PL188083B1 - Sposób wytwarzania kumenu - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania kumenu, przebiegający w dwóch etapach, przez alkilację, w pierwszym etapie, benzenu suchego propylenem w obecności ciekłego kompleksu chlorku glinu z węglowodorami alkiloaromatycznymi, wydzielenie kumenu i frakcji diizopropylo-benzenowej, którą w drugim etapie, po zmieszaniu z benzenem mokrym, poddaje się procesowi transalkilacji w obecności stałego chlorku glinu, znamienny tym, że frakcję diizopropylobenzenową przed zmieszaniem z benzenem mokrym, poddaje się przez 15 - 120 minut działaniu kwasu siarkowego o stężeniu 80 - 95%, użytego w ilości 0.1 - 5% wagowych w stosunku do frakcji diizopropylobenzenowej, w temperaturze 10 - 80°C.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kumenu przez ałkilację benzenu propylenem w obecności chlorku glinu jako katalizatora lub jego ciekłych kompleksów z węglowodorami alkiloaromatycznymi.

W przemysłowych procesach alkilacji węglowodorów aromatycznych olefinami, synteza kumenu oparta jest na reakcji alkilacji benzenu propylenem w obecności chlorku glinu jako katalizatora. Proces alkilacji prowadzony jest zazwyczaj w przepływowym reaktorze kolumnowym, w temperaturze 90-110°C pod normalnym lub nieco podwyższonym ciśnieniem.

Otrzymywany w procesie alkilat po oddzieleniu kompleksu katalitycznego chlorku glinu, myciu wodą i roztworem wodnym ługu sodowego, zawierający przeciętnie około 55 60% masowych benzenu, 33 - 35% masowych kumenu i około 8 - 10% masowych frakcji poliizopropylobenzenowej, poddawany jest destylacji z wydzieleniem kumenu oraz benzenu i frakcji poliizopropylobenzenowej zawierającej głównie izomery diizopropylobenzenu (frakcja diizopropylobenzenową), które zawracane są do węzła alkilacji lub do osobnego reaktora, gdzie w obecności katalizatora (AICI3) poddawane są procesowi transalkilacji.

Według polskiego opisu patentowego 173 826 proces wytwarzania kumenu przez alkilację benzenu propylenem prowadzi się w dwóch etapach. W pierwszym etapie do reaktora alkilacji wprowadza się benzen suchy o zawartości wody nie większej niż 50 mg/kg, propylen oraz ciekły kompleks katalityczny chlorku glinu, wytworzony w drugim etapie procesu. Otrzymany po myciu wodą i wodnym roztworem ługu sodowego alkilat, rozdestylowuje się na kumen, frakcję diizopropylobenzenową i nieprzereagowany benzen.

W drugim etapie, do osobnego reaktora zbiornikowego transalkilacji, podawana jest otrzymana w pierwszym etapie frakcja diizopropylobenzenową po zmieszaniu z benzenem mokrym, zawierającym wodę w ilości na ogół powyżej 100 mg/kg, gdzie zachodzi w obecności stałego chlorku glinu reakcja transalkilacji z wytworzeniem kumenu. Otrzymana mieszanina poreakcyjna poddawana jest odstawaniu i rozdzieleniu warstwy węglowodorowej od warstwy powstałego ciekłego kompleksu katalitycznego chlorku glinu. Warstwa transalkilatu o składzie zbliżonym do alkilatu wytwarzanego w pierwszym etapie, kierowana jest bezpośrednio do odstojnika alkilatu i przerabiana dalej razem z alkiłatem w znany sposób. Natomiast warstwa wytworzonego aktywnego kompleksu katalitycznego chlorku glinu, przesyłana

188 083 jest jako katalizator do reaktora alkilacji benzenu propylenem, prowadzonej w pierwszym etapie.

Przedstawiony proces katalitycznej alkilacji benzenu propylenem przebiegający w obecności ciekłego kompleksu chlorku glinu jako katalizatora, pomimo swej prostoty aparaturowej jak również wysokiego stopnia pewności technologicznej, charakteryzuje się stosunkowo dużym wskaźnikiem zużycia chlorku glinu na jednostkę wytworzonego kumenu, co ma bezpośredni wpływ na ilość powstających w procesie ścieków i odgazów zawierających chlorowodór.

Stwierdzono, że zużycie chlorku glinu w procesie alkilacji benzenu propylenem zmniejsza się, jeżeli frakcję diizopropylobenzenową przed jej skierowaniem do węzła transalkilacji podda się działaniu stężonego kwasu siarkowego.

Sposób wytwarzania kumenu według wynalazku polega na tym, że w pierwszym etapie benzen suchy o zawartości wody poniżej 50 mg/kg poddaje się procesowi alkilacji propylenem w obecności ciekłego kompleksu chlorku glinu z węglowodorami alkiloaromatycznymi. Otrzymany kwaśny alkilat po oddzieleniu warstwy kompleksu katalitycznego a następnie myciu wodą, neutralizacji roztworem wodnym ługu sodowego i ponownym myciu wodą, poddaje się destylacji z wydzieleniem kumenu, nieprzereagowanego benzenu i frakcji diizopropylobenzenowej.

W drugim etapie otrzymaną frakcję diizopropylobenzenową, najpierw poddaje się przez 15 - 120 minut działaniu stężonego kwasu siarkowego o stężeniu 80 - 95% w temperaturze 10 - 80°C, użytego w ilości 0.1 - 5% masowych, co stanowi istotę wynalazku, a następnie po odstaniu i oddzieleniu warstwy zużytego kwasu siarkowego i zmieszaniu z benzenem mokrym, całość poddaje się procesowi transalkilacji w obecności stałego chlorku glinu.

W celu zwiększenia wydajności procesu transalkilacji frakcji diizopropylobenzenowej, korzystnie jest poddawać frakcję diizopropylobenzenową działaniu kwasu siarkowego o stężeniu 85 - 90% masowych, użytego w ilości 0.5 -1.5% masowych.

Korzystnym również dla podwyższenia efektywności i selektywności procesu transalkilacji frakcji diizopropylobenzenowej, jest działanie na frakcję diizopropylobenzenową kwasem siarkowym w czasie 30 - 60 minut i w temperaturze 20 - 40°C.

PRZYKŁAD. W pierwszym etapie procesu, do reaktora kolumnowego o średnicy 60 mm i wysokości 1000 mm wprowadzono 1250.0 g benzenu suchego o zawartości wody 20 mg/l kg, zmieszanego z 8.0 ml kompleksu katalitycznego chlorku glinu z węglowodorami poliizopropylobenzenowymi, a następnie w przeciągu 1 h wprowadzono od dołu reaktora 200 g propylenu. Reakcję alkilacji benzenu propylenem prowadzono w temperaturze 80 85°C. Otrzymany produkt alkilacji zawierający 59.5% benzenu, 32.0% kumenu oraz 8.5% polipropylobenzenów, przemyto wodą, ługiem sodowym i ponownie wodą. Z neutralnego alkilatu oddestylowano kolejno benzen, kumen oraz frakcję diizopropylobenzenową.

W drugim etapie procesu 123 g frakcji diizopropylobenzenowej wprowadzono do kolby trójszyjnej o pojemności 300 ml i w trakcie mieszania dodano 2.5 g 85% kwasu siarkowego. Mieszanie prowadzono w temperaturze 30°C przez 0.5 h a po jego zakończeniu mieszaninę pozostawiono przez 1 h do rozwarstwienia. Dolną warstwę kwasu siarkowego oddzielono, natomiast górną warstwę węglowodorową rozcieńczano 250 g benzenu zawierającego wodę w ilości 100 mg/l kg, a następnie dodano 2.5 g stałego AICI3 i mieszano w temperaturze 65°C przez 1 h. Po zakończeniu reakcji transalkilacji otrzymaną mieszaninę pozostawiano do rozwarstwienia przez 10 min. Dolną warstwę aktywnego kompleksu katalitycznego chlorku glinu z węglowodorami poliizopropylobenzenowymi oddzielono i zawrócono do alkilacji (do pierwszego etapu), natomiast warstwę węglowodorową, zawierającą 57.3% benzenu, 33.6% kumenu i 9.1% nieprzereagowanych diizopropylobenzenów, połączono z alkilatem z pierwszego stopnia. Otrzymano łącznie 1823 g alkilatu zawierającego 58.5% benzenu, 34.5% kumenu oraz 7.0% diizopropylobenzenów.

W tak prowadzonym procesie zużycie AICI3 wyniosło 3.93 g w przeliczeniu na 1 kg otrzymanego kumenu. Dla porównania w analogicznej próbie bez stosowania stężonego kwasu siarkowego zużycie chlorku glinu wyniosło 5.55 g w przeliczeniu na 1 kg kumenu.

188 083

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz Cena 2,00 zł.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania kumenu, przebiegający w dwóch etapach, przez ałkilację, w pierwszym etapie, benzenu suchego propylenem w obecności ciekłego kompleksu chlorku glinu z węglowodorami alkiloaromatycznymi, wydzielenie kumenu i frakcji diizopropylobenzenowej, którą w drugim etapie, po zmieszaniu z benzenem mokrym, poddaje się procesowi transalkilacji w obecności stałego chlorku glinu, znamienny tym, że frakcję diizopropylobenzenową przed zmieszaniem z benzenem mokrym, poddaje się przez 15-120 minut działaniu kwasu siarkowego o stężeniu 80 - 95%, użytego w ilości 0.1 - 5% wagowych w stosunku do frakcji diizopropylobenzenowej, w temperaturze 10 - 80°C.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na frakcję diizopropylobenzenową działa się kwasem siarkowym o stężeniu 85-90% wagowych.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kwas siarkowy stosuje się w ilości 0.5 1.5% w stosunku do masy frakcji diizopropylobenzenowej.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na frakcję diizopropylobenzenową działa się kwasem siarkowym w temperaturze 20 - 40°C, a czas działania wynosi 30 - 60 minut.