CS238586B1

CS238586B1 - Method of continual extraction of reaction mixture from alkylation of benzene at cataloic action of aluminium chloride

Info

Publication number: CS238586B1
Application number: CS827406A
Authority: CS
Inventors: Petr Kondelik; Jan Laco
Original assignee: Petr Kondelik; Jan Laco
Priority date: 1982-10-19
Filing date: 1982-10-19
Publication date: 1985-12-16
Also published as: CS740682A1

Abstract

Extrakce kyselých složek, především chlorovodíku, se provádí vodou nebo roztokem louhu. Podstatou navrženého extrakčního zařízeni je děleni fázi po rozmícháni organioké reakční směsi s vodou nebo vodným roztokem. Dělení organické a vodné fáze se provádí ve dvou děličkách, jejichž zapojení dovoluje v první děličce získat jednu z dvou fázi dokonale oddělenou, zatím co druhá fáze se vede do další děličky. V těto děličce se získává zbývající fáze v dokonale oddělené formě a druhý výstup z této děličky se recykluje.Extraction of acidic components, especially Hydrogen chloride is carried out with water or a solution lye. The essence of the proposed extraction the device is split phase after mixing organic reaction mixture with water or aqueous solution. Organic and aqueous separation the phase is carried out in two divisions, of which wiring allows to get in the first divider one of the two stages perfectly separated, yet what the second phase goes to the next divider. The remaining one gets in the divider phase in perfectly separated form and the other the output from this divider is recycled.

Description

Vynález se týká způsobu kontinuální extrakce reakční směsi z výroby alkylbenzenu s postranním řetězcem obsahujícím 10 až 13 uhlíků vodou a roztokem louhu.The invention relates to a process for the continuous extraction of a reaction mixture from the production of an alkylbenzene having a side chain containing 10 to 13 carbons with water and a caustic solution.

Alkylbenzen se vyrábí #ako meziprodukt pro výrobu detergentů nejčastěji alkylací benzenu alkylchloridy za katalýzy chloridem hlinitým.Alkylační Činidlo se získává chlorací n-alkanů do obsahu chloru 15 až 50 mol.%.Po ukončení reakce se oddělí katalyzátor,reakční směs se extrakcí zbaví zbytků katalyzátoru a dalších kyselých příměsí,zejména chlorovodíku a nakonec se rozdělí destilací na benzen,alkan,alkylbenzen a polyalkylbenzen.Alkylbenzene is produced as an intermediate for the production of detergents, most often by alkylation of benzene with alkyl chlorides under aluminum chloride catalysis.Alkylating reagent is obtained by chlorination of n-alkanes to chlorine content of 15 to 50 mol%. and other acidic impurities, especially hydrogen chloride, and finally separated by distillation into benzene, alkane, alkylbenzene and polyalkylbenzene.

Odstranění kyselých podílů ze surového alkylátu se provádí obvykle dvoustupňovou nebo třístupňovou extrakcí,při které se zpravidla v prvním stupni používá jako extrakční činialo voda, ve druhém stupni roztok alkalického hydroxidu a případně ve třetím stupni se extrahuje znovu vodou.Extrakcí je nutno dokonale odsrranit všechny Kyselé podíly,jejicnž průnik do dalších operací vyvolává korozi zařízení.Podstatná část kyselých látek se odstraní již v prvním extrakčním stupni vodou,dokonalého vyprání kyselin lze dosáhnout ve druhém stupni pomocí roztoku alkáliá. Je-li zařazeno ve třetím stupni opětné praní vodou,pak jeho funkcí” je pouze odstranit stržené alkálie z druhého stupně.Removal of the acid fractions from the crude alkylate is usually accomplished by a two or three-stage extraction process, in which, as a rule, water is used as extraction agent in the first stage, an alkaline hydroxide solution in the second stage and, possibly in the third stage, extracted again with water. Substantial part of the acidic substances is removed in the first extraction stage with water, the perfect washing of the acids can be achieved in the second stage with an alkali solution. If it is included in the third stage of re-washing with water, then its function ”is only to remove entrained alkali from the second stage.

Popsaný postup je jednoduchý a spolehlivý,je ale spojen a některými problémy. Rozklad komplexních sloučenin chloridu hlinitého vodou a zejména alkáliemi je velmi rychlý,stejně i reakce chlorovodíku s alkalickým hydroxidem ve druhém stupni extrakce je okamžitá.Rozhodujícím faktorem pro dosaženou úroveň extrakce těchto kyselých složek ve druhém a pro výsledek procesu rozhodujícím stupni extrakce je dostatečné promíchání směsi,protože rychlost extrakce je určena především velikostí mezifázové plochy.Některé stopové příměsi však mají vlastnosti emulgátorů a při intenzivním promíchání směsi značně zpomalují její opětné rozdělení na dvě fáze.Při špatné separaci fází je organická hmo238 586The procedure described is simple and reliable, but it is associated with some problems. The decomposition of complex aluminum chloride compounds by water and especially alkali is very rapid, as is the reaction of hydrogen chloride with alkaline hydroxide in the second extraction stage. The decisive factor for the level of extraction of these acidic components in the second extraction and Some trace impurities, however, have the properties of emulsifiers and, when mixed intensively, slow down their redistribution into two phases. In the case of poor phase separation, organic hmo238 586

- 2 ta stržená do vodní fáze přímou ztrátou suroviny,protože odchází do odpadních vod.- 2 those entrained in the water phase by direct loss of the raw material as it goes to waste water.

Nutnost intenzivního promíchávání zejméha ve druhém stupni extrakce je ještě zesílena tím,že při extrakci je nutno používat minimální objem extrakčního činidla.Vysoká rozpustnost benzenu ve vodě (ooa áJkg/πΡ) je příčinou významných ztrát suroviny,jejichž množství je přímo úměrné objemu extrakčního činidla.Dostatečné velikosti mezifázové plochy lze při malém objemu extrakčního činidla dosáhnout jen vysokou úrovní dispergace.The need for vigorous mixing, especially in the second extraction stage, is exacerbated by the need to use a minimum volume of extracting agent. The high solubility of benzene in water (ooa áJkg / πΡ) causes significant losses of raw material proportional to the volume of extracting agent. Sufficient interfacial surface area can only be achieved with a high level of dispersion with a small volume of extraction agent.

Vlastnosti popsaného systému vyžadují v kontinuálním uspořádání v každém extrakČním stupni dosáhnout vysoké intenzity promíchávání,nejlépe ve vhodném průtokovém mísiči, např.v odstředivém čerpadle a pak dokonale rozdělit vytvořenou disperzi.Při separaci fází je nutno si uvědomit,že obsah vodné fáze v organické vrstvě může sice vyvolat'určité komplikace procesu (vnášení zvýšeného množství vlhkosti do destilace),ale nezpůsobuje přímo ztráty suroviny.Naopak přítomnost organické fáze ve vodné vrstvě znamená ztrátu suroviny v odpadních vodách včetně všech ekologických i bezpečnostních důsledků plynoucích z hořlavosti a toxicity benzenu.Dokonalé oddělení organické a vodné fáze se dosahuje dlouhou dobou separace.Při kontinuálním uspořádání to vede k velikým objemům extraktorů resp.děliček zařazených za průtokové mísice.Tento běžně používaný systém extrakce má ještě další nevýhodu. Systém nelze regulovat při změně charakteristik vstupu.Dojde-li z libovolné příčiny ke zvýšení tvorby emulzí,pak jediný způsob, jak dodržet požadovanou úroveň separace kapalných fází je prodloužit dobu zdržení.Proto jsou tyto extrakční systémy zpravidla ještě značně předimenzovaný·The characteristics of the described system require a high mixing intensity in each extraction stage in each extraction stage, preferably in a suitable flow mixer, eg in a centrifugal pump, and then perfectly disperse the dispersion formed.When separating the phases it is necessary to realize that the aqueous phase While the presence of the organic phase in the aqueous layer means the loss of the raw material in the wastewater, including all the environmental and safety consequences of the flammability and toxicity of benzene. and the aqueous phase is achieved by a long separation time. In a continuous arrangement, this leads to large volumes of extractors or dividers downstream of the flow mixer. This commonly used extraction system has yet another disadvantage. The system cannot be controlled when the input characteristics change. If emulsion formation is increased for any reason, then the only way to maintain the required level of liquid phase separation is to increase the residence time. Therefore, these extraction systems are generally still oversized.

Nevýhody popsaného způsobu kontinuální extrakce reakční směsi z alkylace benzenu chlorovanými alkany s 10-13 atomy uhlíku, kat alyzované chloridem hlinitým, odstraňuje postup podle vynálezu, který je založen na použití dvou děliček s recyklem k oddělení fází po jejich vzájemném promíchání v mísiči.The disadvantages of the described method of continuous extraction of the reaction mixture from alkylation of benzene with 10-13 C-chlorinated alkanes catalysed by aluminum chloride are eliminated by the process of the invention, which is based on using two recycle dividers to separate the phases after mixing them in a mixer.

Jeho podstata spočívá v tom, že směs kyselé reakční směsi z extrakčního činidla,vody nebo roztoku alkalického hydroxidu, se intenzivně promíchá v průtokovém mísiči, kterým může být s výhodou odstředivé čerpadlo a následně se disperze obou fází kontinuálně separuje v sérii dvou děliček s recyklem.Uspořádání každé z těchto děliček je takové, že preferuje separaci jedné fáze zaIts essence is that the mixture of the acidic reaction mixture from the extraction agent, water or alkaline hydroxide solution is vigorously mixed in a flow mixer, which may preferably be a centrifugal pump, and subsequently the dispersion of the two phases is continuously separated in a series of two recycle dividers. The arrangement of each of these dividers is such that it prefers separation of one phase after

- 3 238 S88 tu cenu, že druhá fáze není oddělena dokonale.Z první děličky se tak získá jedna fáze v požadované čistotě, druhá fáze je vedena do následného stupně. Zde se získá čistá druhá fáze a druhý výstupní proud z této děličky se recykluje do vstupu první děličky nebo,což bývá obvykle výhodnější, do vstupu celého extrakčního zářízení.Množství tohoto proudu je obvykle malé a místo, kam je recyklován,neovlivní režim extrakce ani dimenzování zářízení.Při neruše režimu, která má za následek tvorbu stabilnějších emulzí,se režim kaskády děliček reguluje velikostí tohoto recyklovaného proudu.Vyšší potřebná doba na separaci se promítne v režimu kaskády děliček do většího množství recyklu.In this way, one phase is obtained from the first divider in the desired purity, the second phase being led to a subsequent stage. Here, a clean second phase is obtained and the second output stream from this divider is recycled to the first divider inlet or, more usually, to the inlet of the entire extraction plant. The amount of this stream is usually small and does not affect the extraction mode or sizing In the mode of disturbance, which results in the formation of more stable emulsions, the dividing cascade mode is controlled by the magnitude of this recycled stream.

Způsob extrakce podle vynálezu je v dalším podrobněji popsán na konkrétním příkladě provedení s pomocí připojenéhoThe method of extraction according to the invention is described in more detail below with reference to a specific exemplary embodiment with the aid of the attached

Příklad:Example:

LTa obr. 1 je uvedeno schéma zapojení kontinuální extrakce,ve kterém je využito postupu podle vynálezu nejprve k extrakci vodou (děličky 1 a 2)pak k extrakci roztokem louhu (děličky 3 a 4)« 9000 kg/h směsi,obsahující 35% benzenu, 20% alkylbenzenu, 35% alkanů a 10% výševroucí frakce polyfenylalkanů a polyalkylbenzenu s obsahem 29 kg HC1 ve formě volného chlorovodíku nebo různých komplexů chloridu hlinitého bylo nastřikováno odstředivým čerpadlem společně s 4000 kg vody do děličky 1 Způsob zapojení vstupů a výstupů této děličky zajišťovalo dokonale oddělení vody z organické fáze, voda byla ale odtahována s obsahem určitého množství organické fáze do děličky 2. Zapojení této děličky bylo opačné než u děličky J : vzdálenosti vstupu do děličky a výstupu vodné a organické fáze byly voleny ták, aby vystupující organická fáze obsahovala jeětě něco stržené vody a byla vrácena do nástřiku.Vodná fáze z děličky 2» byla odváděna do kanalizace, organické fáze z děličky která obsahovala ještě 1 kg/h HG1, byla před vstupem do odstředivého čerpadla smíchána s 4000 kg/h 2,5% NaOH. Disperze obou fází byla vedena do děličky ²e které byl spodem odtahován prací roztok zbavený organické fáze. Organická fáze odtékala přepadem do děličky 4, odkud byla přepadem odváděna organická fáze dokonale zbavená vody,spodem odcházela vodná vrstva obsahující malé množství organické fáze, které bylo recyklováno na vstup extrakFig. 1 shows a continuous extraction circuit diagram in which the process according to the invention is first used for extraction with water (dividers 1 and 2) and then for extraction with caustic solution (dividers 3 and 4) 9 9000 kg / h mixture containing 35% benzene , 20% alkylbenzene, 35% alkanes and 10% higher boiling fraction of polyphenylalkane and polyalkylbenzene containing 29 kg of HCl in the form of free hydrogen chloride or various aluminum chloride complexes were sprayed with a centrifugal pump together with 4000 kg of water into the divider. perfectly separating the water from the organic phase, but the water was drawn with a certain amount of organic phase to divider 2. The divider was inverted to divider J: the inlet and outlet distances of the aqueous and organic phases were chosen so that the emerging organic phase contained some water entrained and was returned to the spray. The aqueous phase of the cannon The organic phase from the separator, which still contained 1 kg / h of HG1, was mixed with 4000 kg / h of 2.5% NaOH before entering the centrifugal pump. The dispersion of both phases was fed to a separator ² e which was washed with a washing solution free of the organic phase from below. The organic phase flowed through the overflow into the divider 4, from where the overflowed organic phase was completely drained, leaving an aqueous layer containing a small amount of organic phase from below, which was recycled to the inlet extract

238 586238 586

- 4 Sní kaskády. Vystupující organická fáze obsahovala 2 mg/kg HC1, vodná fáze neobsahovaly žádnou strženou organickou vrstvu.- 4 Dreaming cascades. The emerging organic phase contained 2 mg / kg HCl, the aqueous phase contained no entrained organic layer.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION _{238 S8t}

Process for the continuous extraction of the reaction mixture from alkylation of benzene under catalysis with aluminum chloride of chlorinated n-alkanes of 10-13 carbon atoms with water or an alkaline hydroxide solution, wherein the mixing of both phases is carried out in a continuous mixer, preferably in a centrifugal pump. The separation of the individual phases is carried out in two series of connected dividers, wherein in the first divider one pure phase is obtained and the second phase is fed to a second divider where a pure second phase is obtained and the second output current from said divider is recycled.