CS273188B2

CS273188B2 - Method of cumene's selective production

Info

Publication number: CS273188B2
Application number: CS636388A
Authority: CS
Inventors: Paul T Barger; Gregory J Thompson; Raymond R Herber; Tamotsu Imai
Original assignee: Uop Inc
Priority date: 1988-09-26
Filing date: 1988-09-26
Publication date: 1991-03-12
Also published as: CS636388A2

Description

(57) Způsob selektivní výroby kumenu, při' němž se proud násady obsahující propyjLen a benzen vede do alkylaění reakění zóny obsahující pevný katalyzátor na bázi kyseliny fosforečně udržované zá podmínek, při niohž probíhá alkylaoe aromatického substrátu v kapalné £ázi, přičemž se a) v první separaoní zóně produkt z alkylační reakční zóny a z, dále uvedené transalkylační reakční zóny rozdělí na frakoe, které zahrnují frakoi^aromatiokého substrátu, frakci v podstatě čistého monoalkylovaného aromatického produktu a frakoi obsahujíoí sloučeniny s teplotou varu vyšší než je teplota varu požadované monoalkylaromatioké sloučeniny,,b) frakce odpadající z první separační zóny a obsahující sloučeniny s teplotou varu vyšší než je teplota varu požadované raonoalkylaromatioké sloučeniny se rozděluje ve druhé separační zóně na frakoi bohatou na dialkylované aromatické sloučeniny a na dvě frakoe s teplotou varu jednak vyšší a jednak nižší než je teplota varu frakoe bohaté na dialkylované aromatické sloučeniny, o) proud násady tvořené a aromatickým substrátem a ve druhé separaoní zóně oddělená uhlovodíková frakoe bohatá na dialkylované aromatické uhlovodíky se uvádějí do^transalkylační reakční . zo'ny, která se udržuje za podmínek, při niohž probíhá transalkylaoe uhlovodíkové, frakce bohaté na dialkylaromaticke sloučeniny ,za .vzniku nroduktu z transalkylaoní reakoní^zóny, a d) produkt z transalkylační reakční zóny ze stupně o) se uvádí do první separační zohy ve stupni a).

OS 273 188 B2

Vyn41ar. se týká způsobu selektivní výroby kumenu prostřednictvím zlepšeného al-. kylačního a transalkylačního procesu, který se provádí v systému 'se dvěma’ reaktory za použití rozdílných katalyzátorů. Vynález konkrétně zahrnuje použití pevného katalyzátoru na bázi kyseliny fosforečné pro katalýzu alkylační reakoe a kyselého krystalického aluminosilikátu pro katalýzu transalkylační reakoe. Řešení podle vynálezu je založeno na synergismu těohto dvou reakčnich stupňů, což se projevuje získáváním vysoce čistého monoalkylovaného aromatického produktu ve vyšších výtěžcích než jsou ty, jichž je možno dosáhnout pouze s jednou alkylační reakční zónou.

Alkylace aromatických sloučenin alkylačním činidlem v přítomnosti alkylačního katalyzátoru je způsob, o němž je dobře známo, že umožňuje získávat takové monoalkylaroraatioké produkty, jako je ethylbenzen,' kumen, lineární alkylbenzeny atd. Takové monoalkylaromatioké sloučeniny jsou důležitými chemickými prekursony m j. při výrobě detergentů a polymerů. Z alkylačníoh katalyzátorů, o niohž je známo, že poskytují alkylaromatioké sloučeniny, je možno uvést dobře známé Priedel-Craftsovy katalyzátory; kyselinu sírovou, kyselinu fosforečnou, kyselinu fluorovodíkovou a chlorid hlinitý. Tyto sloučeniny mohou být v kapalné formě nebo v pevné nosičové formě. Jako alkylačních katalyzátorů se rovněž používá pevných granulárníoh katalyzátorů, jako jsou jíly, zeolity a amorfní látky a to jak v modifikované formě, tak ve formě, v níž se vyskytují v přírodě.

Použití transalkylační reakční zóny ve spojení β alkylační reakční zónou je při výrobě monoalkylaromátů rovněž dobře známé. Když se v postupu použije transalkylační reakční zóny ve spojení s alkylační reakční zónou, může se alkylační reakční zóna provozovat za ostřejších konversních podmínek, díky tomu, že transalkylační reakční činidlo má schopnost převádět nežádoucí polyalkylaromatioké sloučeniny, vzniklé v alkylační zóně za ostřejších reakčnich podmínek, na požadované monoalkylaromatioké sloučeniny. Z transalkylačníoh katalyzátorů, o niohž je známo, že mají schopnost převádět polyalkylaromáty na monoalkylarornáty, je možno uvést Priedel-Craftsovy katalyzátory, jako je kyselina sírová, kyselina fosforečná a chlorid hlinitý a podobné látky, které mohou být buď v kapalné formě nebo v pevné nosičové formě. Jako transalkylačníoh katalyzátorů se rovněž používá pevných granulárníoh katalyzátorů, jako jsou jíly, zeolity a amorfní materiály.

Je znám nesčíslný počet provozních schémat vedoucích ke tvorbě monoalkylaromatiokých produktů, které zahrnují použití alkylační reakční zóny, transalkylační reakční zóny a separační zóny a při nichž se zpracovávají různé násady a do procesu se zavádějí různé intermediární recyklované proudy. Jednou nevýhodou až dosud známých alkylační ch/transalkylačníoh procesů je, že někdy dochází k rychlé deaktivaci transalkylačního katalyzátoru v důsledku přítomnosti trialkylaromatických a výševroucích sloučenin v násadě pro transalkylační reakční zónu. Rychlá deaktivace vyžaduje častou regeneraci katalyzátoru nebo časté vyměňování transalkylačního katalyzátoru. Výměna nebo častá regenerace deaktivovaného transalkylačního katalyzátoru může být časově náročná a nákladná.

Dalším problémem, který je typický pro existující alkylační procesy používající Friedel-Craftsovýoh katalyzátorů, jako například pevnýoh katalyzátorů na bázi kyseliny fosforečné nebo kyseliny fluorovodíkové, je, že mnohé z těchto katalyzátorů vyžadují současné uvádění vody, a vzniká při nich jako vedlejší produkt vysoce korosivní kal. Použití takových vysoce aktivních katalyzátorů produkujících kal při alkylačním postupu vyžaduje nutnost provádět postup při vysokém stupni konverze při jednom průchodu přes katalyzátor, což má za následek sklon ke tvorbě vyšších množství nežádoucích di- a trialkylaromátů. Přidání transalkylační reakční zóny obsahující stabilní aktivní transalkylační katalyzátor k takovému alkylačnímu procesu umožňuje konvertovat dialkylaromáty na monoalkylaromáty s vysokými konverzemi, aniž by došlo ke zhorCS 273 188 B2 šení životnosti transalkylaČního katalyzátoru.

Nyní bylo s překvapením zjištěno, že je možno monoalkylaromatioké sloučeniny připravovat ve velmi vysokých výtěžcích novým postupem, který je tvořen kombinací alkylačního reakoního stupně, prvního.a druhého separačního stupně a transalkylaČního stupně a při němž se jako alkylačního katalyzátoru používá pevného katalyzátoru na bázi kyseliny fosforečné a jako transalkylaČního katalyzátoru krystalického aluminosilikátu. Navíc se zjistilo, že když se dialkylaromatioké sloučeniny oddělí od části nežádoucí hexylbenzenového produktu a prakticky ode všech trialkylaroraatických a výševroucíoh produktů před tím, než se provádí transalkylace dialkylaromátů, může postup probíhat s podstatně vyěši účinností. Navíc je výhodné, že se prodlouží životnost transalkylaČního katalyzátoru. DalSí výhodou je, že transalkylační katalyzátor, u něhož byla zjištěna překvapujíoí nejlepší účinnost při shora popsaném alkylaČním/transalkylačním postupu, je možno regenerovat promýváníra horkým benzenem.

Předmětem vynálezu je způsob selektivní výroby kumenu, při němž se proud násady obsahující propylen a benzen vede do alkylační reakční zóny obsahujíoí pevný katalyzátor na bázi kyseliny fosforečné udržované za podmínek, při nichž probíhá alkyláce aromatického substrátu v kapalné fázi, vyznačují se tím, že se

a) v první separační zóně produkt z alkylační reakční zóny a z dále uvedené transalkylační reakční zóny rozdělí na frakce, které zahrnují frakci aromatiokého substrátu, frakci v podstatě čistého monoalkylovahého aromatiokého produktu a· frakci obsahující sloučeniny a teplotou varu vyšší než je teplota varu požadované monoalkylaromatioké sloučeniny.

b) frakce odpadající z první separační zóny a obsahujíoí sloučeniny s teplotou varu vyšší než je teplota varu požadované monoalkylaromatioké sloučeniny se rozděluje ve druhé separační zóně na frakoi bohatou na dialkylované aromatické sloučeniny a na dvě frakce s teplotou varu jednak vyšší a jednak nižší než je teplota varu frakce bohaté na dialkylované aromatické sloučeniny.

c) proud násady tvořené aromatickým substrátem a ve druhé separační zóně oddělená uhlovodíková frakce bohatá na dialkylované aromatické uhlovodíky se uvádějí do transalkylační reakční zóny, která se udržuje za podmínek, při nichž probíhá transalkylace uhlovodíkové frakce bohaté na dialkylaromatioké sloučeniny za vzniku produktu z transalkylační reakční zóny, a

d) produkt z transalkylační reakční zóny ze stupně o) se uvádí do první separační zóny ve stupni a).

Ve výhodném provedení způsobu podle vynálezu se jako transalkylaČního katalyzátoru ve stupni o) používá katalyzátoru obsahujícího 5 až 99,5 % hmotnostních krystalického aluminosilikátu mordenitového typu, jehož střední průměr pórů je 0,6 mm nebo vyšší a jehož měrný povrch byl zvýšen na 620 ra²/g promýváním vodným roztokem obsahujícím 10 % hmotnostních chlorovodíku a 10 % hmotnostních chloridu amonného při 60 °0 po dobu 150 minut při objemovém poměru roztoku k zeolitu 5 .· 1 a následující kalcinaoí.

Alkylační reakce se při způsobu podle vynálezu provádí v alkylační reakční zóně obsahujíoí pevný katalyzátor na bázi kyseliny fosforečné. Katalyzátor je v podobě kuliček, extrudátu nebo granulárníoh částic. Do alkylační reakční zóny je možno uvádět jako násadu recirkulovanou část nezreagovaného aromatiokého substrátu, která byla oddělena v první separační zóně. Do první separační zóny se uvádějí jako kapalné frakoe celý proud produktu z alkylační reakční zóny a celý proud produktu z transalkylační reakční zÓny a rozdělují se v ní na tyto frakoe: frakci bohatou na benzen, frakci bohatou na kumen a frakoi bohatou na sloučeniny s teplotou varu vyšší než má kumen.

Kapalná frakce bohatá na sloučeniny s teplotou varu vyšší než má kumen, která se

CS 273 188 B2 získá v první separační zóně, se pak vede do druhé separační zóny, v níž se rozděluje, na frakci bohatou na diisopropylhenzen a frakce, které jsou bohaté na -složky s teplotou varu jednak vyšěí a jednak nižší než má frakce bohatá na diisopropylbenzen. Trans alkylační reakční zóna obsahuje krystalický aluminosilikátový katalyzátor ve formě kuliček, extrudátu nebo granulárníoh částic. Katalyzátorem v transalkylační reakční zóně je přednostně mordenit vázaný s 5 až 95 % hmotnostními anorganického oxidového nosiče, zvoleného ze souboru zahrnujícího oxid hlinitý, oxid křemičitý, fosforečnan hlinitý (AlPOp a jejioh směsi. Krystalický aluminosilikátový transalkylační katalyzátor můře být modifikován stabilizací vodní parou, modifikací kyselinou, iontovou výměnou a podobnými metodami. Násada pro transalkylační zónu sestává z části oddělené nezreagované benzenové frakoe a z frakoe bohaté na diisopropylbenzen, přičemž část až celá nezreagovaná benzenová frakce byla získána v separační sekci. Toto a jiná provedení tohoto vynálezu budou zřejmá z dalšího podrobnějšího popisu.

V US patentu č. 4 008 290 je popsáno použití pevného alkylačního katalyzátoru na bázi kyseliny fosforečné při postupu obsahujícím transalkylační reakční zónu, která se podobá transalkylační zóně podle vynálezu, ale není s ní shodná. Způsob popsaný v US patentu č. 4 008 290 se od způsobu podle tohoto vynálezu odlišuje mj. tím, že popisuje reoirkulaci proudu vycházejícího z alkylační reakční zóny do přívodu do alkylační reakční zóny za účelem regulace teploty a konverze. Způsob podle tohoto vynálezu se vyhýbá přímé reoirkulaci produktu z alkylační reakční zóny, poněvadž reoirkulovaná látka obsahuje kyselý kal vytvořený reakcí vody s pevným katalyzátorem na bázi kyseliny fosforečné. Kyselý kal v recirkulovaném proudu zkracuje životnost alkyl ačního katalyzátoru a působí též korozivně na běžné konstrukční materiály použití na zařízení, v němž se způsob provádí. Další rozlišující znak spočívá v tom, že násada pro transalkylační reakční zónu má při způsobu podle vynálezu sestávat v podstatě z dialkylaromátů a aromatického substrátu, aby ss maximálně prodloužila životnost transalkylačního katalyzátoru za současného zvýšení celkového stupně konverse postupu. Druhé separační zóny se při způsobu podle vynálezu používá za účelem získání vysoce čisté dialkylaroraatické frakce. Při způsobu podle US patentu č. 4 008 290 se naproti tomu používá jako násady pro transalkylační reakční zónu celého proudu těžkých alkylovaných produktů obsahujícího di-, tri- a polyalkylované aromáty, přičemž tento proud byl získán v jediné separační zóně. Bylo zjištěno, že přítomnost těžších složek než jsou dialkylařomáty v násadě 'pro transalkylační reakční zónu způsobuje škodlivou urychlenou deaktivaci transalkylačního katalyzátoru.

Způsob výroby kumenu z násady obsahující benzen a propylen prováděný za specifické kombinace znaků charakterizujících způsob podle vynálezu vede s překvapením k vysokému výtěžku požadovaného kumenu. Celkově je možno způsob podle vynálezu charakterizovat jako vysoce účinný postup prováděný za použití katalyzátorů s prodlouženou životností;

Přiložený obrázek představuje blokové schéma jedné alternativy způsobu podle vynálezu. Na ilustrativní provedení znázorněné na obrázku se způsob podle vynálezu neomezuje.

Předmětem vynálezu je, jak již,bylo výše uvedeno, způsob výroby kumenu z benzenu a propylenu, odborníkům v tomto oboru je však zřejmé, že obdobné kombinace v-n^ků bude možno použít i při výrobě širšího rozsahu monoalkylaromatickýoh sloučenin z příslušných aromatických sloučenin, a alkylačníoh činidel. S ohledem na tuto možnost se v následujícím popisu někde používá místo označení speoifiokýoh látek spadajících do rozsahu oohrany širších označení. Pro rozsah ochrany je přitom určující pouze přiložená definice předmětu vynálezu.

Alkylační reakční zóna obsahuje alkylační katalyzátor. Zvláště výhodný alkylační katalyzátor je tvořen pevným kompozitem obsahujícím kyselinu fosforečnou. Kompozit

CS 273 188 B2 obsahujíoí kyselinu fosforečnou se může vyrobit smísením kyseliny fosforu, jako kyseliny pyroíosforečhé nebo tetrafosforečné s pevným nosičem, Není úmyslem tvrdit, že s různými kyselinami fosforu, kterých je možno použít, se získají katalyzátory, které budou vykazovat stejné účinky na jakoukoliv danou alkylační reakci. Každý z tšohto katalyzátorů vyrobených z různých kyselin a pomocí v podrobnostech se lišících postupů bude vykazovat svůj vlastní oharakteristioký účinek.

Jako jedné z výchozích látek pro přípravu kompozitu obsahujícího kyselinu fosforečnou, vhodného pro umístění do alkylační reakční zóny podle vynálezu, je možno uvést kyselinu trifosforečnou, kterou lze charakterizovat vzorcem ^H5^P3°10·

Při výrobě kompozitu je také možno použít směsi fosforečných kyselin, která bývá označována termínem kyselina polyfosforečná, Kyselina polyfosforeoná vzniká zahříváním kyseliny orthofosforečné nebo dvojfosforečné (pyrofosforečné) nebo jejich směsi ve vhodném zařízení, jako jsou misky obložené grafitem, spalinami nebo jiným vhodným způsobem. Vznikající směsná kyselina fosforečná má obvykle složení odpovídající obsahu asi 79 až asi 85 % hmotnostních

Kyselinu tetrafoeforečnou, jejíž složení odpovídá vzorci HgP^O^ nebo oxidovému vzorci 3HgO · 2Ρ₂θ5» d® možno považovat za kyselinu vzniklou odštěpením tří molekul vody ze čtyř molekul kyseliny orthofosforečné H^PO^. Kyselinu tetrafoeforečnou je možno získat postupnou nebo regulovanou dehydratací nebo zahříváním kyseliny orthofosforečné a pyrofosforečné nebo přidáním vhodného množství pentoxidu fosforečného k těmto kyselinám.

Kompozit obsahující kyselinu fosforečnou může obsahovat pevný nosič s vysokým měrným povrchem. Pod pojmem vysoký měrný povroh se rozumí měrný povrch měřený těchnikou povrchové adsorpoe ležící v rozmezí od asi 25 do asi 500 m /g nebo vyšší. Přednostně má nosič měrný povroh v rozmezí od asi 100 do asi 300 m /g. Uspokojivé nosiče pro přípravu katalyzátorů, vhodných pro použití při způsobu podle vynálezu, zahrnují krystalické modifikace oxidu hlinitého (aluminy) s vysokým měrným povrchem, jako je garama-, eta- a theta-alumina, i když tyto látky nejsou všechny stejně vhodné. Kromě shora uvedené gamma'-, eta- a theta-aluminy je možno jako pevného nosiče použít i jiných žáruvzdorných oxidů a jejioh směsí, jako oxidu křemičitého, oxidu zirkoničitého, oxidu hořeonatóho, oxidu thoričitého a směsných oxidů, jako je oxid křemičitohlinitý (silika-alumlna), oxid křemičito-hořečnatý, oxid hlinito-křemičito-hořečnatý, oxid hlinito-thoričitý, oxid hlinito-zirkoničitý, atd. Všech teohto látek je možno použít jako pevnýoh nosičů pro alkylační katalyzátory vhodné pro způsob podle vynálezu.

Kompozit obsahující kyselinu fosforečnou, používaný v alkylační reakční zóně 2 může obsahovat od asi 8 do asi 80 % hmotnostních kyseliny fosforečné (množství kyseliny fosforečné může být i nižší nebo vyšší). Přednostní obsah kyseliny fosforečné v kompozitu je v rozmezí od asi 10 do asi 75 % hmotnostních.

Kromě pevného alkylačního katalyzátoru obsahujícího kyselinu fosforečnou se může v alkylační reakční zóně při alkylačním/transalkylačním postupu podle vynálezu použít i jiných alkylačníoh katalyzátorů, jako katalyzátoru na bázi žáruvzdorného anorganického oxidu modifikovaného halogenidem boritým nebo různýoh krystalických aluminosillkátovýoh alkylačníoh katalyzátorů.

Při kontinuálním způsobu alkylace aromatických uhlovodíků olefiny se shora popsané reakční složky kontinuálně uvádějí do tlakové nádoby obsahující přednostně shora popsaný pevný katalyzátor na bázi kyseliny fosforečné. Směsná násada se může uvádět do alkylační reakční zóny obsahující alkylační katalyzátor konstantní rychlostí nebo alternativně kolísavou rychlostí. Aromatický substrát a olefinioké alkylační činidlo se obvykle uvádějí do styku v molárním poměru od asi 1 : 1 do 20 : 1 a přednos*5

OS 273 188 B2 ηδ od asi 2 : 1 do 8 : 1. Přednostní raolární poměr v násadě napomáhá prodloužit životnost katalyzátoru na nej vyšší míru tím, že se minimalizuje deaktivace katalyzátoru, k níž dochází v důsledku usazování koksu a těžkýoh látsk na katalyzátoru. Reakčni nádoba může obsahovat jedno lože s katalyzátorem nebo může být katalyzátor v reaktoru rozdělen do několika loží. Alkylační reakSní systém může obsahovat jednu nebo více reakčníoh nádob zapojených do serie. Násada do reakčni zóny může téoi ložem katalyzátoru vertikálně směrem vzhůru nebo dolů (v typiokém reaktoru s pistovým tokem) nebo horizontálně napříč ložem katalyzátoru (v reaktoru s radiálním ložem).

Za účelem udržení reakčni teploty v přednostním rozmezí a tedy i za účelem snížení tvorby nežádoucích polyalkylaroraátů, může být v nškterýoh případech žádoucí ohladit reakčni složky, aby se rozptýlilo reakčni teplo. Do alkylačního systému reaktoru se může vstřikovat ohladioí proud obsahujíoí oleíin použitý jako alkylační činidlo nebo část monoalkylaromatu prostého kyselého sirupu nebo aromatický substrát regenerovaný v první separační zóně nebo jejich směsi. Účelem tohoto proudu je rozptylovat teplo a dodávat přídavná množství alkylačního olefinu a nezreagovaného aromatiokého substrátu do různýoh míst reakčni zóny. V jednostupňovém reaktoru se toho dosahuje například mnohočetným vstřikováním shora uvedeného ohladíoího proudu do reakčni zóny prostřednictvím strategicky umístěných přívodních potrubí vedouoíoh do této reakčni zóny. Množství ohladíoího materiálu vstřikovaného aí již do jednostupňového nebo do několikastupňového reakčního systému a složení -tohoto proudu se může měnit podle potřeby. Mnohočetné vstřikování ohladíoího proudu přináší výhody v tom, že se může z procesu vypustit nákladné chladicí zařízení, zlepší se selektivita na tvorbu požadované alkylaromatické sloučeniny, zajistí se větší odvod tepla a optimalizuje se molární poměr olefinu k aromatické sloučenině v reakčni zóně, což má za následek zvýšení výtěžku požadované raonoalkylované aromatické sloučeniny.

Při popisovaném způsobu se pracuje za takových teplot, při kterýoh doohází k iniciaci reakee mezi aromatickým substrátem a konkrétně použitým olefinem, kterou selektivně vzniká požadovaná monoalkylaromatioká sloučenina. Vhodné teploty leží obvyklo v rozmezí od asi 100 do asi 390 °0, zejména od asi 150 do asi 275 °0. Jako reakčni tlak přiohází v úvahu přednostně tlak. vyšší než asi 0,1 MPa, který by však nemel převyšovat asi 13 MPa. Obzvláště vhodný tlak leží přibližně v rozmezí od 1 do 4 MPa. Prostorová rychlost v kapalné fázi (IHSV), vyjádřená jako rychlost dávkování benzenu leží v rozmezí od asi 0,5 do asi 50 h’’¹ a zejména od asi 1 do asi 10 h”\ Použitá kombinace teploty a tlaku by měla být taková, aby alkylační a transalkylační reakce probíhaly v podstatě v kapalné fázi. Při způsobu výroby alkylaromatiokých sloučenin v kapalné fázi je katalyzátor kontinuálně omýván reakčními složkami, čímž se zabraňuje vylučování prekursorů koksovitýoh úsad na katalyzátoru. V důsledku toho se na katalyzátoru tvoří menší množství uhlíku a prodlužuje se životnost katalyzátoru ve srovnání s alkylačním postupem v plynné fázi, kde je tvorba koksu a deaktivace katalyzátoru velkým problémem, Aby se dále snížila rychlost deaktivaoe katalyzátoru, může se jak do násady, pro alkylační reakčni zónu, tak do násady pro transalkylační reakčni zónu přidávat vodík v množství postačujícím pro nasycení kapalné násady pro tu kterou reakčni zónu. Přídavek rovnovážného množství vodíku ke kapalnému proudu násady zpomaluje rychlost deaktivaoe katalyzátoru tím, že inhibuje polymeračni potenciál polymerovatelnýoh sloučenin vznikajíoíoh v průběhu postupu, které ucpávají póry.

Do alkylační reakčni zóny se kromě toho přednostně uvádí regulované množství vody. Aby se v podstatě zabránilo ztrátám vody z katalyzátoru a následnému poklesu aktivity katalyzátoru, přidává se k násadě voda nebo vodní pára v takovém množství, aby to v podstatě vyrovnalo tlak vodní páry alkylačního katalyzátoru. Toto množství vody kolísá od asi 0,01 do 6 % objemu organické látky nasazované do alkylační reakční zóny. Voda se pak obvykle odstraňuje spolu s proudem lehkého vedlejšího produktu

CS 273 108 B2 izolovaného v první separační zóně.

Podstatná část uhlovodíku tvoříoího aromatioký substrát a v podstatě oelé množství olefinového alkyločního činidla zreaguje v alkylační reakční zóně v přítomnosti pevného katalyzátoru obsahujíoího kyselinu fosforečnou, přičemž kromě požadované monoalkylaroraatioké sloučeniny vznikají též nežádouoí polyalkylaromatioké sloučeniny a nežádouoí monoalkylaromatioké sloučeniny. Nežádouoí polyalkylaromatioké sloučeniny obvykle obsahují dvě nebo víoe alkylskupin obsahujíoíoh 1 až 18 atomů uhlíku a zahrnují uhlovodíky, jako například di-, tri- a tetraisopropylbenzen, Nežádouoí monoalkylaromatické sloučeniny obsahují obvykle alkylskupiny, jejichž počet atomů uhlíku je vyšší nebo nižší než počet atomů uhlíku v alkylových skupináoh požadovaných monoalkylaromatickýoh sloučenin.

Kromě toho v těch případech, kdy je požadovaným monoalkylaromatickým produktom alkylaromatioká sloučenina s nenasyoeným alkylovým postranním řetězoem, může nežádouoí monoalkylaromatioká sloučenina zahrnovat monoalkylaromatiokou sloučeninu obsahující nasycený alkylový postranní řetězeo se stejným počtem atomů uhlíku jako má požadovaný nenasycený alkylový postranní řetězeo. Důležitým aspektem tohoto vynálezu je získání a transalkylaoe dialkylaromatických sloučenin. Tím se maximálně zvýěí množství monoalkylaromatiokýoh uhlovodíků vzniklýoh při způsobu za současné minimalizace deaktivace transalkylačního katalyzátoru.

Proud vycházející z alkylační reakční zóny se celý vede do první separační zóny.

V první separační zóně se proud vyohážejíoí z alkylační reakční zóny rozděluje do alespoň tří frakoí za použití jakýchkoliv běžně dostupnýoh separačníoh technologií. Přitom se získávají tyto v podstatě čisté frakoe;

1) frakce aromatického substrátu,

2) produkt - monoalkylaromatioká sloučenina a

3) sloučeniny s teplotou varu vyšší než je teplota varu požadované monoalkylaromatioké sloučeniny.

Frakce obsahující sloučeniny s vyšší teplotou varu než má požadovaná monoalkylaromatioká sloučenina se z první separační zóny vede do druhé separační zóny. Ve druhé separační zóně se uváděná zásada, tj. sloučeniny s teplotou varu vyšší než má požadovaná monoalkylaromatioká sloučenina, rozdělují jakoukoliv konvenční separační teohnologií, která je k dispozioi, na frakoi bohatou na dialkylaromatiokó sloučeniny, frakci s teplotou varu vyšší než má frakce bohatá na dialkylaromatioké sloučeniny a frakci s teplotou varu nižší než má frakce bohatá na dialkylaromatioké sloučeniny.

Izolace a odstranění trialkylaromatickýoh a výševrouoíoh sloučenin z reakčního systému ve druhé separační zóně, ve formě frakce s teplotou varu vyšší než má frakce bohatá na dialkylaromatioké sloučeniny, před tím, že by se uvedly do transalkylační reakční zóny, představuje úspěšnou eliminaci těoh sloučenin z potenoiální násady pro transalkylační reakční zónu, které by .jinak mohly urychlovat deaktivaci transalkylačního katalyzátoru. Jak již bylo uvedeno shora, ve druhé frakoionační zóně se rovněž získává intermediární frakce obsahujíoí složky s teplotou varu nižší než je teplota varu frakoe bohaté na dialkylaromatioké sloučeniny. Složkami této intermediární frakoe jsou zejména alkylaromatioká sloučeniny s krátkými nasycenými postranními řetězci, jako je methylbenzen, ethylbenzen, butylbenzen, propylbenzen apod. Izolace a odstranění intermediárních aromatiokýoh sloučenin z reakčního systému přod tím, než by se uvedly do transalkylační reakční zóny, umožňuje během postupu snížit množství složek, které by jinak byly převedeny v transalkylační reakční zóně na škodlivé' produkty. Tyto produkty by se nakoneo v systému nahromadily jako inertní ředidlo produktu. Tato ředidla se obvykle z postupu odstraňují jako nežádouoí nečistoty produktu nebo jako součást nepotřebného odtahovaného proudu požadované intermediární

Ί

CS 273 188 Β2 složky, jako je odtahový proud aromatického substrátu. Ředidla se musí z procesu odstranit, aby se zabránilo jejioh hromadění v prooesu. Tím, ze se většina potenciálních ředidel odstraní ve druhé separační zóně, se postup zlepší, poněvadž se zlepší ěistota požadovaného produktu a sníží se množství nepotřebného odtahovaného proudu.

Jako příklady některých separaěníoh technik, kterýoh je možno použít buď samostatných nebo v kombinaci v první nebo druhé separaění zóně pro výrobu v podstatě čistých frakoí shora uvedenýoh produktů, je možno uvést destilaci, jako vakuovou destilaci, destilaoi za atmosférického tlaku a destilaoi za tlaku vyššího než je tlak atmosférický, extrakční teohniky, jako je například extrakoe kapalina/kapalina, extrakce pára/kapalina, nadkritioké extrakoe aj., absorpční teohniky, adsorpčni teohniky a jaké koliv jiné techniky, při kterýoh doohází k přenosu hmoty a které jsou schopny poskytovat v první a druhé separaění zóně požadované produkty ve formě v podstatě čistýoh frakoí. Shora uvedené separační prooesy jsou uvedeny jako příklady mnoha technik, kterých by bylo možno použít pro dosažení požadované separaoe, čištění a izolace produktů z alkylační a transalkylační reakční zóny. Provozní podmínky v separačníoh zónáoh se tedy neuvádějí, poněvadž budou záviset na volbě použité separační teohniky a dále na konfiguraci zařízení použitého v separační zóně. Předpokládá se, že hlavní separační technikou používanou v separačníoh zónách bude kontinuální destilace. Optimální podmínky destilace budou opět záviset na konkrétně zvolené sestavě pro požadované dělení.

Jak již bylo uvedeno, produkt z transalkylační reakční zóny, který bude popsán dále, se jako celek uvádí do první separační zóny* Do první separační zóny se kromě toho může uvádět část až celý proud čerstvě nasazovaného aromatického substrátu. Uvádění proudu nasazovaného aromatického* substrátu do první separační zóny umožňuje zpracování surového aromatického substrátu, který sestává hlavně z požadovaných složek aromatického substrátu, ale který může dosahovat škodlivá množství nežádouoíoh složek. Když se surový aromatický substrát uvádí do první separační sekoe, může se z původně znečištěného zředěného proudu získat v podstatě čistý aromatický substrát, který se pak nasazuje jako surovina jak v alkylační, tak v transalkylační reakční zóně. Takto se může zpraoovávat veškerý surový aromatický substrát nebo jen jeho část.

Je tedy možno shrnout: frakce produktů z první separační zóny jsou v podstatě čisté proudy, a to proud monoalkylaromatioké sloučeniny, proud nezreagovaného aromatického substrátu (nasazovaná sloučenina) a proud sloučenin a teplotou varu vyšší než má požadovaná monoalkylaromatioké sloučenina. Kromě toho se v první separační zóně získává frakce produktu tvořeného uhlovodíkovými sloučeninami s nižší molekulovou hmotností než mé aromatický substrát použitý jako složka násady. Tato frakoe tvoří nežádoucí produkt reakcí probíhajíoíoh v alkylační a transalkylační reakční zóně.

Z jiných nežádouoíoh frakoí vedlejších produktů, které je možno oddělovat v první separační zóně z reakčníoh produktů z alkylační a transalkylační zóny, je možno uvést benzenový odpadní proud a propylenové oligomery. Ve druhé separační zóně se získává frakoe bohatá na dialkylaromáty a dvě frakce, které obsahují produkty jednak s vyšší a jednak s nižší teplotou varu než má požadovaná frakoe bohatá na dialkylaromatioké sloučeniny. Frakoe z druhé separační zóny, která obsahuje uhlovodíky s nižší teplotou varu než má požadovaná frakoe bohatá na dialkylované aromatické sloučeniny, obvykle sestává z nežádouoíoh nasycených alkylaromatlokýoh sloučenin, zatímoo těžší, výševrouoí frakce bývá bohatá na trialkylaroraatioké sloučeniny a výševrouoí uhlovodíky. Frakoe, zahrnující frakoí požadovaného monoalkylaromatiokého produktu, frakci lehkých vedlejšíoh uhlovodíkových látek, odpadní benzenovou frakoí, frakoi oligomerů propylenu a frakoe uhlovodíků s teplotou varu jednak vyšší a jednak nižší než je teplota varu frakce bohaté na dialkylaromatioké sloučeniny, opouštějí reakční systém a získávají se odděleně. Frakoe obsahující aromatický substrát, který je složkou násady, se může zčásti reoirkulovat do alkylační reakční zóny a zčásti do transalkyOS 273 188 B2 lační reakčni zóny. Obvykle se asi 25 až asi 90 % hmotnostních a přednostně asi 30 až asi 85 % hmotnostních frakoe aromatického substrátu vede do alkylační zóny. Zbytek frakce nasazovaného aromatického substrátu se spolu s oelou írakoí dialkylaromatiokyoh sloučenin uvádí jako násada do transalkylační reakčni zóny.

Transalkylační reakčni zóna tedy přijímá jako násadu oelou frakoi bohatou na dialkylaromatioké sloučeniny z druhé separační zóny a v násadě může být i část frakoe aromatického substrátu regenerovaného v separační zóně. Do transalkylační reakčni zóny se rovněž může uvádět jako část nebo jako celá součást násady tvořené aromatiokým substrátem proud sestávající z nasazovaného aromatiokého substrátu, který nebyl regenerován v separační zóně, nýbrž, který pochází ze zdroje mimo popisovaný postup.

Dialkylaromatioký proud, kterého se používá jako části násady pro transalkylační reakčni zónu, sestává z aromatických sloučenin, jejiohž molekulu je možno oharakterizovat tak, že jejím základem je molekula aromatiokého substrátu, v níž jsou dva atomy vodíku v aromatickém kruhu substituovány zbytky pocházejícími z olefiniokého alkylacního činidla. Dialkylaromatioký proud bude rovněž obsahovat malá množství aromatiokýoh sloučenin a teplotou varu podobnou jako má dialkylaromatioká sloučenina} v případě výroby kumenu je takovou látkou .například hexylbenzen.

Transalkylační zóna slouží k odštěpení těoh zbytků olefiniokého alkylačního činidla vázanýoh ke kruhové struktuře aromatiokého substrátu, které převyšují Číslo 1 a k jejich převádění do molekul aromatiokého substrátu, který dosud nebyl alkylován. Tím se zvýší výtěžek monoalkylovaných aromatiokýoh sloučenin produkovanýoh při tomto postupu, Aby došlo k transalkylaoi dialkylaromatiokýoh sloučenin β aromatickým substrátem, uvádí se směsná násada obsahující aromatioký substrát a dialkylovanou aromatickou sloučeninu v molárním poměru v rozmezí od 1 i 1 do '50 j 1 a přednostně od 4 i 1 do 10 j 1 kontinuálně nebo přerušovaně do transalkylační reakčni zóny, v níž je umístěn transalkylační katalyzátor a v níž jsou udržovány podmínky, při niohž transalkylaoe probíhá. Jako transalkylačního katalyzátoru se v transalkylační reakčni zóně při způsobu podle vynálezu používá kyselé krystalické aluminosilikátové látky vázané k žáruvzdornému anorganickému oxidu, ¹

Krystalický alurainosilikátový materiál, kterého so používá jako transalkylačního katalyzátoru při způsobu podle vynálezu, je materiál na bázi silika-aluminy, který má strukturu krystalické mřížky buň trojrozměrnou nebo kanálkovitou a porézní» Jako příklady trojrozměrnýoh aluminosillkátů je možno uvést jak syntetické tak v přírodě se vyskytující silika-aluminy, jako jsou faujasity, které zahrnují typ X, typ Y, ultrastabilní typ Y apod. Jako příklady krystaliokýoh aluminosillkátů s kanálkovitou-porézní strukturou je možno uvést typ L, typ omega a raordenit.

Při způsobu podle vynálezu se dává z aluminosilikátovýoh látek, používaných jako katalyzátoru, přednost konkrétní formě aluminosilikátové látky označované názvem mordenit. Mordenlt se sios vyskytuje i v přírodě, ale obohodně dostupná je i řada syntetických mordenitů, které se obvykle dodávají ve formě prášku. Syntetické mordenity je možno získat jak v sodné formě, tak ve vodíkové formě a s různým poměrem siliky a aluminy, V přednostním provedení vynálezu je raordenit přítomen ve vodíkové formě, přičemž jeho poměr siliky k alumlnš jě alespoň'8 i 1 a konkrétněji v rozmezí od 8 i 1 do 25 : 1, J

Vodíková forma aluminosilikátu se misi se žáruvzdorným anorganickým oxidem a zpracovává na katalytický kompozit. Tvářený katalytický kompozit se může vyrábět jakoukoliv metodou známou v tomto oboru, například dobře známou metodou kapáním za použití oleje (Oil drop raethod) nebo vytlačováním. Vodíková forma aluminosilikátu může být přítomna v množství ležícím v rozmezí od..5 do asi 99,5 % hmotnostních, přednostně v rozmezí od asi 60 do asi 95 % hmotnostních, přičemž žáruvzdorný oxid tvoří zbytek} tedy

CS 273 188 B2 může být přítomen v množství od 0,5 do 95 % hmotnostních. Přednostní aluminosilikaty se před zpracováním na částice katalyzátoru., v průběhu tohoto zpracováni nebo po nem, modifikují metodami známými v tomto oboru. Jako příklady možnýoh modifikací je možno uvést deaktivaci parou, iontovou výměnu za účelem převedení aluminosilikátu na vodíkovou formu, přídavek kovových modifikátorů nebo jiných chemických modifikatorů, predkoksování, atd.

Přednostním anorganickým oxidem pro použití v transalkylačním katalyzátoru podle tohoto vynálezu je alumina. Alumins se přednostně volí ze souboru zahrnujícího gamma-aluminu, eta-aluminu a jejich směsi. Z jinýoh žáruvzdorných anorganických oxidů, kterých je možno podle vynálezu použít, je možno uvést například silikagel, silika-aluminu, jiné podvojné oxidy, jako oxid hořečnato-hlinitý, zirkoničito-hlinitý, fosfáty hlinité apod.

Zjistilo se, že existuje silná korelace mezi transalkylační účinností katalytického kompozitu a měrným povrchem tohoto kompozitu. Aby se dosáhlo oo nejvyšší transalkylační účinnosti výsledného katalyzátoru, měl by mít vzniklý katalytický kompozit co nejvyšší měrný povrch. Měrný povrch, jak již bylo uvedeno, se určuje Langmuirovou metodou na základě korelace isothermních dat adsorpce a desorpoe. Langmuirova metoda se zvláště hodí pro katalytické kompozity obsahujíoí vysoké procentuální podíly krystalických aluminosilikátů, zatímco jinýoh výpočetních metod se používá hlavně pro určování měrných povrchů amorfních, méně definovaných pevných látek. Data potřebná pro výpočet Langmuirovou metodou se obvykle získají pomocí dobře známého přístroje pro adsorpoi a desorpoi přednostně pracuje s dusíkem. Ke katalytickým kompozitům s vysokým měrným povrchem je možno dospět četnými způsoby. Tak například se může použít krystalického aluminosilikátovóho prášku, který sám má velmi vysoký mšrný povroh nebo se může použít jedné složky kompozitu s vysokým měrným povrohem, přičemž se této složky použije ve vysokém poměru k ostatním složkám.

Při kontinuálním postupu, který jako součást zahrnuje transalkylační reakční zónu pro transalkylaci dialkylaromatických sloučenin s aromatickým substrátem, se shora popsané reakční složky transalkylaoe uvádějí ve směsi do tlakové nádoby obsahující shora popsaný krystalický aluminosilikátový transalkylační katalyzátor. Transalkylační katalyzátor může být obsažen v jediném loži v reakční nádobě nebo může reakční nádoba obsahovat katalyzátor rozdělený do několika loží. Transalkylační reakční systém může obsahovat jednu reakční nádobu nebo víoe reakčníoh nádob zapojenýoh do série. Násada do reakční zóny může téoi ložem katalyzátoru vertikálně směrem vzhůru nebo dolů (v typickém reaktoru a pístovým tokem) nebo horizontálně napříč ložem katalyzátoru (v reaktoru s radiálním tokem).

Vhodné teploty v transalkylační zóně jsou takové teploty, které iniciují reakci mezi aromatickou substrátovou sloučeninou a dialkylaromatickými sloučeninami regenerovanými v první a ve druhé separační sekoi, kterou selektivně vzniká požadovaná monoalkylaromatioká sloučenina. Obvykle je transalkylační reakce povzbuzována teplotami v rozmezí od asi 100 do asi 390 °C a zejména od asi 125 do asi 275 °C. Praoovní tlaky vhodné při tomto postupu jsou vyšší nsž 0,1 MPa, ale neměly by převyšovat asi 13 MPa. Obzvláště vhodné rozmezí tlaku je od asi 1 do asi 4 MPa. Prostorová rychlost v kapalné fázi (LHSV) leží výhodně v rozmezí od asi 0,1 do asi 50 h“¹, nejvýhodněji v rozmezí od asi 0,5 do asi 5 h , počítáno na základě průtoku spojené násady obsahujíoí aromatický substrát a dialkylaromatiokou sloučeninu. Kombinace teploty a tlaku použitá v transalkylační reakční zóně by měla byt taková, aby transalkylační reakoe probíhala v podstatě v kapalné fázi. Při způsobu výroby alkylaromatických sloučenin v kapalné fázi je katalyzátor kontinuálně omýván reakčními složkami, čímž so zabraňuje vylučování prekursorů koksovitých úsad na katalyzátoru.

Hromadění koksovitých úsad na transalkylačním katalyzátoru je omezeno na minimum

CS 273 188 B2 a k tomu přispívá jednak to, že se jako součásti násady pro transalkylační reaktor po· užívá pouze dialkylaromatiokýoh polyalkylovaných složek a nikoliv směsi di-, tri- a tetraalkylovanýoh aromátů a to, že se reakce provádí v kapalné fázi. Předpokládá se,' že kdyby se trialkylaromatioké sloučeniny a těžší aromatické složky, které se odstraňují z násady pro transalkylační reakční zónu ve druhé separaČní zonš systému podle vynálezu, neohaly přijít do styku s transalkylačním katalyzátorem, nahromadily by se v pórech katalyzátoru a nebylo by možno je desorbovat za normálních provozních podmínek reaktoru. Tím by došlo ke zničení katalytické aktivity uopaných pórů. Tato akumulace těžkých sloučenin v pórech transalkylačního katalyzátoru by pak vedla ke ztrátě katalytické aktivity. Použití výhradně dialkylaromatiokých polyalkylovaných složek jako součásti násady pro transalkylační reakční'zóny v kapalné fázi má proto za násle dek snížení množství tvorby uhlíku na použitém katalyzátoru, oož se projevuje prodlou Žením životnosti katalyzátoru ve srovnání s transalkylačním postupem prováděným v plynné fázi a trajisalkylačními postupy prováděnými v kapalné fázi, ale 3 transalkylací trialkylaromatických a těžších sloučenin. Tvorba koksovitýoh úsad a deaktivace katalyzátoru je velkým problémem posledně uvedených postupů.

Deaktivovaný katalyzátor používaný v transalkylační reakční zóně, popsaný shora, je možno regenerovat tím, že se promyje horkým kapalným benzenem. Praní deaktivovaného transalkylaěního katalyzátoru horkým benzenem se přednostně provádí při teplotě 250 °C nebo vyšší. Při teplotách nad 250 °C horký benzen nejúčinněji desorbuje velké aromatické molekuly, které ucpávají a deaktivují póry transalkylačního katalyzátoru a tím vracejí transalkylační katalyzátor do stavu aktivity, v jakém se v podstatě nachází čerstvý katalyzátor. Předpokládá se, že požadovaný aromatický substrát a aromatické složky odlišné od požadovaného aromatického substrátu mohou být stejně účinné při regeneraci transalkylačního katalyzátoru, který se v tomto případě pere za horka touto uhlovodíkovou kapalinou. Benzen je uváděn jako přednostní uhlovodíková složka 3 ohledem na jeho pravděpodobnou dostupnost při provádění způsobu podle vynálezu.

Vynález bude dále blíže objasněn pomocí přiloženého výkresu, na němž je znázorněno blokové schéma způsobu podle vynálezu na výrobu kumenu z benzenu a propylenu.

Jak již bylo uvedeno shora, při prvním stupni způsobu podle vynálezu se směsná násada uvádí potrubím 4 do alkylační reakční zóny J. obsahující alkylační katalyzátor. Proud směsné násady v potrubí £ se skládá z benzenu, jakožto aromatického substrátu, přiváděného potrubím 3, a z propylenu, jakožto olefiniokého alkylačního činidla, přiváděného potrubím 2. Proud produktu alkylační reakční zóny odchází potrubím % ^a uvádí se do první separační zóny 6.

Do první separační zóny 6 přichází jako násada celý proud produktu vycházejícího z alkylační reakční zóny potrubím 5 a celý proud produktu odcházejícího z transalkylační reakční zóny potrubím 20. Kromě toho se může do první separační zóny 6 uvádět potrubím 1_3 část až celý proud aromatického substrátu, tedy benzenu, kterého se používá jako násady pro alkylační a transalkylační reakční zónu. V první separační zóně tak může dojít k vyčištění aromatického substrátu. V první separační zóně 6 vznikají alespoň čtyři produktové proudy, které odoházejí potrubími 8, _10, 1_1_, J2 a dva Intermediární proudy odcházející potrubími 2 a ji. V první separační zóně 6 se oddělují tyto produktové proudy: proud kumenu (tj, požadovaný proud monoalkylaromatickóho produktu) v potrubí 8, proud oligomeru alkylačního činidla v potrubí rt_, proud lehkých parafinů, tvořících vedlejší produkt, v potrubí J.2 a odtahovaný odpadní proud bohatý na benzen (aromatický substrát) v potrubí JO, Jakožto intermediární proudy se v první separační zóně získává na benzen bohatý proud aromatického substrátu v potrubí 7, jehož první části se může používat jako proudu benzenové násady (proud aromatického substrátu) uváděného potrubím 2 áo alkylační reakční zóny. Druhé části regenerovaného na benzen bohatého, proudu aromatického substrátu z potrubí 7

CS 273 188 B2 se může používat pro zásobování transalkylační reakčni zóny násadou benzenu (aromatic- kého substrátu), která se tam uvádí potrubím 19.

Složky s teplotou varu vyšší než má požadovaná monoalkylaroraatická sloučenina, tedy kumen, se odvádějí z první separační zóny 6 potrubím 2 ůo druhé separaoní zóny 1^,.

Do druhé separační zóny U se jako násada uvádí proud obsahující složky s teplotou varu vyšší než má požadovaná monoalkylaromatioká složka, tedy kumen (potrubím ^). Ve druhé separační zóně se vyrábějí alespoň dva produktové proudy odváděné potrubími 16 a 17 a jeden intermediární proud odváděný potrubím 15. Proudy produktů odváděné z druhé separační zóny 14 zahrnují intermediární proud aromatického produktu odváděný potrubím 1_6, který sestává z uhlovodíků s teplotou varu nižší než je teplota varu požadovaného proudu bohatého na dialkylaromatiokou látku, tedy diisopropylbenzen, odváděného potrubím 1J5 a proud produktu sestávajícího z uhlovodíků s teplotou varu vyšší než je teplota varu proudu bohatého na dialkylaromáty, tedy diisopropylbenzen, v potrubí 1_5. Tento výševrouoí proud se odvádí potrubím Intermediární proud v potrubí 25, produkovaný ve druhé separační zóně 14. ^s® skládá z dialkylaromatiokýoh sloučenin, tedy z diisopropylbenzenu a malého množství aromatických složek s podobnou teplotou varu. Tento proud se vede potrubím 15 do transalkylační zóny 18.

Transalkylační reakčni zóna přijímá jako násadu dialkylovanou aromatickou sloučeninu, tedy diisopropylbenzen, která byla získána ve druhé separační zóně 1£. Do transalkylační reakčni zóny 18 se tento proud uvádí potrubím 15. Jako suroviny pro transalkylační reakčni zónu 18 se rovněž používá benzenového aromatického substrátu. Aromatický substrát se může posílat přímo do zóny 18 ze zdroje mimo popisovaný proces nebo se může používat části recirkulovaného proudu aromatického substrátu regenerovaného v první separační zóně 6 a vedeného potrubími J a 19. Může se používat i směsi obou.

Příklad I

Katalyzátor A se vyrobí přednostním postupem výroby transalkylačního katalyzátoru, kterého se používá při způsobu podle vynálezu. Výchozí látkou pro katalyzátor A je syntetický mordenit v práškovém stavu, částečně zbavený aluminy, ve vodíkové formě, s nízkým obsahem sodíku (produkt prodává firma Union Carbide pod označením LZ-M 8). Tento produkt je v dalším textu označován jednoduše jako mordenit.

Práškovitý mordenit se smísí s práškovitou alurainou v hmotnostním poměru 9 í 1 a pak se přidá okyselený peptizační roztok. Vzniklá směs se extruduje způsoby známými v tomto oboru. Po vytlačení se extrudát vysuší a kalcinuje.

Po vysušení a kalcinaci se extrudát promývá vodným roztokem obsahujícím 10 % hmotnostních kyseliny chlorovodíkové a 10 % hmotnostních chloridu amonného 150 minut při teplotě 60 °C při objemovém poměru roztoku k zeolitu 5 : 1. Po promytí se katalyzátor opět vysuší a kalcinuje. Katalyzátor A je krystalický aluminosilikátový katalyzátor vhodný pro použití v transalkylační reakčni zóně podle předloženého vynálezu. Výsledný měrný povrch tohoto katalyzátoru je 620 m²/g.

Transalkylační katalyzátor A se zkouší v poloprovozní jednotce, aby se určila stálost katalyzátoru v závislosti na čase při zpracovávání suroviny získané na pevném alkylačním katalyzátoru na bázi kyseliny fosforečné. Během zkoušení stability se srovnává deaktivace použitého transalkylačního katalyzátoru s časem jednak při zpracovávání suroviny obsahujíoí diisopropylbenzen a benzen získané frakoionaoí těžkého produktu z alkylační reakčni zóny ve druhé frakoionační zóně za vzniku v podstatě čistého proudu diisopropylbenzenové nasady (způsob podle vynálezu) a jednak při zpracování suroviny obsahujíoí diisopropylbenzen, benzen a těžší a lehčí aromatické sloučeniny, jinými

CS 273 188 B2 slovy při zpracování těžkého produktu z alkylační reakční zóny. Poloprovozní jednotka použitá pro hodnooení stability transalkylačního katalyzátoru sestává z trubkového re· aktoru obsahujícího 50 ml transalkylačního katalyzátoru, připojeného k zóně pro separaci produktů. Tlak v reaktoru se udržuje na 3,4 MPa a teplota za 150 °C. Prostorová ryohlost epojené násady je 1,3 h~¹. Porovnání účinku složení transalkylační suroviny na deaktivaoi transalkylačního katalyzátoru je uvedeno v následujíoí tabuloe 1, Pokus

I soustřeďuje výsledky získané za použití diisopropylbenzenu a benzenové násady, což je složení odpovídájíoí složení suroviny používané při způsobu podle vynálezu. Pokus

II soustřeďuje výsledky získané při zpracovávání násady obsahující diisopropylbenzen spolu s těžžími a lehčími aromatiokými sloučeninami a benzen, oož je složení odpovídajíoí způsobům podle dosavadního stavu teohniky.

Tabulka' 1

Porovnání účinku různýoh transalkylačníoh násad na stabilitu transalkylačního katalyzátoru

	Pokus I	Pokus II
násada (% hmotnostní) kumsn	0,0	0,1
butyl-, pentylbenzeny	0,3	0,6
diisopropylbenzen	20,0	21,0
hexylbenzeny	4,8	6,0
těžké aromatiokó sloučeniny	0,0	1,1
benzen	74,9	71,1
celkem	100,0	100,0
molární poměr benzen/diisopropylbenzen	7,8/1	7,0/1
doba zapojení v provozu (h)	360	100
počáteční konverze diisopropylbenzenu	50 %	35 %
konečná konverze diisopropylbenzenu	50 %	28 %
pokles konverze diisopropylbenzenu	0 %	7 %
rychlost poklesu konverze diisopropylbenzenu	0 %/100 h	6 %/l00 h

Shora uvedené výsledky ukazují, jaký dramatický účinek má složení násady na rychlost deaktivace transalkylačního katalyzátoru podle vynálezu. Ryohlost deaktivace transalkylačního katalyzátoru zpracovávajícího benzenovou a diisopropylbenzenovou násadu při pokusu I je podstatně nižší než rychlost deaktivace stejného katalyzátoru zpracovávajícího násadu obsahující těžké aromatické sloučeniny v pokusu II, Jak již bylo uvedeno, násada v pokusu I představuje násadu pro transalkylační reakční zónu, která vzniká ve druhé separační zóně při způsobu podle vynálezu. Násada používaná při pokusu II představuje násadu pro transalkylační reakční zónu, která vzniká při alkylačním/transalkylačním procesu, který nezahrnuje druhou separační zónu. Použití druhé separační zóny pro oddelem v podstatě všech těžšíoh aromatických sloučenin a části lehčích aromatických sloučenin z frakoe bohaté na diisopropylbenzen, která se i

CS 273 188 B2 uvádí do transalkylační reakční zóny, se zoela jasně projevuje dramatickým zlopčením užitečná životnosti transalkylaČního katalyzátoru.

Příklad II

Tento příklad, poskytuje důkaz o regenerovatelnosti transalkylaČního katalyzátoru podle vynálezu. Po 1200 hodináoh zapojení v provozu v poloprovozní jednotoe za podmínek uvedených v příkladu I pokus I, vykazuje transalkylační katalyzátor konverzi diisopropylbenzenu asi 30 %. Tato hodnota je podstatně nižěí než hodnota konverze diisopropylhenzenu, které se dosahuje s čerstvým katalyzátorem, která činí 49 až 50 %. Deaktivovaný transalkylační katalyzátor se pak regeneruje v promývaoím stupni horkým benzenem. Stupeň regeneraoe transalkylaČního katalyzátoru horkým benzenem se provádí takto:

- transalkylační reaktor se odpojí z provozu,

- reaktor se proplachuje benzenem prostorovou ryohlostí (LHSV) 1,3 h”^ po dobu 12 hodin,

- teplota v reaktoru se zvýší ze 150 na 250 °C a pak se udržuje reaktor po dobu 12 hodin při 250 °C, přičemž se udržuje průtok benzenu (jeden průchod ložem) na hodnotě odpovídající prostorové rychlosti 1,3 h\

- teplota v reaktoru se sníží z 250 °C na 150 °C během 12 hodin při zaohovávání prostorové rychlosti benzenu (jeden průchod ložem) na hodnotě 1,3 h”¹ a

- transalkylační reaktor se znovu zapojí do provozu.

Po skončení regenerace transalkylaČního katalyzátoru a znovuzapojení reaktoru se konverze diisopropylbenzenu na transalkylačním katalyzátoru zlepěí na hodnotu 51 %. Tento příklad ukazuje užitečnost použití horkého benzenu v promývaoím stupni pro regeneraci účinnosti před tím deaktivovaného transalkylaČního katalyzátoru při provádění způsobu podle tohoto vynálezu. Tento příklad rovněž jasně demonstruje regenerovatelnost transalkylaČního katalyzátoru v procesu podle použitého vynálezu, promývaného kyselinou.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims

1. Způsob selektivní výroby kumenu, při němž se proud násady obsahující propylen a benzen vede do alkylační reakční zóny obsahujíoí pevný katalyzátor na bázi kyseliny fosforečné udržované za podmínek, při nichž probíhá alkylace aromatiokého substrátu v kapalné fázi, vyznačující se tím, že se

a) v první separační zóně produkt z alkylační reakční zóny a z dále uvedené transalkylační zóny rozdělí na frakoe, které zahrnují frakoi aromatiokého substrátu, frakci v podstatě čistého monoalkylovaného aromatiokého produktu a frakoi obsahujíoí sloučeniny a teplotou varu vyěši než je teplota varu požadované monoalkylaromatioké sloučeniny,

b) frakoe odpadající z první separační zóny a obsahujíoí sloučeniny s teplotou varu vyšší než je teplota varu požadované monoalkylaromatioké sloučeniny se rozděluje ve druhé separační zóně na frakoi bohatou na dialkylované aromatické sloučeniny a na dvě frakce s teplotou varu jednak vyšší a jednak nižší než je teplota varu frakoe bohaté na dialkylované aromatické sloučeniny,

CS 273 138 B2

o) proud násady tvořené aromatickým substrátem a ve druhé separační zóně oddělená uhlovodíková frakce bohatá na dialkylované aromatioké uhlovodíky se uvádějí do transalkylační reakční zóny, která se udržuje za podmínek, při niohž probíhá transalkylaoe uhlovodíkové frakoe bohaté na dialkylaromatioké sloučeniny za vzniku produktu z transalkylační reakční zóny, a

2» Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se jako transalkylačního katalyzátoru ve stupni o) používá katalyzátoru obsahujíoího 5 až 99,5 % hmotnostních krystalického aluminosilikátu mordenitového typu, jehož střední průměr pórů je 0,6 nm nebo vyšší a jehož měrný povroh byl zvýšen na 620 m²/g promýváním vodným roztokem obsahujícím 10 % hmotnostních chlorovodíku a 10 % hmotnostních chloridu amonného při 60 °C po dobu 150 minut při objemovém poměru roztoku k zeolitu 5 i 1 a následující kaloinaoí.

1 výkres

I