CS261891B2 - Způsob využití tepla plynné fáze z hlavy druhé frakcionační kolony při získání alkylaromatického uhlovodíku z výtoku opouštějícího alkylační zónu pro alkylaci benzenu nebo toluenu - Google Patents

Způsob využití tepla plynné fáze z hlavy druhé frakcionační kolony při získání alkylaromatického uhlovodíku z výtoku opouštějícího alkylační zónu pro alkylaci benzenu nebo toluenu Download PDF

Info

Publication number
CS261891B2
CS261891B2 CS857459A CS745985A CS261891B2 CS 261891 B2 CS261891 B2 CS 261891B2 CS 857459 A CS857459 A CS 857459A CS 745985 A CS745985 A CS 745985A CS 261891 B2 CS261891 B2 CS 261891B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
fractionation column
column
fractionation
alkylation
hydrocarbon
Prior art date
Application number
CS857459A
Other languages
English (en)
Other versions
CS745985A2 (en
Inventor
Dennis J Ward
Original Assignee
Uop Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uop Inc filed Critical Uop Inc
Priority to CS857459A priority Critical patent/CS261891B2/cs
Publication of CS745985A2 publication Critical patent/CS745985A2/cs
Publication of CS261891B2 publication Critical patent/CS261891B2/cs

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Výtolk z alkylační zóny se zavádí do první frakcionační kolony, z jejíhož dna se odvádí kapalný podíl, který se zavádí do druhé frakcionační kolony. Ze dna této druhé frakcionační kolony se odvádí vedlejší meziprodukt, zatímco z hlavy této kolony se odvádí plynný finální alkylaromatický uhlovodík, který se alespoň zčásti kondenzuje ve vařáku, vyhřívaném kapalinou odváděnou z mezilehlého bodu první fralkcionační kolony.

Description

Výtolk z alkylační zóny se zavádí do první frakcionační kolony, z jejíhož dna se odvádí kapalný podíl, který se zavádí do druhé frakcionační kolony. Ze dna této druhé frakcionační kolony se odvádí vedlejší meziprodukt, zatímco z hlavy této kolony se odvádí plynný finální alkylaromatický uhlovodík, který se alespoň zčásti kondenzuje ve vařáku, vyhřívaném kapalinou odváděnou z mezilehlého bodu první fralkcionační kolony.
281891
Řešení se týká způsobu využití tepla plynné fáze z hlavy druhé frakcionační Ikolony při získání alkylaromatického uhlovodíku z výtoku opouštějícího alkylační zónu pro alkylaci benzenu nebo toluenu.
Alkylace aromatického uhlovodíku je rozsáhle provozovaným průmyslovým procesem. Tento alkylační proces je zaměřen bud na výrobu alkylaromatického uhlovodíku jako finálního produktu, nebo na výrobu tohoto uhlovodíku představujícího meziprodukt, který tvoří výchozí produkt pro určitý další zpracovatelský stupeň. Například benzen může být uveden v reakci s lineárním olefinem za vzniku lineárního alkylbenzenu, který je zase vhodný pro konverzi na detergent. Vynález je zaměřen na alkylační procesy, při kterých se aromatický uhlovodík uvádí v reakci s jiným uhlovodíkem tvořeným ethylenem nebo propylenem. V tomto případě je rozdíl v molekulové hmotnosti a těkavosti výchozího aromatického uhlovodíku a vyrobeného alkylaromatického uhlovodíku menší než v případě výroby alkylátového detergentu, neboť olefin, který se přivádí jako výchozí produkt do alkylační zóny pro výrobu detergentu, obsahuje asi 8 až asi 15 atomů uhlíku v molekule.
Z dosud známých alkylačních procesů nejvíce s vynálezem souvisí proces, který je popsán v patentu US 4 051 191. Tento patent se týká provozu alkylační zóny a frakcionačního systému, použitelných při výrobě kumenu alkylaci benzenu propylenem. Popisuje se zde zavádění kapalné fáze, tvořící výtok z alkylační zóny, do první frakcionační kolony, která je zde označena jako recirkulační kolona. Nezreagovaný benzen se izoluje v této recirkulační koloně ve formě čistého produktu odváděného z hlavy této kolony; tento produkt se vrací zpět do alkylační zóny. Produkt odváděný ze dna této recirkulační kolony se potom zavádí do druhé frakcionační kolony, ve které se kumen, tvořící finální produkt uvedené alkylace, odvádí ve formě čistého produktu z hlavy této druhé frakcionační kolony. Toto dvoukolonové uspořádání je obdobné jako uspořádání podle tohoto vynálezu.
Odborníkům je známo, že lze značných úspor při frakcionačním procesu dosáhnout tím, že se teplo získané z produktu odváděného z hlavy frakcionační kolony použije v některém stupni tohoto frakcionačního procesu. Proto se uvedená plynná fáze vystupující z hlavy frakcionační kolony může chladit nepřímou tepelnou výměnou pomocí kapaliny, kterou potřebujeme ohřát nebo odpařit. Jakožto příklad takovéhoto postupu je možné uvést obsah patentového spisu US 3 414 484, ve kterém je popsáno stlačení plynné fáze opouštějící hlavu aromatické frakcionační kolony za účelem získání fáze, která má teplotu dostatečnou k vyhřívání kolony, z jejíž hlavy byla odtažena. Tento mechanismus je zde označen jako frakcionační systém s čerpaným teplem.
V patentu US 3 254 024 je popsán způsob separace aromatických uhlovodíků s 8 atomy uhlíku v molekule trakční destilací. Při tomto způsobu se plynná fáze odváděná z hlavy frakcionační kolony 7 vede skrze vařáky frakeionačních kolon 2, 13. Uvedený patent tedy dokazuje, že je rovněž známo použít plynné fáze vystupující z hlavy jedné frakcionační kolony k vyhřívání libovolné jiné frakcionační kolony při vhodné volbě režimu takto spojených frakeionačních kolon.
Podobný, ale přece jen poněkud odlišný frakcionační proces je popsán v patentu US 4 170 548. Podle tohoto patentu se plynná fáze opouštějící kolonu 12 použije jako zdroj tepla pro vařák 16 druhé kolony. Tato plynná fáze se potom kondenzuje a jímá ve sběrači. První část takto jímaného kondenzátu se vrací do kolony 12 jako reflux a druhá část se vede do druhé kolony.
Předmětem vynálezu je způsob využití tepla plynné fáze z hlavy druhé frakcionační Ikolony při získání alkylaromatického uhlovodíku z výtoku opouštějícího alkylační zónu pro alkylaci benzenu nebo toluenu, zahrnující zavedení výtoku, pouštějícího alkylační zónu a obsahujícího výchozí aromatický uhlovodík ze skupiny zahrnující benzen nebo toluen, vyrobený alkylaromatický uhlovodík vytvořený monoalkylací výchozího aromatického uhlovodíku ethylenem nebo propylenem, a vedlejší alkylaromatický produkt mající vyšší teplotu varu než uvedený vyrobený alkylaromatický uhlovodík a vytvořený polyalkylací výchozího aromatického uhlovodíku ethylenem nebo propylenem, do první frakcionační kolony v prvním mezilehlém bodě, přičemž u dna této první frakcionační kolony je umístěn první vařák zásobovaný teplem, odvádění prvního čistého proudu, který převážně obsahuje výchozí aromatický uhlovodík, z hlavy první frakcionační kolony, odvádění prvního proudu, který převážně obsahuje vyrobený alkylaromatický uhlovodík a vedlejší alkylaromaticlký produkt, ze dna první frakcionační kolony a zavádění tohoto proudu ze dna uvedené kolony do druhé frakcionační kolony, která je provozována za vzniku plynné fáze v hlavě této kolony, odvádění druhého proudu, který převážně obsahuje vedlejší alkylaromatický produkt, ze dna druhé frakcionační kolony a získání produktu, který převážně obsahuje vyrobený alkylaromatický uhlovodík z plynné fáze odváděné z hlavy druhé frakcionační kolony, přičemž první frakcionační kolona je provozována při tlaku v hlavě kolony 34 'kPa až 1,034 MPa a teplotě u dna kolony 132 až 204 °C a druhá frakcionační kolona je provozována při tlaku v hlavě kolony 0,103 až 1,655 MPa a teplotě u dna kolony
160 až 243 °C a mezilehlým bodem je bod, který je oddělen od každého z konců frakcionační kolony kontaktním materiálem typu plyn—kapalina rovným alespoň dvěma, s výhodou třem teoretickým patrům, jehož podstata spočívá v tom, že se alespoň část plynné fáze odváděné z hlavy druhé frakcionační kolony kondenzuje ve druhém vařáku nepřímou tepelnou výměnou pomocí kapaliny odváděné z první frakcionační kolony ve druhém mezilehlém bodě, nacházejícím se nad prvním vařákem a pod uvedeným prvním mezilehlým bodem, přičemž tlakové a teplotní podmínky v prvé a druhé frakcionační koloně jsou v takové vzájemné relaci, že plynná fáze odváděná z hlavy druhé frakcionační kolony má takový tlak, že dojde k její kondenzaci při teplotě kapaliny zaváděné do druhého vařáku první frakcionační kolony po ustavení teplotního spádu v tomto druhém vařáku.
Způsobem podle vynálezu se dosahuje snížení provozních nákladů získání vyrobeného alkylaromatického uhlovodíku ze směsi obsahující jak níževroucí, tak i výševroucí aromatické uhlovodíky; Při způsobu podle vynálezu se využívá tepelné energie, získané z plynné fáze odváděné z hlavy druhé frakcionační kolony, v bočním vařáku umístěném mezí nástřikovým patrem a dnem předcházející frakcionační kolony. Toto uspořádání značně snižuje spotřebu tepelné energie ve vařáku u dna první frakcionační kolony. Při způsobu podle vynálezu se výtok z reakční zóny, obsahující první aromatický uhlovodík s 6 a více atomy uhlíku v molekule (= výchozí aromatický uhlovodík], druhý vyrobený alkylaromatický uhlovodík a třetí vedlejší alkylaromatický produkt, zavádí do první frakcionační kolony v prvním mezilehlém bodě, přičemž tato první frakcionační kolona je udržována v provozu zčásti použitím prvního vařáku umístěného u dna první frakcionační kolony.
Z hlavy uvedené první frakcionační kolony se odvádí produkt, který převážně obsahuje výchozí aromatický uhlovodík. Ze dna první frakcionační kolony se odvádí proud, ktorý převážně obsahuje vyrobený alkylaromatický uhlovodík; tento proud se zavádí do druhé frakcionační kolony. Ze dna druhé frakcionační kolony se odvádí proud, který převážně obsahuje vedlejší alkylaromatický produkt, přičemž alespoň část plynné fáze odváděné z hlavy druhé frakcionační kolony se kondenzuje nepřímou tepelnou výměnou a slouží jako zdroj tepla ve druhém vařáku, ve kterém dochází k odpaření části kapaliny přítomné v první frakcionační koloně a odváděné z této kolony v uvedeném druhém mezilehlém bodě. Ze získaného kondenzátu, který rezultuje z uvedené tepelné výměny v uvedeném druhém vařáku, se potom izoluje produkt převážně obsahující požadovaný alkylaromatický uhlovodík.
Na připojeném obrázku je zobrazeno zjednodušené proudové schéma alkylačního procesu provozovaného za účelem výroby kumenu zlepšeným způsobem podle vynálezu.
Výchozím aromatickým uhlovodíkem je relativně vysoce čistý benzen, který se přivádí vedením 1 do alkylační zóny 4. Do této alkylační zóny 4 se rovněž přivádí propylen — obsahující proud vedením 2 a benzenem obohacený recyklovaný proud vedením 3. V alkylační zóně 4 jsou uvedené tři složky přivedeny do styku s akylačním katalyzátorem za podmínek příznivých pro průběh alkylace benzenu propylenem, což má za následek zreagování části benzenu s veškerým dostupným propylenem.
Podle konkrétního vytvoření alkylační zóny a použitého konkrétního propylen obsahujícího proudu může dojít k separaci již v rámci alkylační zóny, kdy může dojít k oddělení recyklovaných proudů a odplynů z reakční směsi, vytvořené v alkylační zóně 4. Tyto proudy oddělené z uvedené reakční směsi ještě v rámci alkylační zóny 4 nejsou na připojeném obrázku zobrazeny.
Výtok z alkylační zóny 4 opouští tedy tuto zónu vedením 5. Tento výtok z alkylační zóny obsahuje směs benzenu, kumenu a rozličných výševroucích vedlejších uhlovodíkových produktů, které v alkylační zóně 4 vznikly jiným mechanismem, než jakým probíhá požadovaná monoalkylace benzenu propylenem.
Výtok z alkylační zóny 4 se zavádí do první frakcionační kolony 6 označované jako recirkulační kolona. V podstatě veškerý benzen a lehčí uhlovodíky se koncentrují v parní fázi opouštějící hlavu první recirkulační kolony 6 vedením 7. Tato parní fáze se zavádí do kondenzátu 8. Rezultující kondenzát se jímá ve sběrači 9. Případně přítomné nezkondenzované plyny a voda mohou být odvedeny neznázorněným vedením. Uhlovodíkový kondenzát je odváděn ze sběrače 9 vedením 10 a dále je rozdělen na první část, která se vrací do první frakcionační komory 6 vedením 11 jako reflux, a druhou část, která je recirkulována do alkylační zóny 4 jako benzenový recykl vedením 3.
V podstatě všechny uhlovodíky vstupující do první frakcionační kolony 6, které jsou méně těkavé než benzen, se koncentrují v kapalném proudu odváděném ze dna první frakcionační kolony 6 vedením 12. Jedna část tohoto proudu se odchyluje do vnějšího vařáku 14 vedením 13. Kapaliny opouštějící vnější vařák 14 se potom vedou do spodní části první frakcionační kolony 6.
Zbývající část kapalného proudu odváděného ze dna první frakcionační kolony 6 vedením 12 tvoří nástřik pro druhou frakcionační kolonu 16 přiváděný vedením 15. Tato druhá frakcionační kolona 16 je označena jako kolona finálního produktu. Relativně malé množství vysokovroucích ve261891 dlejších produktů, které je rovněž přiváděné do druhé frakcionační kolony 16, se koncentruje v kapalném proudu odváděném ze dna druhé frakcionační kolony 16 vedením 17. Tento kapalný proud se dělí na první část, která je zaváděna vedením 19 do vařáku 20, a druhou část, odtahovanou jako proud vedlejších produktů vedením 18.
Převážná část frakce, která je přiváděna do druhé frakcionační kolony 16, se koncentruje v plynné fázi odváděné z hlavy druhé frakcionační kolony 16 vedením 21. Tato plynná fáze se vede do bočního vařáku 22, kde se kondenzuje za vzniku kondenzátu, který se vede do sběrače 25. Tento kondenzát se ze sběrače 25 odvádí vedením 26 a dále se rozděluje na první část recirkulovanou zpět do druhé frakcionační kolony 61 vedením 28, a druhou část odváděnou ve formě finálního kumenového produktu vedením 27.
Podstatný podíl tepla předaného plynnou fází odtahovanou z hlavy druhé frakcionační kolony 16 přejímá kapalný proud odtahovaný v druhém mezilehlém bodě, nacházejímí se ve spodní polovině první frakcionační kolony 6, vedením 23. Tento kapalný proud je výhodně částečně odpařen v bočním vařáku 22 za vzniku směsné fáze, která se zavádí zpět do první frakcionační kolony 6 vedením 24. Uvedené vedení 24 ústí do první frakcionační kolony 6 v bodě, který se nachází alespoň o několik pater výše, než je zaústěno do první frakcionační kolony 6 vedení 13, přivádějící do této kolony páry produkované ve vařáku 14, nacházejcím se u dna první frakcionační kolony 6.
Zobrazené příkladné provedení způsobu podle vynálezu má pouze ilustrační účel a rozsah vynálezu daný definicí předmětu vynálezu nikterak neomezuje.
Alkylace aromatických uhlovodíků se průmyslově realizuje v širokém měřítku. Příkladem takové alkylace je alkylace benzenu propylenem za vzniku kumenu, který se potom použije k výrobě fenolu a acetonu. Tato alkylace se obvykle provádí s úmyslem vyrobit jediný alkylaromatický produkt a nikoliv směs takových alkylaromatických produktů. Avšak přes všechny úspěchy, kterých bylo v oboru alkylace aromatických uhlovodíků dosaženo, jsou produkty dosud prováděné průmyslové alkylace aromatických uhlovodíků tvořeny zpravidla směsí, která vedle požadovaného produktu obsahuje také malé množství vedlejších produktů, které musí být z produktu opouštějícího alkylační zónu odstraněny. Kromě toho se za účelem vytvoření optimálních podmínek pro průběh pouze monoalkylaění reakce obvykle používá přebytek výchozího aromatického uhlovodíku, který má být alkylován. Proto také výtok z alkylační zóny obvykle obsahuje směs výchozího aromatického uhlovodíku, vyrobeného alkylaromatického uhlovodíku a alespoň jednoho výševroucího vedlejšího alkylaromatického produktu. Rozdělení těchto tří složek obsažených ve výtoku z alkylační zóny se zpravidla průmyslově provádí frakční destilací.
Rozdělení těchto mnohdy blízkovroucích uhlovodíků ve velkém měřítku a při požadavku vysoké čistoty požadovaného finálního produktu si vyžaduje rozměrné frakcionační zařízení a spotřebu velkého množství energie. Provozní náklady tohoto frakcionačního procesu zahrnují jednak náklady spojené s teplem dodaným do vařáku frakcionační kolony a jednak náklady spojené s kondenzací plynné fáze finálního produktu pouštějícího hlavu poslední frakcionační kolony, přičemž se získá odpadní voda s nízkým tepelným obsahem. Vzhledem k tomu tvoří provozní náklady spojené s rozdělením výtoku z alkylační zóny podstatnou část nákladů uvedeného alkylačního procesu.
Proto tedy vznikla potřeba snížení nákladů spojených s provozem frakcionační sekce procesu alkylace aromatických uhlovodíků. Pozornost se přitom soustředila na využití tepla, které obsahuje plynná fáze opouštějící hlavu druhé frakcionační kolony při dvoukolonovém frakcionačním systému separace uvedených uhlovodíkových produktů, a zejména na snížení provozních nákladů vařáku první frakcionační kolony při výrobě kumenu alkylací benzenu.
Způsob podle vynálezu může být využit pro separaci výtoků z reakčních zón pro transalkylaci, alkylaci aromatických uhlovodíků, izomeraci, aromatizaci a podobně. Nicméně se způsobu podle vynálezu využívá při alkylaci aromatických uhlovodíků, a proto bude způsob podle vynálezu v následující části popisu detailněji popsán právě na alkylaci aromatických uhlovodíků.
Výhodným výchozím aromatickým uhlovodíkem určeným k alkylování je benzen. Výhodný výchozí aromatický uhlovodík může být obecně charakterizován jako aromatický uhlovodík s 6 a více atomy uhlíku v molekule, jakým je například benzen, toluen, xylen nebo ethylbenzen. Aromatické uhlovodíky s vyšší molekulovou hmotností však mohou být rovněž použity jako výchozí aromatický uhlovodík pro alkylaci.
Alkylačním činidlem, které reaguje s výchozím aromatickým uhlovodíkem za vzniku požadovaného alkylaromatického uhlovodíku, může být sloučenina působící při alkylaci jako olefin, jako například alkohol, ether nebo ester včetně alkylhalogenidů, alkylsulfátů a alkylfosfátů. S výhodou je tímto alkylačním činidlem mono- nebo diolefin se dvěma až pěti atomy uhlíku v molekule. Výhodnými monoolefiny jsou ethylen, propylen, 1-buten, 2-buten a isobutylen. Tyto olefiny mohou být použity jako relativně čisté reakční složky obsahující vždy pouze jediný uhlovodík. Rovněž je možné použít směs jediného olefinu a odpovídajícího pa2B1S91
Β rafinn nebo směs dvou nebo více olefinických uhlovodíků. Obvyklým vyrobeným finálním uhlovodíkem je kumen, eíhylbenzen nebo cymen (isopropyltoluen).
Uhlovodíkový proud přiváděný do frakcionační zeny je tvořen výtokem ze zóny konverze uhlovodíku. Tento výtok je s výhodou již výsledkem částečné separace uskutečněné v konverzní zóně, přičemž je výtok z reakční zóny konvertován na ivýtok z konverzní zóny, obsahující méně než 10 molárních procent jakéhokoliv uhlovodíku majícího méně uhlíkových atomů v molekule, než kolik jich má uhlovodík, který je získán jako produkt odváděný z hlavy první frakcionační kolony.
S výhodou je toho dosaženo částečnou kondenzací směsi sloučenin skutečně vystupujících z reaktoru za vzniku kapalné uhlovodíkové fáze a plynné fáze obsahující velký procentuální obsah vodíku a při normální teplotě plynných uhlovodíků, které opouštějí katalyzátorové lože. Takto získaná kapalná fáze může být stripováním zbavena rozpuštěných lehkých plynů dříve, než se zavede do frakcionační zóny podle vynálezu.
Zlepšený separační postup podle vynálezu může být obecně aplikován pro separaci výtoku z libovolné reakční zóny, obsahujícího směs uhlovodíků, majících vhodné teploty varu. Nicméně s výhodou se způsobu podle vynálezu používá pro separaci z alkylační zóny, ve které se výchozí uhlovodík konvertuje alkylační reakcí na uhlovodfk s vyšší molekulovou hmotností.
Alkylace může být katalyzována použitím rozličných vhodných katalyzátorů, jakými jsou například fluorid boritý, rozličné zeolitické sloučeniny, fluorovodík a podobně. Výhodným katalyzátorem pro použití v alkylační zóně je katalyzátor označovaný jako pevná kyselina fosforečná nebo SPA-katalyzátor (SPA = solid phosphoric acid).
Vhodné SPA-katalyzátory jsou komerčně dostupné. Pcd pojmem SPA-katalyzátor nebo jeho ekvivalent je zde míněn pevný katalyzátor, který jako jednu z jeho základních složek obsahuje kyselinu fosforečnou, jako například kyselinu orthofosforečnou, kyselinu pyrofosforečnou nebo kyselinu tetrafosforečnou. Tyto katalyzátory se obvykle připraví smíšením uvedené kyseliny s pevným křemičitým nosičem za vzniku bokré pasty. Tato pasta potom může být kalcinovóna a rozdrcena za vzniku katalyzátorových částic anebo může být uvedená pasta před kalclnací vytlačena extrudérem nebo peletizována za vzniku katalyzátorových částic, které mají ve srovnání s prvně uvedenými částicemi pravidelnější tvar a velikost.
Nosičem je s výhodou v přírodě se vyskytující porézní oxidokřemičitý materiál, jako například křemelina, kaolín, infuzoriová hlinka a rozsivková zemina. K tomuto nosiči mohou být přidána malá množství rozličných přísad, jakými jsou například minerál10 ní talek, plnivové hlinky a sloučeniny železa včetně oxidů železa, za účelem zvýšení jeho pevnosti a tvrdosti. Uvedená kompozice nosiče a uvedených přísad zpravidla tvoří asi 15 až 30 % hmotnosti katalyzátoru, přičemž zbytek je tvořen kyselinou fosforečnou. Nicméně množství kyseliny fosforečné použité při přípravě katalyzátoru se může pohybovat od asi 8 do asi 80 % hmotnosti katalyzátoru, jak je to popsáno v patentovém spisu US 3 402 130. Množství uvedených přísad může tvořit asi 3 až 20 % hmotnosti nosiče. Další podrobnosti týkající se přípravy SPA-katalyzátorů jsou uvedeny například z patentech US 3 050 472, 3 050 473 a 3 132 109.
Je známo, že aromatický uhlovodík procházející skrze alkylační zónu jeví tendenci k loužení chemicky vázané vody z katalyzátoru. Tato skutečnost je popsána v patentech US 3 510 534 a 3 520 945, přičemž druhý z uvedených patentů řeší kontrolu stupně hydratace katalyzátoru. Obsah vody v katalyzátoru je důležitou charakteristikou uvedeného typu alkylačního katalyzátoru, neboť dehydratace katalyzátoru má za následek zhoršení jeho vlastností v důsledku rozpadu katalyzátorových částic na prášek a spékání tohoto prášku, zatímco zvýšený obsah vody v katalyzátoru způsobuje, že katalyzátor změkne a v krajním případě se změní na kal, který může ucpat alkylační reaktor.
Za účelem neustálého zachování požadovaného stupně hydratace uvedeného katalyzátoru a tedy i za účelem nahrazení vody, která byla z katalyzátoru vytoužena, procházejícím uhlovodíkem, se do proudu přiváděného výchozího uhlovodíku vstřikuje voda. Jelikož je velikosti průtoku vstřikované vody použito pro regulaci stupně hydratace katalyzátoru, je proud výchozího uhlovodíku udržován před stykem se vstřikovanou vodou v pokud možno co nejsušším stavu. Tím se dosáhne toho, že celkový obsah vody ve výchozím uhlovodíku po styku se vstřikovanou vodou je v podstatě roven množství vstřikované vody. Obvyklý průtok vstřikované vody vede k obsahu vody asi 100 až 2 000 hmotnostních ppm při procesu alkylace aromatických uhlovodíků. Výhodný přídavek vody při výrobě kumenu vede k obsahu 200 až 300 hmotnostních ppm, vztaženo na hmotnost nástřiku do reakční zóny.
Výchozí uhlovodík, libovolný recyklovaný proud nebo proudy a sloučenina působící při alkylaci jako olefin se s výhodou nejdříve smísí a teprve potom se zavádí do reakční zóny. Tato reakční zena se provozuje za podmínek příznivě ovlivňujících alkylační reakci, tj. při tlaku asi 2,068 až 6,895 MPa a teplotě asi 149 až 316 °C. Hodinová prostorová rychlost reakčních složek činí asi 0,5 až 2,5 h_1. S výhodou se v reakční zóně použije přebytku aromatického uhlovodíku.
Molární poměr aromatického uhlovodíku k olefinu by měl být v širokém rozmezí 3 : 1 až 20 : 1. Pro výrobu kumenu tento poměr s výhodou činí 8 :1.
Je výhodné, jestliže je proud reakčních složek procházejících reaktorem směsnou fází. Proto tento proud s výhodou obsahuje některé nereaktivní lehké parafiny mající stejný počet atomů uhlíku v molekule jako výchozí olefin. Při výrobě kumenu je výhodné, když množství propanu v proudu vstupujícím do reakčni zóny je alespoň rovné množství propylenu v tomto proudu. Toho lze dosáhnout buď použitím zředěného propylenového výchozího proudu, nebo recyklováním propanu.
Při výhodném provedení způsobu podle vynálezu se výtok z alkylačního reaktoru vede do první rektifikačnl kolony umístěné v komplexu označovaném jako alkylační zóna. Tato kolona je zpravidla spojena buď se druhou rektifikační kolonou a absorbérem, nebo depropanizátorem (v- případě alkylace za použití propylenu). Přesná forma tohoto systému na způsob podle vynálezu nemá vliv. Funkcí této Části alkylační zóny je oddělit z proudu reakčni směsi veškerou přítomnou sloučeninu působící při alkylaci jako olefin za účelem její recirkulace zpět do alkylačního reaktoru a odstranit z tohoto proudu veškeré lehké uhlovodíky, Ikteré byly zavedeny do alkylační zóny. Výhodná forma této části alkylační zóny je popsána již ve dříve uvedeném patentu US č. 4 051191 a v patentu US 3 510 534.
Výtok z alkylační zóny zpravidla obsahuje podstatný díl přebytku benzenu zavedeného do reakčni zóny za účelem příznivého ovlivnění monalkylační reakce, je proto obvyklou a výhodnou praxí odstranit nejdříve výchozí benzen a ostatní uhlovodíky vroucí při nižší teplotě, než při jaké vře kumen (nebo jiný finální produkt) v první frakcionační koloně označované jako benzenová nebo recirlkulační kolona.
Kumen nebo jiný alkylaromatický produkt se potom získá jako plynná fáze odváděná z hlavy druhé frakcionační kolony označované jako kumenová kolona nebo kolona finálního produktu. Další informace o výhodných alkylačních procesech ,a možných obměnách proudového schématu alkylačního procesu je možné získat v patentech US č. 3 437 706, 3 437 707, 3 437 708, 3 520 944 a 3 542 892.
Teplotní a tlakové podmínky udržované v první a druhé frakcionační koloně jsou ve vzájemné relaci. Tyto podmínky se však mohou měnit ve značných rozmezích, přičemž konkrétní provozní podmínky uvedených kolon jsou dány na základě ekonomické a provozní rozvahy a mohou být specifické pro každý individuální proces. Široké rozmezí podmínek použitelných v první frakcionační koloně zahrnuje tlak v hlavě kolony asi 34 kPa až asi 1,034 MPa a teplotu u dna kolony asi 132 až 204 °C. Široké rozmezí podmínek použitelných ve druhé frakcionační koloně zahrnuje tlak v hlavě kolony asi 0,103 až 1,655 MPa a teplotu u dna kolony asi 160 až 243 °C.
Tyto podmínky jsou ve vzájemné relaci v tom smyslu, že plynná fáze odváděná z hiavy druhé frakcionační kolony musí mít takový tlak, aby došlo k její kondezaci při teplotě kapaliny zaváděné do bočního vařáku první frakcionační kolony po nastavení teplotního spádu napříč tímto bočním vařákem. Výpočet takových frakcionačních podmínek je v možnostech odborníků pracujících v oboru frakcionace uhlovodíků a může být usnadněn převedením na v současnosti dostupnou počítačovou techniku. Vnitřní úprava a konstrukce používaných frakcionačních kolon může být stejná jako je tomu u kolon provozovaných v obdobných provozech.
Při způsobu podle vynálezu je boční vařák instalován u první z obou frakcionačních kolon. Tento boční vařák je separátní a odlišný od vařáku používoného u dna frakcionačních kolon. Uvedený boční vařák se používá k odpařování kapaliny odváděné z druhého mezilehlého bodu první frakcionační kolony. Pod pojmem „mezilehlý bod“ se zde rozumí bod, který je oddělen od každého z konců frakcionační kolony kontaktním materiálem typu plyn—kapalina rovným alespoň dvěma a s výhodou třem teoretickým kontaktním patrům.
Uvedený boční vařák proto působí na kapalinu, která má nižší průměrnou teplotu varu, než je teplota varu kapaliny vstupující do první frakcionační kolony z vařáku uspořádaného u dna této frakcionační kolony. Boční vařák je s výhodou umístěn na poloviční cestě mezi dnem první frakcionační kolony a bodem nástřiku této kolony.
Avšak bod nástřiku první frakcionační kolony se může měnit v závislosti na složení proudu vstupujícího do alkylační zóny a může být případně lokalizován v takové výšce první frakcionační kolony, že uvedený boční vařák je potom optimálně umístěn blížeji k vařáku u dna první frakcionační kolony než k uvedenému bodu nástřiku.
Způsob podle vynálezu využívá alespoň část tepla, které musí být odebráno plynné fázi odváděné z hlavy druhé frakcionační kolony během její kondenzace. Toto teplo se při způsobu podle vynálezu převádí do první frakcionační kolony. Množství tepla, které musí být dodáno do vařáku u dna první frakcionační kolony se tímto opatřením sníží, což má za následek i snížení provozních nákladů této první frakcionační kolony. Tak například při aplikaci způsobu podle vynálezu n,a průmyslový proces výroby 1,8.106 kg/rok kumenu se plánuje snížení objemu tepla dodaného do vařáku u dna první frakcionační kolony ze 34,8.106 kj/h na asi 19.106 kj/h . To představuje podstatné snížení provozních nákladů první frakcionační kolony,
281891
Vzhledem Ik tomu, že získané teplo se dodává do první frakcionační kolony v bodě nacházejícím se nade dnem této kolony, je požadovaná teplota plynné fáze odváděné z hlavy druhé frakcionační kolony nižší než v případě, kdy by se tato plynná fáze využívala jako zdroj tepla ve vařáku uspořádaném u dna frakcionační kolony. Schopnost využívat teplo plynné fáze odváděné z hlavy druhé frakcionační kolony a mající takovouto nižší teplotu je velmi žádaná. Tak například možnost aplikace moderních tepelně regeneračních technilk na existující pár frakcíonačních kolon může být právě omezena maximálními tlaky, při kterých jsou tyto kolony provozovány. Příkladem toho je nemožnost provozovat existující kolony při tlaku, který je dostatečně vysoký k tomu, aby byl získán plynný produkt odváděný z hlavy kolony, který by měl tak vysclkou teplotu, aby jím bylo možné vyhřívat vařák uspořádaný u dna frakcionační kolony. Na rozdíl od toho umožňuje způsob podle vynálezu využít tepla plynné fáze opouštějící hlavu frakcionační kolony v předcházející koloně při menším tlakovém rozdílu mezi oběma kolonami, než jaký je mezi dříve používanými dvěma kolonami, kde se teploplynné fáze odváděné z hlavy jedné kolony využívá ve vařáku uspořádaném u dna druhé kolony. Schopnost využívat teploplynné fáze odváděné z hlavy druhé frakcionační kolony bez nutnosti výrazně zvýšit teplotu u dna druhé frakcionační kolony je rovněž výhodná v případě, Ikdy frakcionovanými sloučeninami jsou sloučeniny choulostivé na vyšší teploty.
Způsob podle vynálezu může tedy být charakterizován jako způsob pro oddělení alkylaromatického uhlovodíku z výtoku z alkylační zóny, ve které probíhá alkylace aromatického uhlovodíku, který zahrnuje zavedení uvedeného výtoku z alkylační zóny, který obsahuje výchozí aromatický uhlovodík, vyrobený alkylaromatický uhlovodík a vedlejší alkylaromatický produkt s vyšší teplotou varu, než jakou má výrobený alkylaromatický uhlovodík, do první frakcionační kolony v prvním mezilehlém bodě, přičemž u dna uvedené první frakcionační kolony je umístěn první vařák, odvádění prvního čistého produktu, který převážně obsahuje výchozí uhlovodík, z hlavy první frakcionační kolony, odvádění prvního proudu převážně obsahujícího vyrobený alkylaromatický uhlovodík ze dna první frakcionační kolony a zavedení tohoto proudu do druhé frakcionační kolony, odvádění druhého proudu, který převážně obsahuje vedlejší alkylaromatický produkt, ze dna druhé frakcionační Ikolony a kondenzaci alespoň části plynné fáze odváděné z hlavy druhé frakcionační kolony ve druhém vařáku nepřímou tepelnou výměnou s kapalinou odváděnou z první frakcionační kolony v druhém mezilehlém bodě nacházejícím se nad prvním vařákem a pod uvedením prvním mezilehlým bodem, jakož i získání produktu, který převážně obsahuje vyrobený alkylaromatický produkt, z rezultujícího kondenzátu.
Pod pojmem „převážně obsahující“ se zde rozumí to, že proud nebo kapalina obsahuje více než 60 molárních procent specifikované sloučeniny nebo skupiny sloučenin.

Claims (2)

  1. pRedmEt
    Způsob využití tepla plynné fáze z hlavy druhé frakcionační kolony při získání alkylaromatického uhlovodíku z výtoku opouštějícího alkylační zónu pro alkylaci benzenu nebo toluenu, zahrnující zavedení výtoku, opouštějícího alkylační zónu a obsahujícího výchozí aromatický uhlovodík ze skupiny zahrnující benzen nebo toluen, vyrobený alkylaromatický uhlovodík vytvořený monoallkylací výchozího aromatického uhlovodíku ethylenem nebo propylenem, a vedlejší alkylaromatický produkt mající vyšší teplotu varu než uvedený výrobený alkylaromatický uhlovodík a vytvořený polyalkylací výchozího aromatického uhlovodíku ethylenem nebo propylenem, do první frakcionační kolony v prvním mezilehlém bodě, přičemž u dna této první frakcionační kolony je umístěn první vařák zásobovaný teplem, odvádění prvního čistého proudu, který převážně obsahuje výchozí aromatický uhlovodík, z hlavy první fralkcionační kolony, odvádění prvního proudu, který převážně obsahuje vyrobený alkylaromatický
    VYNALEZU uhlovodík a vedlejší alkylaromatický produkt, ze dna první frakcionační kolony a zavádění tohoto prvního proudu ze dna uvedené kolony do druhé frakcionační kolony, která je provozována za vzniku plynné fáze v hlavě této kolony, odvádění druhého proudu, který převážně obsahuje vedlejší allkylaromatický produkt, ze dna druhé frakcionační kolony a z;skání produktu, který převážně obsahuje vyrobený alkylaromatický uhlovodík z plynné fáze odváděné z hlavy druhé frakcionační kolony, přičemž první frakcionační kolona je provozována při tlaku v hlavě kolony 34 kPa až 1,034 MPa a teplotě u dna kolony 132 až 204 °C a druhá frakcionační kolona je provozována při tlelku v hlavě kolony 0,103 až 1,655 MPa a teplotě u dna kolony 160 až 243 °C a mezilehlým bodem je bod, který je oddělen od každého z konců frakcionační kolony kontaktním materiálem typu plyn—kapalina rovným alespoň dvěma, s výhodou třem, teoretickým kontaktním patrům, vyznačený
  2. 2B1891
    1S tím, že se alespoň část plynné fáze odváděné z hlavy druhé frakcionační kolony kondenzuje ve druhém vařáku nepřímou tepelnou výměnou pomocí kapaliny odváděné z první frakcionační kolony ve druhém mezilehlém bodě, nacházejícím se nad prvním vařákem a pod uvedeným prvním mezilehlým bodem, přičemž tlakové a teplotní podlí minky v prvé a druhé frakcionační koloně jsou v takové vzájemné relaci, že plynná fáze odváděná z hlavy druhé frakcionační kolony má takový tlak, že dojde k její kondenzaci při teplotě kapaliny zaváděné do druhého vařáku první frakcionační kolony po ustaveni teplotního spádu v tomto druhém vařáku.
    1 list výkresů
CS857459A 1985-10-18 1985-10-18 Způsob využití tepla plynné fáze z hlavy druhé frakcionační kolony při získání alkylaromatického uhlovodíku z výtoku opouštějícího alkylační zónu pro alkylaci benzenu nebo toluenu CS261891B2 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS857459A CS261891B2 (cs) 1985-10-18 1985-10-18 Způsob využití tepla plynné fáze z hlavy druhé frakcionační kolony při získání alkylaromatického uhlovodíku z výtoku opouštějícího alkylační zónu pro alkylaci benzenu nebo toluenu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS857459A CS261891B2 (cs) 1985-10-18 1985-10-18 Způsob využití tepla plynné fáze z hlavy druhé frakcionační kolony při získání alkylaromatického uhlovodíku z výtoku opouštějícího alkylační zónu pro alkylaci benzenu nebo toluenu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS745985A2 CS745985A2 (en) 1988-05-16
CS261891B2 true CS261891B2 (cs) 1989-02-10

Family

ID=5423756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS857459A CS261891B2 (cs) 1985-10-18 1985-10-18 Způsob využití tepla plynné fáze z hlavy druhé frakcionační kolony při získání alkylaromatického uhlovodíku z výtoku opouštějícího alkylační zónu pro alkylaci benzenu nebo toluenu

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS261891B2 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS745985A2 (en) 1988-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0219584B1 (en) Process for the recovery of alkylaromatic hydrocarbons from the effluent stream of a hydrocarbon conversion zone
FI82236B (fi) Foerfarande foer aotervinning av produkt i alkyleringsprocess foer aromatiskt kolvaete.
FI64135C (fi) Foerfarande foer framstaellning av alkylaromatiska kolvaeten
US5177283A (en) Hydrocarbon conversion process
US7525006B2 (en) Process for producing cumene
CN113439076A (zh) 制备苯酚和二甲苯的方法
KR101520523B1 (ko) 에너지 저소비를 위한 큐멘 제조장치 및 제조방법
US4108914A (en) Aromatic hydrocarbon alkylation process
US3200164A (en) Alkylation-transalkylation process
US7488861B2 (en) Process for the co-production of cumene and secondary butyl benzene
TW200906767A (en) Process for producing cumene
US4009218A (en) Alkylaromatic hydrocarbon dehydrogenation process
EP0873291B1 (en) Process for manufacturing ethylbenzene or cumene
US4039602A (en) Ethylbenzene Dehydrogenation process
US4885424A (en) Effluent separation method for aromatic hydrocarbon alkylation process
US3370003A (en) Method for separating light hydrocarbon components
US4182924A (en) HF alkylation process utilizing fractionation zones at different pressures and including indirect heat exchange
SU958404A1 (ru) Способ получени алкилароматических соединений
CS261891B2 (cs) Způsob využití tepla plynné fáze z hlavy druhé frakcionační kolony při získání alkylaromatického uhlovodíku z výtoku opouštějícího alkylační zónu pro alkylaci benzenu nebo toluenu
CA1226552A (en) Integrated fractionation in the recovery of alkylaromatic hydrocarbons
FI80012C (fi) Foerfarande foer aotervinning av alkylaromatiska kolvaeten fraon effluent av kolvaetekonversionsprocess.
KR890003656B1 (ko) 알킬방향족 탄화 수소의 회수공정
RU2177930C1 (ru) Способ получения олигомеров алкенов
US5105041A (en) Effluent separation method for aromatic hydrocarbon alkylation process
EP0091269B1 (en) Process for the catalytic condensation of propylene with formation of propane product stream