo 13 contendo benzeno, isopropilbenzeno, e poli-isopropilbenzeno. O fluxo 13 que flui para fora da segunda zona de reação é dividido em dois fluxos compreendendo um fluxo 18 que circula de volta para a segunda zona de reação através da bomba de circulação 3 como um fluxo 22 (correspondendo ao fluxo IVb) e um fluxo 16 (correspondendo ao fluxo IIIb) que entra diretamente na primeira zona de reação para outra reação. O primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno 12 é obtido a partir do fundo da primeira zona de reação. O fluxo parcial do primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno 12 flui através da válvula 27 e entra em uma fase de purificação como um fluxo 32 (correspondendo ao fluxo IIb), obtendo isopropilbenzeno. As operações acima são realizadas sob a condição de que as válvulas 10, 11, 23, 24, 25 26, e 27 estejam abertas e as válvulas 6, 7, 28, 29, 30, 31, e 32 estejam fechadas. Em um exemplo da etapa C, um fluxo parcial 17 do primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno 12 circula de volta à primeira zona de reação 1 através de uma bomba de circulação como um fluxo 21 (correspondendo ao fluxo Ib). Neste momento, as válvulas 30 e 29 estão abertas, mas permitem que somente fluxos muito finos passem através. Em outro exemplo da etapa C, o primeiro fluxo contendo benzeno 4 e/ou o primeiro fluxo contendo propileno 5 são deixados na primeira zona de reação 1. Neste momento, as válvulas 6, 7, e 28 estão abertas, mas permitem que somente fluxos muito finos passem através.
[00059] Como a reação prossegue para uma determinada fase, a atividade do segundo catalisador na zona de reação principal na etapa C cai abaixo do valor pré-fixado (a atividade diminui ou é perdida). A reação comuta a partir de duas zonas de reação operando na etapa C para a zona de reação única operando na etapa D. O segundo fluxo contendo benzeno 8 e o segundo fluxo contendo propileno 9 são desligados. Somente o primeiro fluxo contendo benzeno 4 e o primeiro fluxo contendo propileno 5 são deixados na primeira zona de reação 1 e contatam o primeiro catalisador para alquilação, obtendo o primeiro fluxo 12 contendo isopropila. O primeiro fluxo 12 contendo isopropila é dividido em dois fluxos. Um fluxo (fluxo 17) circula de volta para a primeira zona de reação através da bomba de circulação 3 como um fluxo 21 (correspondendo ao fluxo Ib). O outro fluxo flui através da válvula e entra em uma fase de purificação como um fluxo 32 (correspondendo ao fluxo IIb), obtendo o produto isopropilbenzeno. Neste momento, as válvulas 6, 7, 28, 27, 29, e 30 são abertas e o restante das válvulas está fechado. O catalisador na segunda zona de reação está em uma fase de recuperação de atividade ou substituição.
[00060] Após a atividade do segundo catalisador na segunda zona de reação ser recuperada, isto é, a regeneração ou substituição do catalisador desativado está concluída, a reação prossegue da etapa D para a etapa A. A primeira zona de reação é a zona de reação primária e a segunda zona de reação é a zona de reação secundária. O modo de operação da zona de reação única na etapa D é comutado a um modo de operação de duas zonas de reação na etapa A.
EXEMPLO 1
[00061] O processo da tecnologia como mostrado na figura 1 compreende dois reatores, a saber um primeiro reator e um segundo reator. Cada um dos reatores compreende dois leitos de catalisador. Cada leito de catalisador é carregado com 20 g catalisador de zeólito MCM-56.
[00062] O primeiro reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 125oC, uma pressão de reação de 2.5 MPa, um fluxo de benzeno de 135 g/h, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 20 g/h, uma razão de benzeno para propileno de 1,8, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1.0 h- 1, um fluxo de circulação de 1050 g/h, e uma razão de reciclo de 6.
[00063] O segundo reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 115oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, uma velocidade especial de fase líquida de 4,4 h- 1, e uma razão de reciclo de 0.
[00064] Após operar continuamente durante 15 dias, resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,99% e 92 mg de n-propil benzeno in 1 kg do produto isopropilbenzeno são obtidos.
EXEMPLO 2
[00065] O processo da tecnologia mostrado na figura 1 compreende dois reatores, a saber, o primeiro reator e o segundo reator. Cada um do primeiro reator e do segundo reator compreende dois leitos de catalisador. O primeiro catalisador e o segundo catalisador são os mesmos. Cada um dos leitos de catalisador é carregado com 10 g de catalisador. O catalisador é preparado de acordo com um método como divulgado no exemplo 3 da literatura CN 200410066636.2.
[00066] As condições de operação no primeiro reator compreendem uma temperatura de reação em cada um do leitos de catalisador de 120oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de benzeno de 84 g/h, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 15 g/h, uma razão de benzeno para propileno de 1,5, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1,5 h-1, um fluxo de circulação de 798 g/h, e uma razão de reciclo de 7,0.
[00067] As condições de operação no segundo reator compreendem uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 110oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 0 g/h, um fluxo de benzeno de 0 g/h, uma velocidade especial de fase líquida de 11 h-1, um fluxo de circulação de 110 g/h, e uma razão de reciclo de 0.
[00068] Após operar continuamente durante 15 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,99% e 87 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno são obtidos.
EXEMPLO 3
[00069] O processo da tecnologia como mostrado na figura 1 compreende dois reatores, a saber, o primeiro reator e o segundo reator. Cada um do primeiro reator e do segundo reator compreende três leitos de catalisador. O primeiro catalisador e o segundo catalisador são os mesmos. Cada um dos leitos de catalisador é carregado com 20 g de catalisador. O catalisador é preparado de acordo com um método como divulgado no exemplo 3 da literatura CN 200410066636.2.
[00070] As condições de operação no primeiro reator compreendem uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 135oC, a pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de benzeno de 220 g/h, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 20 g/h, uma razão de benzeno para propileno de 2,0, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1,0 h-1, um fluxo de circulação de 1692 g/h, e uma razão de reciclo de 6.
[00071] O segundo reator opera sob as seguintes condições de operação: uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 105oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno no primeiro leito de catalisador de 5 g/h e nenhum propileno entrando em nenhum dos outros dois leitos de catalisador, uma velocidade espacial de fase líquida de 4.8 h-1, um fluxo de circulação de 340 g/h, e uma razão de reciclo de 1,2.
[00072] Após operar continuamente durante 7 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,99% e 50 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno são obtidos.
EXEMPLO 4
[00073] O processo da tecnologia como mostrado na figura 1 compreende dois reatores, a saber, o primeiro reator e o segundo reator. Cada um do primeiro reator e do segundo reator compreende um leito de catalisador. O primeiro catalisador e o segundo catalisador são os mesmos. Cada leito de catalisador é carregado com 20 g de catalisador. O catalisador é preparado de acordo com um método como divulgado no exemplo 3 da literatura CN 200410066636.2.
[00074] O primeiro reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação no leito de catalisador de 135oC, uma pressão de reação de 3,0 MPa, um fluxo de benzeno de 167 g/h, um fluxo de propileno entrando no leito de catalisador de 30 g/h, uma razão de benzeno para propileno de 3,0, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1,5 h-1, um fluxo de circulação de 2360 g/h, e uma razão de reciclo de 12.
[00075] O segundo reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação no leito de catalisador de 110oC, uma pressão de reação de 3,0 MPa, uma velocidade espacial de fase líquida de 10 h-1, um fluxo de circulação de 0 g/h, e uma razão de reciclo de 0.
[00076] Após operar continuamente durante 15 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,99% e 110 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno são obtidos.
EXEMPLO 5
[00077] O processo da tecnologia como mostrado na figura 1 compreende dois reatores, a saber, o primeiro reator e o segundo reator. Cada um do primeiro reator e do segundo reator compreende dois leitos de catalisador. Ambos o primeiro catalisador e o segundo catalisador são zeólito MCM-56. Cada um dos leitos de catalisador é carregado com 10 g de catalisador.
[00078] O primeiro reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 110oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de benzeno de 279 g/h, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 30 g/h, uma razão de benzeno para propileno de 2,5, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 3.0 h- 1, um fluxo de circulação de 2700 g/h, e uma razão de reciclo de 8,0.
[00079] O segundo reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 100oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, uma velocidade espacial de fase líquida de 17 h-1, um fluxo de benzeno de 0 g/h, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 0 g/h, e uma razão de reciclo de 0.
[00080] Após operar continuamente durante 7 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,99% e 75 mg de n-propil benzeno em 1 kg de produto isopropilbenzeno são obtidos.
EXEMPLO 6
[00081] O processo da tecnologia como mostrado na figura 1 compreende dois reatores, a saber, o primeiro reator e o segundo reator. Cada um do primeiro reator e do segundo reator compreende dois leitos de catalisador. O primeiro catalisador e o segundo catalisador são os mesmos. Cada um dos leitos de catalisador é carregado com 10 g de catalisador. O catalisador é preparado de acordo com um método como divulgado no exemplo 2 da literatura CN 200610029980.3.
[00082] O primeiro reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 115oC, uma pressão de reação de 2,7 MPa, um fluxo de benzeno de 75 g/h, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 8 g/h, uma razão de benzeno para propileno de 2,5, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 0,8 h- 1, um fluxo de circulação de 275 g/h, e uma razão de reciclo de 3,0.
[00083] O segundo reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 120oC, uma pressão de reação de 2,7 MPa, um fluxo de benzeno de 75 g/h, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 0 g/h, um fluxo de circulação de 91 g/h, uma razão de reciclo de 0,5, e uma velocidade espacial de fase líquida de 9.1 h-1.
[00084] Após operar continuamente durante 7 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,98% e 97 mg de n-propil benzeno em 1 kg de produto isopropilbenzeno são obtidos.
EXEMPLO DE COMPARAÇÃO 1
[00085] Um processo da tecnologia como mostrado na figura 2 compreende somente uma zona de reação (um reator). O reator compreende quatro leitos de catalisador. O propileno é dividido em quatro partes e entra nos quatro leitos de catalisador, respectivamente. O benzeno entra no reator a partir do topo. Cada um dos leitos de catalisador é carregado com 10 g de catalisador pré-formado contendo zeólito MCM-22.
[00086] O reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 140oC, uma pressão de reação de 2,7 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 15 g/h, um fluxo de benzeno de 178g/h, um fluxo de circulação de 1428 g/h, uma razão de benzeno para propileno de 1,6, a velocidade espacial horária de peso de propileno de 1.5 h-1, e uma razão de reciclo de 6,0.
[00087] Após operar continuamente por 15 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,0% e 170 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno são obtidos. Os resultados mostram que sob a condição de razão de benzeno para propileno baixa, a taxa de conversão de propileno é relativamente baixa e o teor de n-propil benzeno é relativamente alto.
[00088] Pode ser aprendido a partir dos resultados acima que sob razão de benzeno para propileno baixa na técnica anterior, a taxa de conversão de propileno é relativamente baixa e o teor de n-propil benzeno é relativamente alto. No entanto, de acordo com o método da presente invenção, taxa de conversão de propileno alta, duração de operação longa do catalisador, e baixo teor de n-propil benzeno podem ser realizados sob razão de benzeno para propileno ainda mais baixa. O método da presente invenção obteve resultados mais compreensivos, tendo assim melhores benefícios econômicos e sociais, bem como um prospecto de aplicação mais amplo.
EXEMPLO 7
[00089] Um processo da tecnologia como mostrado na figura 3 compreende uma primeira zona de reação e uma segunda zona de reação. Cada uma da primeira zona de reação e da segunda zona de reação compreende um reator. Cada reator compreende dois leitos de catalisador. Cada um dos leitos de catalisador é carregado com 10 g catalisador de zeólito MCM-22.
[00090] Quando a reação começa, a primeira zona de reação (reator) é a zona de reação primária e a segunda zona de reação (reator) é a zona de reação secundária. As válvulas 6, 7, 28, 29, 30, 31, e 32 estão abertas e as válvulas 10, 11, 23, 25, e 27 estão fechadas. As válvulas 24 e 26 permitem que somente uma pequena quantidade do fluxo de circulação passe através. O primeiro reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 105oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 10 g/h, um fluxo de benzeno de 75 g/h, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1,0 h-1, um fluxo de circulação de 475 g/h, e uma razão de reciclo de 5,0. O segundo reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 125oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 0 g/h, um fluxo de benzeno de 0 g/h, um fluxo de circulação de 95 g/h, uma razão de reciclo de 1,0, e uma velocidade espacial de fase líquida de 9.5 h-1. Após operar continuamente durante 30 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,95% na saída do primeiro reator, uma taxa de conversão de propileno de 99,99% na saída do segundo reator e 60 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno na saída do segundo reator são obtidos.
[00091] Após operar continuamente durante 150 dias, uma taxa de conversão de propileno de 99,91% na saída do primeiro reator e uma taxa de conversão de propileno de 99,99% na saída do segundo reator são obtidas. O modo de operação de dois reatores é comutado a um modo de operação de reator único. O segundo reator está em operação enquanto o primeiro reator está em uma fase de recuperação de atividade de catalisador fora de linha. As válvulas 6, 7, 25, 27, 28, 29, 30, e 31 estão completamente fechadas e não deixam nenhum fluxo passar através. Entretanto, as válvulas 10, 11, 23, 24, 26, e 32 estão abertas. As condições de operação no segundo reator neste momento incluem uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 135oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 10 g/h, um fluxo de benzeno de 75 g/h, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1,0 h-1, um fluxo de circulação de 475 g/h, e uma razão de reciclo de 5,0. Os resultados da reação incluem uma taxa de conversão de propileno de 99,99% e 76 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno.
[00092] Após a regeneração do catalisador no primeiro reator estar concluída, a operação de um reator único é comutada de volta à operação de ambos os reatores. O primeiro reator após regeneração do catalisador retorna ao sistema de reação e torna-se o reator secundário; entretanto, o segundo reator permanece para operar como o reator primário. As válvulas 10, 11, 23, 24, 25, 26, e 27 estão abertas e as válvulas 6, 7, 28, 31, e 32 estão fechadas. As válvulas 30 e 29 permitem que somente um fluxo de circulação pequeno passe através. Neste momento, as condições de operação no segundo reator (o reator primário) incluem uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 135oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 10 g/h, um fluxo de benzeno de 75 g/h, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1,0 h- 1, um fluxo de circulação de 475 g/h, e uma razão de reciclo de 5,0. As condições de operação no primeiro reator (r secundário) incluem uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 125oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 0 g/h, um fluxo de benzeno de 0 g/h, um fluxo de circulação de 95 g/h, uma razão de reciclo de 1.0, e uma velocidade espacial de fase líquida de propileno de 9.5 h-1.
[00093] Após operar continuamente durante 30 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,96% na saída do segundo reator, uma taxa de conversão de propileno de 99,99% na saída do primeiro reator e 66 mg de n-propil benzeno em 1 kg de isopropilbenzeno na saída do primeiro reator são obtidos.
EXEMPLO 8
[00094] O exemplo 8 é aproximadamente o mesmo como no exemplo 7; ele é diferente do exemplo 7 nos seguintes aspectos. No exemplo 8, o catalisador é preparado de acordo com um método divulgado na literatura CN 200410066636.2. Após o término da regeneração do catalisador no primeiro reator, o primeiro reator retorna para o sistema de reação. O segundo reator é o reator primário e o primeiro reator é o reator secundário. As válvulas 6 e 7 permitem somente que uma pequena quantidade de fluxo passe através. O segundo reator opera sob as condições de operação incluindo um temperatura em cada um dos leitos de catalisador de 125oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisado de 15 g/h, um fluxo de benzeno de 105 g/h, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1,5 h-1, um fluxo de circulação de 800 g/h, e uma razão de reciclo de 5,9. O primeiro reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura em cada um dos leitos de catalisador de 110oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 2 g/h, um fluxo de benzeno de 0 g/h, um fluxo de circulação de 120 g/h, uma razão de reciclo de 0,9, e uma velocidade espacial de fase líquida de 13 h-1. Após operar continuamente durante 30 dias, os resultados da reação incluindo um taxa de conversão de propileno de 99,99% e 95 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno são obtidos.
EXEMPLO 9
[00095] Um processo da tecnologia como mostrado na figura 3 compreende dois reatores, cada um compreendendo três leitos de catalisador. Cada um dos leitos de catalisador é carregado com 10 g de catalisador que é preparado de acordo com o método divulgado no exemplo 3 da literatura CN200410066636.2.
[00096] Quando a reação começa, as válvulas 6, 7, 28, 29, 30, 31, e 32 estão abertas e as válvulas 10, 11, 25, e 27 estão fechadas. As válvulas 23, 24, e 26 permitem que somente uma pequena quantidade de fluxo de circulação passe através. O primeiro reator é o reator primário e o segundo reator é o reator secundário. O primeiro reator opera sob a condição de operação incluindo uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 95oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 15 g/h, um fluxo de benzeno de 210 g/h, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1.5 h-1, um fluxo de circulação de 1500 g/h, e uma razão de reciclo de 5.9. O segundo reator opera sob a condição de operação incluindo uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 110oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando no primeiro leito de catalisador de 5 g/h e no fluxo de propileno entrando nos outros dois leitos de catalisador, um fluxo de benzeno de 20 g/h, um fluxo de circulação de 320 g/h, uma razão de reciclo de 1,1, e uma velocidade espacial de fase líquida de 20 h-1. Após operar continuamente durante 7 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,99% e 50 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno são obtidos.
[00097] Após operar continuamente sob as condições acima durante 150 dias, uma taxa de conversão de propileno de 99,91% na saída do primeiro reator e uma taxa de conversão de propileno de 99,99% na saída do segundo reator são obtidas. O modo de operação de dois reatores é comutado a um modo de operação de reator único. O segundo reator está em operação enquanto o primeiro reator está em uma fase de recuperação de atividade de catalisador fora de linha. As válvulas 6, 7, 25, 27, 28, 29, 30, e 31 estão totalmente fechadas e não deixam nenhum fluxo passar através. Entretanto, as válvulas 10, 11, 23, 24, 26, e 32 estão abertas. As condições de operação no segundo reator neste momento incluem uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 135oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 10 g/h, um fluxo de benzeno de 75 g/h, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1.0 h-1, um fluxo de circulação de 475 g/h, e uma razão de reciclo de 5,0. Os resultados da reação incluem uma taxa de conversão de propileno de 99,99% e 76 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno.
[00098] Após a regeneração do catalisador no primeiro reator ser concluída, a operação de um reator único é comutada de volta à operação de ambos os reatores. O primeiro reator após regeneração do catalisador retorna para o sistema de reação e torna-se o reator secundário; entretanto, o segundo reator permanece para operar como o reator primário. As válvulas 10, 11, 23, 24, 25, 26, e 27 estão fechadas e as válvulas 6, 7. 28, 31, e 32 estão fechadas. As válvulas 30 e 29 permitem que somente um pequeno fluxo de circulação passe através. Neste momento, as condições de operação no segundo reator (o reator primário) incluem uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 135oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 10 g/h, um fluxo de benzeno de 75 g/h, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1,0 h-1, um fluxo de circulação de 475 g/h, e uma razão de reciclo de 5,0. As condições de operação no primeiro reator (o reator secundário) incluem uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 125oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 0 g/h, um fluxo de benzeno de 0 g/h, um fluxo de circulação de 95 g/h, uma razão de reciclo de 1,0, e uma velocidade espacial de fase líquida de propileno de 9,5 h-1.
[00099] Após operar continuamente durante 30 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,96% na saída do segundo reator, uma taxa de conversão de propileno de 99,99% na saída do primeiro reator e 66 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno na saída do primeiro reator são obtidos.
EXEMPLO 10
[000100] O processo da tecnologia como mostrado na figura 3 compreende dois reatores, cada um compreendendo somente um leito de catalisador. O leito de catalisador de cada reator é carregado com 20 g de catalisador. O catalisador é preparado de acordo com o método divulgado no exemplo 3 da literatura CN 200410066636.2.
[000101] Quando a reação começa, as válvulas 6, 7, 28, 29, 30, 31, e 32 estão abertas e as válvulas 10, 11, 23, 24, 25, 26 e 27 estão fechadas. O primeiro reator de reação é o reator primário e o segundo reator de reação é o reator secundário. O primeiro reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação em cada leito de catalisador de 135oC, uma pressão de reação de 3,0 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada leito de catalisador de 60 g/h, um fluxo de benzeno de 167 g/h, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1.5 h- 1, um fluxo de circulação de 2360 g/h, e uma razão de reciclo de 10. Oe segundo reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação em cada leito de catalisador de 110oC, uma pressão de reação de 3,0 MPa, um fluxo de propileno entrando no leito de catalisador de 0 g/h, um fluxo de benzeno de 0 g/h, um fluxo de circulação de 0 g/h, uma razão de reciclo de 0, e uma velocidade espacial de fase líquida de 5,6 h-1. Após operar continuamente durante 15 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,99% e 105 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno são obtidos.
[000102] Após operar continuamente sob as condições acima durante 150 dias, uma taxa de conversão de propileno de 99,91% na saída do primeiro reator e uma taxa de conversão de propileno de 99,99% na saída do segundo reator são obtidas. O modo de operação de dois reatores é comutado a um modo de operação de reator único. O segundo reator está em operação enquanto o primeiro reator está em uma fase de recuperação de atividade de catalisador fora de linha. As válvulas 6, 7, 25, 27, 28, 29, 30, e 31 estão totalmente fechadas e não deixam nenhum fluxo passar através. Entretanto, as válvulas 10, 11, 23, 24, 26, e 32 estão abertas. As condições de operação no segundo reator neste momento incluem uma temperatura de reação no leito de catalisador de 135oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando no leito de catalisador de 10 g/h, um fluxo de benzeno de 75 g/h, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 10 h-1, um fluxo de circulação de 475 g/h, e uma razão de reciclo de 5,0. Os resultados da reação incluem uma taxa de conversão de propileno de 99,99% e 76 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno.
[000103] Após a regeneração do catalisador no primeiro reator estar concluída, a operação de um reator único é comutada de volta à operação de ambos os reatores. O primeiro reator após regeneração do catalisador retorna para o sistema de reação e torna-se o reator secundário; entretanto, o segundo reator permanece para operar o reator primário. As válvulas 10, 11, 23, 24, 25, 26, e 27 estão abertas e as válvulas 6, 7. 28, 31, e 32 estão fechadas. As válvulas 30 e 29 permitem que somente um pequeno fluxo de circulação passe através. Neste momento, as condições de operação no segundo reator (o reator primário) incluem uma temperatura de reação no leito de catalisador de 135oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando no leito de catalisador de 10 g/h, um fluxo de benzeno de 75 g/h, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1.0 h-1, um fluxo de circulação de 475 g/h, e uma razão de reciclo de 5,0. As condições de operação no primeiro reator (o reator secundário) incluem uma temperatura de reação no leito de catalisador de 125oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando no leito de catalisador de 0 g/h, um fluxo de benzeno de 0 g/h, um fluxo de circulação de 95 g/h, uma razão de reciclo de 1,0, e uma velocidade espacial de fase líquida de 9,5 h-1.
[000104] Após operar continuamente durante 30 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,96% na saída do segundo reator, uma taxa de conversão de propileno de 99,99% na saída do primeiro reator e 66 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno na saída do primeiro reator são obtidos.
EXEMPLO 11
[000105] O processo da tecnologia como mostrado na figura 3 compreende dois reatores, cada um compreendendo dois leitos de catalisador. Cada um dos leitos de catalisador de cada reator é carregado com 30 g de catalisador. O catalisador é preparado de acordo com o método divulgado no exemplo 3 da literatura CN 200410066636.2.
[000106] Quando a reação começa, as válvulas 6, 7, 28, 29, 30, 31, e 32 estão abertas e as válvulas 10, 11, 23, 24, 25, 26 e 27 estão fechadas. O primeiro reator de reação é o reator primário e o segundo reator de reação é o reator secundário. O primeiro reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 125oC, uma pressão de reação de 2,7 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 30 g/h, um fluxo de benzeno de 178 g/h, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1,0 h-1, um fluxo de circulação de 1200 g/h, e uma razão de reciclo de 5,0. O segundo reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 110oC, uma pressão de reação de 2,7 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um do leitos de catalisador de 0 g/h, um fluxo de benzeno de 0 g/h, um fluxo de circulação de 0 g/h, uma razão de reciclo de 0, e uma velocidade espacial de fase líquida de 7.9 h-1. Após operar continuamente durante 10 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,99% e 88 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno são obtidos.
[000107] Após operar continuamente sob as condições acima durante 150 dias, uma taxa de conversão de propileno de 99,91% na saída do primeiro reator e uma taxa de conversão de propileno de 99,99% na saída do segundo reator são obtidas. O modo de operação de dois reatores é comutado a um modo de operação de reator único. O segundo reator está em operação enquanto o primeiro reator está em uma fase de recuperação de atividade de catalisador fora de linha. As válvulas 6, 7, 25, 27, 28, 29, 30, e 31 estão totalmente fechadas e não deixam nenhum fluxo passar através. Entretanto, as válvulas 10, 11, 23, 24, 26, e 32 estão abertas. As condições de operação no segundo reator neste momento incluem uma temperatura de reação em cada um dos leitos catalisador de 135oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 10 g/h, um fluxo de benzeno de 75 g/h, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1,0 h-1, um fluxo de circulação de 475 g/h, e uma razão de reciclo de 5,0. Os resultados da reação incluem uma taxa de conversão de propileno de 99,99% e 76 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno.
[000108] Após a regeneração do catalisador no primeiro reator estar concluída, uma operação de um reator único é comutada de volta à operação de ambos os reatores. O primeiro reator após a regeneração do catalisador retorna ao sistema de reação e torna-se o reator secundário; entretanto, o segundo reator permanece para operar como o reator primário. As válvulas 10, 11, 23, 24, 25, 26, e 27 estão abertas e as válvulas 6, 7, 28, 31, e 32 estão fechadas. As válvulas 30 e 29 permitem que somente um fluxo de circulação pequeno passe através. Neste momento, as condições de operação no segundo reator (o reator primário) incluem uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 135oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 10 g/h, um fluxo de benzeno de 75 g/h, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 1,0 h-1, um fluxo de circulação de 475 g/h, e uma razão de reciclo de 5,0. As condições de operação no primeiro reator (o reator secundário) incluem uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 125oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 0 g/h, um fluxo de benzeno de 0 g/h, um fluxo de circulação de 95 g/h, uma razão de reciclo de 1,0, e uma velocidade espacial de fase líquida de 9,5 h- 1 .
[000109] Após operar continuamente durante 30 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,96% na saída do segundo reator, uma taxa de conversão de propileno de 99,99% na saída do primeiro reator e 66 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno na saída do primeiro reator são obtidos.
EXEMPLO 12
[000110] O exemplo 12 é aproximadamente o mesmo como no exemplo 7; ele é diferente do exemplo 7 nos seguintes aspectos. No exemplo 12, cada leito de catalisador de cada reator é carregado com 10 g de catalisador de zeólito MCM- 56. Após a regeneração do catalisador no primeiro reator estar concluída, o primeiro reator retorna ao sistema de reação. O segundo reator permanece para operar como o reator primário e o primeiro reator é o reator secundário. A válvula 6 permite que somente um fluxo pequeno passe através e as válvulas 29 e 30 estão fechadas. O segundo reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação em cada leito de catalisador de 100oC, uma pressão de reação de 2,5MPa um fluxo de propileno entrando em cada leito de catalisador de 30 g/h, um fluxo de benzeno de 450 g/h, uma velocidade espacial horária de peso de propileno de 3,0 h-1, um fluxo de circulação de 2550 g/h, e uma razão de reciclo de 5,0. O primeiro reator opera sob as condições de operação incluindo uma temperatura de reação em cada leito de catalisador de 110oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando no primeiro leito de catalisador de 2 g/h, um fluxo de propileno entrando no segundo leito de catalisador de 0 g/h, um fluxo de circulação de 0 g/h, uma razão de reciclo de 0, e uma velocidade espacial de fase líquida de 25 h-1. Após operar continuamente durante 7 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,98% e 55 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno são obtidos.
EXEMPLO COMPARATIVO 2
[000111] Um processo de tecnologia como mostrado na figura 2 compreende somente um reator. O reator compreende quatro leitos de catalisador. Propileno é dividido em quatro partes e, respectivamente, entra nos quatro leitos de catalisador. Benzeno entra no reator a partir do topo. Cada leito de catalisador é carregado com 10 g de catalisador de zeólito MCM-22.
[000112] As condições de operação incluem uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 145oC, uma pressão de reação de 2,7 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada leito de catalisador de 20 g/h, um fluxo de benzeno de 370 g/h, e um fluxo de circulação de 700 g/h.
[000113] Após operar continuamente durante 90 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,91% e 220 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto de conversão de propileno podem ser altos sob uma temperatura de reação relativamente alta. Mas ao mesmo tempo o teor de impureza de n-propil benzeno também é alto.
EXEMPLO COMPARATIVO 3
[000114] Um processo de tecnologia como mostrado na figura 2 compreende somente um reator. O reator compreende quatro leitos de catalisador. Propileno é dividido em quatro partes e, respectivamente, entra nos quatro leitos de catalisador. Benzeno entra no reator a partir do topo. Cada leito de catalisador é carregado com 10 g de catalisador de zeólito MCM-22.
[000115] As condições de operação incluem uma temperatura de reação em cada um dos leitos de catalisador de 115oC, uma pressão de reação de 2,5 MPa, um fluxo de propileno entrando em cada um dos leitos de catalisador de 10 g/h, um fluxo de benzeno de 75 g/h, e um fluxo de circulação de 570 g/h.
[000116] Após operar continuamente durante 120 dias, os resultados da reação incluindo uma taxa de conversão de propileno de 99,30% e 97 mg de n-propil benzeno em 1 kg do produto isopropilbenzeno são obtidos. Os resultados acima mostram que na técnica anterior o teor de impureza de n- propil benzeno pode ser baixo sob temperatura de reação relativamente baixa. Mas, ao mesmo tempo, a taxa de conversão de propileno também pode ser reduzida.
[000117] Pode ser aprendido a partir da comparação de dados acima que a presente invenção pode realizar os objetivos de alta taxa de conversão de propileno, duração de operação do catalisador longa bem como baixo teor de n- propil benzeno no produto sob razão de benzeno para propileno baixa e faixa mais ampla de ajuste de temperatura. Entretanto, é desnecessário paralisar todo o sistema de reator para regeneração ou substituição do catalisador, deste modo realizando a produção contínua de isopropilbenzeno. A presente invenção obteve excelentes resultados compreensivos e tem benefícios econômicos e sociais favoráveis. O prospecto de aplicação da presente invenção é amplo.
[000118] Deve ser notado que as modalidades acima são descritas somente para melhor entendimento, em vez de restringir, a presente invenção. A presente invenção é explicada com referência a modalidades típicas. Os termos usados para explicar a presente invenção devem ser entendidos como termos descritivos e explicativos em vez de definitivos. Emendas podem ser feitas sem sair do escopo e espírito da presente invenção. Embora a descrição refira-se a método, material e modalidades específicos, a presente invenção não está limitada a exemplos específicos na descrição. Ao contrário, a presente invenção pode ser expandida para incluir outros métodos e aplicações tendo as mesmas funções.

Claims (16)

1. Método para produzir isopropilbenzeno caracterizado pelo fato de que compreende: etapa A: alimentar um primeiro fluxo contendo benzeno e um primeiro fluxo contendo propileno em uma primeira zona de reação para contatar um primeiro catalisador para alquilação, e obter um primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno a partir da primeira zona de reação, dividir o primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno em um fluxo Ia e em um fluxo IIa, o fluxo Ia circulando de volta para a primeira zona de reação e o fluxo IIa entrando em uma segunda zona de reação, alimentar o fluxo IIa na segunda zona de reação para contatar um segundo catalisador para alquilação e obter um segundo fluxo contendo isopropilbenzeno a partir da segunda zona de reação, obter um fluxo parcial IIIa a partir do segundo fluxo contendo isopropilbenzeno, purificar o fluxo parcial IIIa e obter um produto isopropilbenzeno; e opcionalmente, circular um fluxo parcial IVa do segundo fluxo contendo isoproprilbenzeno na segunda zona de reação, em que uma razão entre uma razão de reciclo da segunda zona de reação e a razão de reciclo da primeira zona de reação é 0~0,2, em que as condições de operação na primeira zona de reação compreendem: uma razão molar do benzeno no primeiro fluxo contendo benzeno para o propileno no primeiro fluxo contendo propileno sendo 0,5:1~3,0:1, uma velocidade espacial horária de peso do primeiro fluxo contendo propileno calculada por propileno sendo 0,1~10 h-1, uma temperatura de reação sendo 90~180oC, uma pressão de reação sendo 1,0~4,0 MPa, e uma razão de reciclo sendo 1~50, e/ou as condições de operação na segunda zona de reação compreendem: uma temperatura de reação sendo 80~160oC, uma pressão de reação sendo 1,0~4,0 MPa, e uma velocidade espacial horária de peso de fase líquida sendo 1~100 h-1, e em que uma conversão total de propileno é 99,99% em peso ou maior.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método compreende circular o fluxo parcial IVa do segundo fluxo contendo isopropilbenzendo na segunda zona de reação.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão de reciclo da segunda zona de reação é 0,1~10.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método compreende alimentar um segundo fluxo contendo benzeno e/ou um segundo fluxo contendo propileno dentro da segunda zona de reação.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a velocidade espacial horária de peso do segundo fluxo contendo benzeno calculada por benzeno é 0,5~30 h-1, e/ou uma velocidade espacial horária de peso do segundo fluxo contendo propileno calculada por propileno é 0,1~5 h-1.
6. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o segundo fluxo contendo propileno entra na segunda zona de reação em estágios.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro catalisador e/ou o segundo catalisador é/são selecionado(s) a partir de um grupo consistindo em zeólito Beta, mordenita, e zeólito tendo estrutura estratificada de MWW.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro fluxo contendo propileno entra na primeira zona de reação em estágios.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira zona de reação compreende uma pluralidade de reatores em conexão em paralelo, e/ou a segunda zona de reação compreende uma pluralidade de reatores em conexão em paralelo.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: comutação da etapa A para uma etapa B quando uma atividade do primeiro catalisador na primeira zona de reação cai abaixo de um valor pré-fixado, em que a etapa B compreende: desligar o primeiro fluxo contendo benzeno e o primeiro fluxo contendo propileno, alimentar somente o segundo fluxo contendo benzeno e o segundo fluxo contendo propileno na segunda zona de reação para contatar o segundo catalisador para alquilação, e obter o segundo fluxo contendo isopropilbenzeno, e dividir o segundo fluxo contendo isopropilbenzeno em um fluxo IIIa e um fluxo IVa, o fluxo IVa circulando de volta à segunda zona de reação e o fluxo IIIa sendo purificado, obtendo o produto isopropilbenzeno, o primeiro catalisador neste momento está em uma fase de recuperação de atividade; comutação da etapa B a uma etapa C após a atividade do primeiro catalisador ser recuperada, em que a etapa C compreende: alimentar o segundo fluxo contendo benzeno e o segundo fluxo contendo propileno na segunda zona de reação para contatar o segundo catalisador para alquilação, e obter o segundo fluxo contendo isopropilbenzeno, dividir o segundo fluxo contendo isopropilbenzeno em um fluxo IIIb e um fluxo IVb, o fluxo IVb circulando de volta à segunda zona de reação e o fluxo IIIb entrando na primeira zona de reação, tendo o fluxo entrando na primeira zona de reação para contatar o primeiro catalisador para alquilação, e obter o primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno, e purificar pelo menos um fluxo parcial IIb do primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno e obter o produto isopropilbenzeno, e opcionalmente, circular um fluxo parcial IB do primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno na primeira zona de reação, em que uma razão entre uma razão de reciclo da primeira zona de reação e aquela da segunda zona de reação é 0~0,2. comutação da etapa C a uma etapa D quando uma atividade do segundo catalisador na segunda zona de reação cai abaixo de um valor pré-fixado, em que a etapa D compreende: desligar o segundo fluxo contendo benzeno e o segundo fluxo contendo propileno, alimentar somente o primeiro fluxo contendo benzeno e o primeiro fluxo contendo propileno na primeira zona de reação para contatar o primeiro catalisador para alquilação, obtendo o primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno, e dividir o primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno em um fluxo IIb e um fluxo Ib, o fluxo Ib circulando de volta à primeira zona de reação e o fluxo IIb sendo purificado, obtendo o produto isopropilbenzeno, o segundo catalisador neste momento estando em uma fase de recuperação de atividade; e comutação da etapa D à etapa A após a atividade do segundo catalisador ser recuperada.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que na etapa C, as condições de operação da segunda zona de reação compreendem: uma razão molar do benzeno no segundo fluxo contendo benzeno para o propileno no segundo fluxo contendo propileno sendo 0,5:1~2,0:1, uma velocidade espacial horária de peso do segundo fluxo contendo propileno calculada por propileno sendo 0,1~10 h-1, uma temperatura de reação sendo 90~180oC, uma pressão de reação sendo 1,0~4,0 MPa, e uma razão de reciclo sendo 1~50, e/ou as condições de operação na primeira zona de reação compreendem: uma temperatura de reação sendo 80~160oC, uma pressão de reação sendo 1,0~4,0 MPa, e uma velocidade espacial horária de peso de fase líquida sendo 1~100 h-1.
12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que na etapa C, o fluxo parcial Ib do primeiro fluxo contendo isopropilbenzeno circula para a primeira zona de reação.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que na etapa C, a razão de reciclo da primeira zona de reação é 0,1~10.
14. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa C compreende alimentar o primeiro fluxo contendo benzeno e/ou o primeiro fluxo contendo propileno na primeira zona de reação.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que na etapa C, a velocidade espacial horária de peso do primeiro fluxo contendo benzeno calculada por benzeno é 0,5~30 h-1 e a do primeiro fluxo contendo propileno calculado por propileno é 0,1~5 h-1.
16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende alimentar na segunda zona de reação somente o fluxo IIa e opcionalmente o fluxo parcial IVa do segundo fluxo contendo isopropilbenzeno.
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