DK142052B - Fremgangsmåde til adskillelse af afgangsstrømmen fra en reaktor til alkylering af et aromatisk carbonhydrid. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆQGEL8ESSKRIFT 1U2052 (w \ζ&/ DANMARK lnt'cl·’ 0 07 c 2/64 «(21) Ansøgning nr. 5036/69 (22) Indleveret den 4. jun. 19¾ (23) Løbedag 4. jUTl. 1969 (44) Ansøgningen fremlagt og

fremleeggelMe8kriftet offentliggjort den ΙΟ» “Ug· I yoU

DIREKTORATET FOR ' . „ PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30> Pfioritet begeeret fra den

6. jun. 1968, 754922, US

(71) UNIVERSAL OIL PRODUCTS COMPANY, 30, Algonquin Road, Des Plaines, 1111= nols, US.

CW Opfinder: Thomas Lee Sulzhach, 1305 Urbandale Lane, Wayzata, Minnesota, US.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Budde, Schou & Co.

(64) Fremgangsmåde til adskillelse af afgangs strømmen fra en reaktor til alkylering af et aromatisk carbonhydrid.

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til adskillelse af forbindelserne i en alkyleringsreaktionszoneafgangs-strøm til tilvejebringelse af et fortyndingsmiddel til tilbageledning af reaktionszonen, en reaktant til tilbageledning til reaktionszonen og en produktstrøm af alkyleret, aromatisk forbindelse. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes ved fremgangsmåder, hvor et aromatisk carbonhydrid alkyleres, isar hvor benzen alkyleres med propylen eller ethylen.

De alkylerede produkter, der adskilles ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, har talrige anvendelser ved kemisk syntese. Det propylbenzen, eller curoen, der dannes ved alkylering af benzen med propylen, anvendes f.eks. ved syntese af phenol, acetone, a-methylstyren og acetophenon. Disse cumen-afledte kemikalier er mellemprodukter ved syntese af harpikser til plaster og 2 142052 nylon« Den her omhandlede fremgangsmåde kan endvidere anvendes ved syntese af ethylbenzen, Ethylbenzen dehydrogeneres kommercielt til styrenmonomer, Der anvendes ligeledes små mængder som opløsnings-midler og som mellemprodukter ved syntese af andre kemikalier, Ethyl-benzen-afledt styren finder anvendelse ved syntese af polyesterharpikser, polystyren og andre plaster,

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan også finde anvendelse ved alkyleringen af substituerede, aromatiske forbindelser såsom phenol, der, når det alkyleres med isobutylener, danner o-tert.butyl-phenol og p-tert.butylphenol, der anvendes til syntese af andre kemikalier eller som slutprodukter, som anvendes til modificering af phenolformaldehydharpikser.

Som anført ovenfor angår den foreliggende opfindelse især udvinding af isopropylbenzen, eller cumen, fra en alkyleringsaf-gangsstrøm. Yed den kendte kommercielle fremstilling af cumen, fyldes benzen og propylen på en reaktionsbeholder indeholdende en fast phos-phorsyrekatalysator. Et molært underskud af propylen i reaktionszonen anvendes for at undgå dialkylering. Normalt tilvejebringes dette underskud ved, at forholdet mellem benzen og propylen holdes på ca, 8:1. Den dannede alkyleringsafgangsstrøm, der forlader reaktionszonen, vil derfor indeholde ca, 7 mol uomsat benzen pr. mol cumen-produkt, og overskydende benzen skal skilles fra afgangsvæsken og recirkuleres til reaktionszonen i forbindelse med den friske benzen-fødeblanding, der chargeres til processen.

Den propylenreaktant, der typisk chargeres til processen, indeholder normalt et ikke-reaktionsdygtigt fortyndingsmiddel omfattende propan med spor af ethan og butan. Når propylenfødeblandingen stammer fra et pyrolyseanlæg, vil disse fortyndingsmidler sædvanligvis være mindre end 10 mol$, medens en propylenfødeblanding stammende fra gasudvindingsenheden i et katalytisk fluidumkrakningsanlæg ofte vil indeholde så meget som fra 35 til 40 mol$ ikke-reaktions-dygtige fortyndingsmidler. Ud over det ikke-reaktionsdygtige propanfortyndingsmiddel i propylenfødeblandingen indføres der ofte yderligere propånfortyndingsmiddel i reaktionszonen til tilvejebringelse af en termisk bratkøling for den eksoterme alkyleringsreaktion, for at katalysatortemperaturen kan holdes på det ønskede niveau. Denne propanbratkøling kan indføres i reaktionsbeholderen ved forhøjet temperatur med den friske propylen-propan-fødeblanding, eller den kan indføres i reaktionszonen ved forhøjet temperatur eller ved stuetemperatur ved adskillige mellemliggende bratkølingspunkter mellem 142052 3 adskillige katalysatormasser. Alkyleringsreaktionszoneafgangsstrømmen indeholder typisk en betydelig mængde propanfortyndingsmiddel* Dette fortyndingsmiddel må skilles fra afgangsstrømmen for at en del kan recirkuleres til reaktionszonen, og for at en mængde kan trækkes ud af processen. Den udtrukne mængde er ækvivalent med den mængde, der indføres i processen i propylen-propan-fødeblandingen, og den må trækkes ud af processen for at undgå ophobning af ikke-reaktionsdygtige fortyndingsmidler i procesenheden.

De tidligere systemer til adskillelse af denne afgangsstrøm har tilvejebragt en fraktioneringsrække omfattende en depropanleator-kolonne, en benzenkolonne og en cumenkolonne. Afgangsstrømmen ledes ind i depropanisatoren, i hvilken propanfortyndingsmidlet fjernes via toppen til tilvejebringelse af propanrecirkulationsstrømmen til tilbageledning til reaktionszonen, og en nettopropanproduktstrøm, som normalt ledes til brændstofgassystemet eller sendes til produktopbevaring som flaskegas (LPG). De flydende bundfraktioner fra depropanisatoren ledes ind i benzenkolonnen, scan producerer en benzenstrøm via toppen. En del af det adskilte benzen tilvejebringer den ønskede recirkulation til reaktionszonen, og en anden del trækkes ud af processen for at undgå ophobning af ikke-aromatiske forureninger, der kommer ind i processen som sporbestanddele i benzenføde-blandingen. Benzenkolonnebundstrømmen ledes til en cumenkolonne, som producerer en via toppen udtaget strøm omfattende cumenprodukt, og et via bunden udtaget biprodukt omfattende polyalkyleret benzen.

. Det er formålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en fremgangsmåde til adskillelse af en reaktionszoneafgangsstrøm indeholdende mindst tre komponenter, især en adskillelsesproces til udvinding af alkylerede aromatiske forbindelser ud fra afgangsstrømmen fra en alkyleringsreaktionezone, hvilken fremgangsmåde er mere økonomisk end den kendte teknik såvel i henseende til anlægs-som driftsudgifter.

I overensstemmelse hermed tilvejebringer den foreliggende opfindelse en fremgangsmåde til adskillelse af forbindelserne i en alkyleringsreaktionszoneafgangsstrøm omfattende ikke-reaktionsdygtigt fortyndingsmiddel, alkylerbar, aromatisk forbindelse og alkyleret, aromatisk forbindelse, og denne proces er ejendommelig ved, at man a) leder nævnte afgangsstrøra ind i en første rektifikations-zone og deri adskiller nævnte afgangsstrøm til tilvejebringelse af en første fraktion omfattende nævnte fortyndingsmiddel og alkylerbar, aromatisk forbindelse og en 4 142052 anden fraktion omfattende alkylerbar, aromatisk forbindelse og nævnte alkylerede, aromatiske forbindelser, b) leder i det mindste en del af nævnte første fraktion til en anden rektifikationszone, c) adskiller nævnte første fraktion deri til tilvejebringelse af en tredje fraktion omfattende ikke-reaktionsdygtigt fortyn-dingsmiddel og en fjerde fraktion omfattende alkylerbar, aromatisk forbindelse og ikke-reaktionsdygtigt fortyndingsmiddel, d) tilbageleder nævnte fjerde fraktion til alkyleringsreak-tionszonen og e) leder nævnte anden fraktion til en adskillelseszone og deri adskiller nævnte fraktion til tilvejebringelse af en femte fraktion omfattende alkylerbar, aromatisk forbindelse og en sjette fraktion omfattende nævnte alkylerede, aromatiske forbindelser.

Udtrykket "rektifikationszone" omfatter, således som det anvendes i denne beskrivelse, enhver adskillelseszone, der tilbagesvales af en væskestrøm.

En yderligere forståelse af den foreliggende opfindelse kan opnås ved henvisning til tegningen og nedenstående beskrivelse, der fremstiller en simplificeret arbejdsgang til udførelse af en specifik udførelsesform for den foreliggende opfindelse.

Som tidligere anført omfatter den særligt foretrukne udførelsesform for den foreliggende opfindelse den opfinderiske proces, ved hvilken den alkylerbare, aromatiske forbindelse er benzen, det som olefin virkende alkyleringsmiddel er propylen, det ikke-reak-tionsdygtige fortyndingsmiddel er propan, og den ønskede monoalkyle-rede, aromatiske forbindelse er cumen af høj renhed. Under henvisning til tegningen omsættes propylen med benzen over en fast phos-phorsyrekatalysator i en reaktionszone, som ikke er vist, under alky-leringsreaktionsbetingelser.

Den resulterende reaktionsbeholderafgangsstrøm kommer ind i processen ifølge opfindelsen via en ledning 1 i en mængde på 3368,39 mol pr. time, ved en temperatur på 238°C og et tryk på j?4 atmosfærers overtryk (ato). Denne reaktionsbeholderafgangsstrøm omfattende propan, uomsat benzen, cumenprodukt og tungt alkylbenzen-biprodukt ledes gennem en tilbageslagsventil 2 og kommer ind i en førstetrinsrektifikationskolonne 4 via en ledning 3, hvor den bliver lynfordampet ved et tryk på 16,6 ato og ved en lynfordampningstempera tur på 210°C. Den lynfordampede afgangsstrøm kommer ind i rekti 5 142052 fikationskolonnen 4 på et nedre punkt i kolonnen nedenunder egnede fraktioneringsbakker, som danner en rektifikationszone inden i kolonnen 4. Den varme dampdel af afgangsstrømmen ledes op gennem rektifikationszonen i rektifikationskolonnen 4 og bearbejde¾ således som det beskrives i det følgende. Den varme flydende del af afgangs-strømmen falder til bunden i rektifikationskolonnen 4 og adskilles der i to faser. En vandig fase indeholdende koncentreret phosphorsyre trækkes ud via en ledning 5 og sendes til et bortfjernelsessystem, som ikke er vist. Denne strøm indeholder normalt ca. 3,8 liter pr. dag af vandig koncentreret phosphorsyre svarende til den typiske mængde phosphorsyre, der udludes af katalysatoren i alkylerings-reaktionszonen. Hvis der anvendes en anden katalysator end phosphorsyre, kan denne strøm være unødvendig. Størstedelen af væsken i bunden af kolonnen 4 omfatter benzen og alkylerede benzenforbindelser, og den trækkes ud i en mængde på 1965,29 mol pr. time fra bunden af rektifikationskolonnen 4 via en ledning 6 ved en temperatur på 199°C og et tryk på 16,6 ato.

Carbonhydridvæsken, der er udtaget fra bunden af rektifikationskolonnen 4 ledes gennem en trykreduktionsventil, som ikke er vist,, og kommer ind i en recirkulationsbenzenkolonne 21 ved en temperatur på H9°c og et tryk på 1,2 ato. Recirkulationsbenzenkolonnen 21 drives under betingelser, der er tilstrækkelige til at adskille benzen fra de alkylerede produkter, som er fremstillet i reaktions-zonen. Kolonnen 21 er forsynet med et typisk reboilerkredsløb som varmetilførselskilde. Flydende alkylbenzen, der passerer til bunden af kolonnen 21 udtages delvis derfra og cirkuleres via en ledning 22 ved 191°C ind i en reboiler 23. Varmetilførslen til reboileren 23 er tilstrækkelig til at sørge for, at en del af den cirkulerende væske fordamper, og den fremkomne genkogte strøm ledes derpå tilbage ind i kolonnen 21 via en ledning 24 ved en temperatur på 191°C og et tryk på 1,4 ato. En anden portion af den væske, som ophobes på bunden af kolonnen 21, udtages derfra via en ledning 25 i en mængde på 292,13 mol pr, time og ved en temperatur på 191°C, Nettoalkylbenzenet i ledningen 25 sendes til en cumenfraktioneringskolonne, som ikke er vist, hvor den adskilles til dannelse af 282,40 mol pr. time af cumenpro-dukt af høj renhed og 9,73 mol pr. time af tungt alkylbenzenbipro-dukt.

En topdampstrøm udtages fra toppen af kolonnen 21 via en ledning 26 i en mængde på 3^70,36 mol pr. time. Dette fordampede benzen kommer ind i en svaler 27 ved 107°C og 1 ato. Benzendampene konden- 6 142052 seres deri og ledes via en ledning 28 ind i et forlag 29 ved en temperatur på 3S°C og et tryk på 0,7 ato, Tre portioner af benzenet udtages fra forlaget 29. En første portion omfattende 1797,20 mol pr. time udtages via en ledning 30 og tilbageledes til toppen af kolonnen 21 som tilbagesvaling. En anden portion omfattende 3,20 mol pr. time udtages via en ledning 35 som en benzenudtagning og sendes til efterfølgende udvindingsanlæg, som ikke er vist. Udtagningen af benzenstrømmen via ledningen 35 er nødvendig for at undgå ophobning af ikke-reaktionsdygtige carbonhydridbestanddele, som kommer ind i al-kyleringsprocessen som sporforureninger i den friske benzenfødeblan-ding.

En tredje portion af benzenvæsken udtages fra forlaget 29 via er. ledning 31 i en mængde på 1667,96 mol pr. time. Denne portion anvendes til recirkulation og adskilles i to dele. En første del omfattende 1018,07 mol pr. time recirkuleres tilbage til alkylerings-zonen via ledningen 31, således som det vil blive nærmere beskrevet nedenfor. En anden del af denne recirkulationsbenzenfraktion udtages fra ledningen 31 via en ledning 7 i en mængde på 649,89 mol pr. time. Denne anden del ledes til toppen af førstetrinsrektifikationskolonnen 4 som en tilbagesvalingsstrøm, der tilvejebringer den tilsigtede rektifikation inden i kolonnen 4.

Efterhånden som de lynfordampede afgangsdampe ledes op gennem rektifikationszonen i kolonnen 4, vaskes de af de tilbagesvalende væsker deri, så at praktisk taget ingen alkylerede benzenforbindelser forlader toppen af kolonnen 4 med dampen. En topdamp udtages fra toppen af kolonhen 4 via en ledning 8 i en mængde på 2052,99 mol pr. time ved en temperatur på 196°C og et tryk på 16,5 ato. Denne varme damp, der omfatter propan og benzen, kommér ind i en varmeveksler 9, hvor den kondenseres delvis og derefter strømmer ud via en ledning 10 ved 160¾ og 15,8 ato.

Den fremkomne, delvis kondenserede væske kommer ind i en andentrinsrektifikationskolonne 11 via ledningen 10 på et nedre punkt i kolonnen nedenunder en rektifikationszone omfattende typiske fraktioneringsbakker. Dampen passerer gennem kolonnen og rektificeres på fraktioneringsbakkerne, medens den kondenserede væske falder ned på bunden af kolonnen 11. Efterhånden som den varme damp passerer opad gennem rektifikationszonen i kolonnen 11, bringes den i kontakt med koldere, nedadflydende væske, der tjener til at fjerne praktisk taget alt benzenet fra dampfasen.

Frisk benzenfødeblanding, der senere forbruges ved syntese af 7 142052 cumen i alkyleringsreaktionszonen, kommer ind i den aromatiske alky-leringsproces gennem rektifikationskolonnen 11 via en ledning 12 i en mængde på 297,04 mol pr. time og ved en temperatur på 40°C. Denne friske benzenfødeblanding indeholder spor af fugt og indføres normalt i adskillelseszonen i alkyleringsenheden i stedet for direkte ind i reaktionsbeholderen, da for store mængder vand er skadelige for den faste phosphorsyrekatalysator, der rummes deri. Ved indføring af den friske benzenfødeblanding i kolonnen 11, tørres benzenet hensigtsmæssigt inden dets indføring i alkyleringsreaktionszonen.

En rektificeret damp forlader toppen af rektifikationskolonnen 11 via en ledning 14 ved en temperatur på 49°C og ved et tryk på 15,6 ato. Denne rektificerede damp, omfattende propan og vand, kommer ind i en svaler 15 i en mængde på 1456,95 mol pr. time og kondenseres og afkøles deri til 38°C. Den kondenserede dampstrøm forlader Svaleren 15 via en ledning l6 og kommer ind i en separator 17, der holdes på en temperatur på 38°C og på et tryk på 15,3 ato. Den kondenserede damp adskilles deri i to flydende faser omfattende en carbonhydridfase og en vandig fase. En portion af carbonhydridet omfattende rektificeret propan udtages fra separatoren 17 via en ledning 13 og tilbageledes til kolonnen 11 i en mængde på 1456,01 mol pr. time som en tilbagesvalingsstrøm. En anden portion af carbonhydridfasen omfattende praktisk taget rent propan udtages via en ledning 19 i en mængde på 0,84 mol pr. time. Dette nettopropanprodukt kan forbruges som brændselsgas, eller det kan sendes til en LPG-udvindingsenhed.

Den vandige fåse omfattende fugt, som er blevet fjernet fra fødestrøm-mene, der kommer ind i kolonnen 11,udtages via en ledning 18 og bortfjernes på ikke vist måde.

Det flydende carbonhydrid, der ophobes på bunden af kolonnen 11, udtages derfra via en ledning 20 i en mængde på 2349,09 mol pr. time, ved en temperatur på 116 C og et tryk på 15,8 ato. Denne bundstrøm, omfattende benzen og 550,15 mol pr. time af propan, tilbageledes til reaktionszonen som en del af den kombinerede fødeblanding, således som det beskrives i det følgende.

En frisk propan-propylen-fødeblanding indføres i alkylerings-processen via en ledning 32 i en mængde på 305,48 mol pr. time og ved en temperatur på 27°C. Denne strøm tilvejebringer det propylen, som senere forbruges ved syntese af cumen i alkyleringsreaktionszonen. Propan-propylen-fødeblandingen forenes med den recirkulerede benzenfraktion, der cirkuleres via ledningen 31, og med de rektificerede bundfraktioner fra kolonnen 11 cirkuleret via ledningen 20 8 142052 til tilvejebringelse af en total kombineret fødeblanding på 3672,64 mol pr. time. Ved blandingen af disse tre strømme opnås der en temperatur på 88°C.

Denne kombinerede fødeblanding ledes via ledningen 32 ind i varmeveksleren 9 til tilvejebringelse af kølemediet deri, som giver den ønskede grad af delvis kondensering af den i første trin rektificerede damp fra ledningen 8. En ledning 33 er tilvejebragt, således at en del af den kombinerede fødeblanding kan ledes uden om varmeveksleren 9, og der derved tilvejebringes et organ til regulering af den grad af delvis kondensering, som er nødvendig for at producere den ønskede fødeblanding til andentrinsrektifikationskolonnen 11. En opvarmet portion af den kombinerede reaktionsbeholder-fødeblanding udtages fra varmeveksleren 9 via en ledning 34 og genforenes med den portion, som er ledet uden om varmeveksleren via ledningen 35» Denne endelige, forenede reaktionsbeholderfødeblanding ledes via ledningen 34 ind i alkyleringsreaktionszonen, som ikke er vist, i en.mængde på 3672,64 mol pr., time, ved en temperatur på 160 C og ved et tryk på 35 ato. Denne kombinerede reaktionsbeholder-fødeblanding omfattende propylen, propan og benzen omsættes over den faste phosphorsyrekatalysator til dannelse af den cumenreaktionsbe-holderafgangsstrøm, der kommer ind i processen ifølge den foreliggende opfindelse via ledningen 1 til adskillelse på den ovenfor beskrevne måde.

Adskillige betydningsfulde fordele ved processen ifølge opfindelsen kan let konstateres ud fra ovenstående procesbeskrivelse.

Den første fordel, der let kan konstateres, er, at depro-paniseringskolonnen ifølge den typiske kendte teknik er elimineret. Medens den totale reaktionsbeholderafgangsstrøm på 3368,39 mol pr. time ville blive ledet ind i depropanisatorkolonnen ved udøvelse af den kendte teknik, ledes ifølge den foreliggende opfindelse ca. l/3 af benzenet i afgangsstrømmen og alt alkylbenzenet i afgangsstrøromen direkte til recirkulationsbenzenkolonnen som den lynfordampede væske i ledningen 6. Kolonnediameteren i de to rektifikationskolonner 4 og 11 er betydeligt mindre end diameteren af depropanisatorkolonnen ved den kendte teknik på grund af denne formindskede belastning. Det må også bemærkes, at da propanet, der recirkuleres til reaktionszonen, ikke produceres som en depropanisatortopfraktion, formindskes topkondenseringssystemet i andentrinsrektifikationskolonnen betydeligt i størrelse i forhold til kondenseringssystemet i depropanisatorkolonnen ifølge den kendte teknik. Yderligere vil det ses, at pro- 9 142052 cessen ifølge den foreliggende opfindelse eliminerer reboilersystemet (med dets høje brugsomkostninger) i depropanisatorkolonnen ifølge den kendte teknik. Nettoresultatet er, at den foreliggende opfindelse giver en betydelig besparelse i kapitalomkostninger i forhold til den kendte tekniks installationer omfattende en depropanisatorfrak-tionator. På grund af formindskelsen i størrelsen af andentrinsrektifikationskolonnen, er kondenseringsomkostningerne også lavere. Hvis propanrecirkulationen var en topstrøm fra kolonnen, ville en væsentlig tilsætning af tilbagesvalirg være nødvendig for at give propanrecirkulation af høj renhed, da det propanprodukt, der forlader kolonnen via ledningen 19 skal være frit for benzen til brug som brændselsgas eller LPG. Ved den her omhandlede proces kan det imidlertid tillades, at propanrecirkulationen indeholder betydelige mængder benzen, da det også er nødvendigt at tilbagelede benzen til alkyleringsreaktionsbeholderen. Da propanrecirkulationen er et topprodukt fra den kendte tekniks depropanisatorkolonne, er den tvunget til at opfylde produktpropanets renhedsspeclfication, idet der således tilføjes tilbagesvalings- og kondenseringsinstallationsudgift uden gunstigt resultat for processen. Den foreliggende opfindelse eliminerer disse uøkonomiske brugsomkostninger.

Der kan foretages lignende besparelser i kapitalomkostninger og brugsomkostninger ved recirkulationsbenzenkolonnen. Det vil ses, at ca. 2/3 af benzenrecirkulationen ledes tilbage til alkyleringsreaktionsbeholderen som varm bundstrøm fra andentrinsrektifikationskolonnen. Dette resulterer i en formindsket belastning ved recirkulationsbenzenkolonnen, for ikke alene reduceres fødeblandingen, men også mængden af tilbagesvaling reduceres tilsvarende. Således kan kolonnediameteren, topkondenseringssystemet, reboilersystemet og andet hjælpeudstyr reduceres betydeligt på grund af den formindskede kolonnebelastning. Ikke alene formindskes kapitalomkostningerne for dette apparatur, men brugsomkostningerne ved benzenkolonnens drift formindskes også.

Der er yderligere besparelse i brugsomkostninger ved den måde, hvorpå recirkulationsbenzenet behandles ved processen ifølge opfindelsen. Det recirkulationsbenzen, der skal tilbageledes til reaktionszonen, skal opvarmes til reaktionstemperaturen. En del af denne opvarmning opnås ved at lede den kolde benzenrecirkulation i ledning 31 gennem delsvaleren 9 via ledningen 32. Ikke blot opvarmes det kolde benzen til l60°C af dette system, men det tilvejebringer en del af afkølingsmediet til veksleren og reducerer således kravene 10 142052 til kølevand til cumenanlægget. Desuden fjernes ca, 2/3 af benzen-recirkulationen som en varm væske fra bunden af andentrinsrektifikationskolonnen 11 via ledningen 20. Da denne portion af benzenrecirkulationen ikke afkøles til 38°C, som i den kendte tekniks arbejdsmetoder, opnås der en betydelig besparelse i omkostningerne ved for-varmningc På lignende måde kan det ses, at i den ovenfor beskrevne, særlige udførelsesform tilbageledes recirkulationspropanstrømmen til reaktionszonen i blanding med propylenet og benzenet i den kombinerede fødestrøm. Recirkulationspropanet må derfor forvarmes til reaktionstemperaturen, og hvis recirkulationspropanet stammede fra depropanisatorkolonnen ifølge den kendte teknik, ville recirkulationspropanet kræve temperaturforøgelse fra 38°C. Ved udøvelse af den foreliggende opfindelse er propanrecirkulationen imidlertid inkluderet i bundvæsken fra andentrinsrektifikationskolonnen, således at der kun kræves temperaturforøgelse fra ll6°C, og der således opnås en formindskelse af brugsomkostningerne.

Medens den beskrevne udførelsesform har været specifik for fremstillingen af cumen ved processen ifølge opfindelsen, må det forstås, at den foreliggende opfindelse også kan anvendes til fremstilling af andre alkylerede, aromatiske carbonhydrider, såsom ethyl-benzen. Processen ifølge opfindelsen synes også at være effektiv ved adskillelse af afgangsstrømmen fra syntesen af andre alkylerede, aromatiske forbindelser, såsom alkylphenoler, i nærværelse af et ikke-reaktionsdygtigt fortyndingsmiddel.

Det må bemærkes, at lynfordampningszonen omfattende kolonnen 4 blev holdt på 210°C og 16,6 ato i det beskrevne eksempel, men at disse betingelser er specifikke for eksemplet. Betingelserne for tilbagesvalingshastighed, temperatur og tryk kan indstilles til opnåelse af den ønskede adskillelse mellem væske og damp i afgangs-strømmen, Disse betingelser vil fortrinsvis sørge for, at ca. 1/2 til 2/3 af benzenet i reaktionsbeholderafgangsstrømmen lynfordampes over i dampfasen, og at l/2 til 1/3 vil forblive i den flydende fase. Imidlertid kan opspaltningen i væske og damp forskydes op eller ned efter ønske ved valg af driftsbetingelserne, forudsat at praktisk taget alt det ikke-reaktionsdygtige propanfortyndingsmiddel er i dampfasen, og at praktisk taget alt det alkylerede benzen forbliver i den flydende fase. Således ligger det inden for rammerne af processen ifølge den foreliggende opfindelse, at den rektificerede, lynfordampede damp i ledningen 8 indeholder praktisk taget alt det 11 142052 ikke-reaktionsdygtige propandampfortyndingsmiddel, og at den kan indeholde fra ca. 10# til ca. 90# af det uomsatte benzen, medens den lynfordampede væske i ledningen 6 tilsvarende kan indeholde fra ca. 90# til ca. 10# af benzenet og praktisk taget alt det alkylerede benzen.

Den primære regulering af adskillelsen af afgangsstrømmen i væske og damp er det trykfald, som afgangsstrømmen udsættes for, når den forlader reaktionszonen og kommer ind i lynfordampningszonen omfattende førstetrinsrektifikationskolonnen 4. Skønt alkyleringsreak-tionen kan finde sted ved tryk over 68 ato, ville kun en ringe eller slet ingen lynfordampning af damp finde sted ved sådant tryk i lynfordampningszonen i kolonnen 4, og eftersom omkostningerne ved at fremstille lynfordampningszonebeholderen ville være alt for store ved et sådant trykniveau, er det fordelagtigt og foretrukket at holde trykket ved eller under ca. 34 ato.

Da den rektificerede damp, der forlader førstetrinsrektifikationskolonnen 4, skal ledes ind i en delvis kondenserende varmeveksler 9 for at tilvejebringe en delvis flydende fødeblanding til andentrinsrektifikationskolonnen 11, som arbejder under forhøjet tryk, foretrækkes det ikke at drive kolonnen 4 ved et tryk, der er lavere end trykket i den efterfølgende kolonne. Skønt førstetrinsrektifikationskolonnen 4 således kunne holdes på et tryk i området fra ca. 3,4 til 13,6 ato, skulle den dannede, delvis kondenserede topfraktion pumpes ind i andentrinsrektifikationskolonnen 11. Derfor holdes trykket i kolonnen 4 fortrinsvis i området fra ca, 13,6 til ca. 34.ato. Det er særlig foretrukket, at trykket kun er tilstrækkeligt højt til at overføre den på første trin rektificerede damp via ledningerne 8 og 10 ind i den efterfølgende andentrinsrektifikationskolonne 11 uden mekanisk hjælp. Derfor er det særligt foretrukket, at kolonnen 4 holdes på et tryk inden for området 13,6 til 20,4 ato, når den anvendes til cumenproduktion.

Temperaturen i førstetrinsrektifikationskolonnen 4 vil være praktisk taget på reaktionsbeholderafgangsstrømmens lynfordampnings-punkt for den specifikke sammensætning af reåktionsbeholderafgangs-strømmen og for det specifikke tryk inden i lyrfordarapningszonen. Temperaturen vil altid være under reaktionsbeholderafgangstemperaturen, da lynfordampningen af afgangsstrømmen vil forårsage et væsentligt adiabatisk temperaturfald. En fagmand vil imidlertid forstå, at temperaturen ved toppen af førstetrinsrektifikationskolonnen 4 altid vil være under den lynfordampningstemperatur, der er på bunden af kolonnen under rektifikationssektionen, da kold tilbagesvaling 12 162052 kommer i berøring med den opadstrømmende damp, før den forlader toppen af kolonnen. Temperaturen i kolonnen 4 vil derfor normalt ligge i området fra ca. 121°C til ea. 260°C og vil fortrinsvis ligge i området fra ca. l49°C til ca. 219°C til cumenfremstilling.

Den grad af afkøling og delvis kondensering, den rektificerede, lynfordampede damp underkastes i varmeveksleren 9, kan varieres til tilvejebringelse af den ønskede grad af faseadskillelse mellem den propanrige damp, som derpå rektificeres i andentrinsrektifikationskolonnen 11, og den varme, kondenserede nettovæske, som fjernes fra bunden af kolonnen 11. I den specifikt foretrukne udførelsesform for eksemplet køles den rektificerede, lynfordampede damp i ledningen 8 fra 196°C til l60°C for at tilvejebringe den ønskede grad af adskillelse i fødeblandingen tiL kolonnen 11. Den temperatur, som vil være nødvendig i varmeveksleren 9, og graden af afkøling og kondensering deri vil afhænge af sammensætningen af den rektificerede, lynfordampede damp, som kommer ind i varmeveksleren via ledningen 8, og tillige af det tryk, på hvilket veksleren holdes. Da denne veksler er i direkte og åben forbindelse med kolonnen 4, vil afkølingen og den delvise kondensering ved varmeveksleren 9 typisk arbejde ved et tryk i området fra 13,6 til 20,4 ato og ved en temperatur i området fra ca. 93°C til 204°C.

Driftsbetingelserne i andentrinsrektifikationskolonnen 11 kan indstilles til fremstilling af et i det væsentlige rent nettopropan-produkt via ledningen 19. Da kolonnen 11 fortrinsvis er i åben forbindelse med kolonnen 4, vil det typiske tryk i kolonnen 11 ligge i området fra ca.' 13,6 til ca. 34 ato. Når kolonnen 11 drives til fremstilling af et i det væsentlige rent propan i den typiske cumensyn-teseenhed, vil toppen af den rektificerende kolonne normalt være på praktisk taget det normale kogepunkt for propan ved det specifikke, anvendte tryk, medens bunden af rektifikationszonen i kolonnen 11 typisk vil være nær fødedampens temperatur. Stort set vil toppen af andentrinsrektifikationskolonnen 11 være på en temperatur på fra ca. 38°C til ca. 93°C, medens bunden af søjlen vil være på en temperatur i området fra ca. 93 C til ca. 204°C. Således vil den samlede driftstemperatur i kolonnen 11 for den typiske cumenadskillelse ligge i området fra ca. 38°C til ca. 204°C.

Processen ifølge den foreliggende opfindelse kan også anvendes til adskillelse af alkylerede, substituerede, aromatiske forbindelser ved anvendelse af underatmosfæriske tryk i kolonnerne 4 og 11. Et typisk eksempel på en sådan underatmosfærisk adskillelse V 142052 er fremstillingen af butyleret hydroxyanisol ud fra den afgangsstrøm, der fremkommer ved alkylering af p-hydroxyanisol med tert.butyl-alkohol*

Det må bemærkes, at en yderligere modifikation af adskillelsesprocessen ifølge opfindelsen som beskrevet ovenfor ligger inden for den foreliggende opfindelses rammer. Fødeblandingen til andentrinsrektifikationskolonnen 11 kan først ledes til en separator mellem kolonnen 11 og veksleren 9* De to faser kan adskilles deri, idet kun dampfasen ledes til kolonnen 11, eller idet dampfasen og kun en del af den flydende fase ledes til kolonnen 11. Den tilbageblivende flydende fase, der er opsamlet i separatoren, ville således passere uden om kolonnen 11 og blive ført direkte ind i ledningen 20 til forening med de varme bundstrømme fra kolonnen 11. Faktisk ville sådan en mellemseparator tilvejebringe et yderligere ligevægtstrin i adskillelsen af nettoproduktpropanet fra recirkulationsblandingen af propan og benzen. Det er imidlertid den foretiukne udførelsesform for opfindelsen ikke at installere en mellemseparator i ledningen 10 til opsamling af den delvis kondenserede, rektificerede blanding fra varmeveksleren.9*