RU199023U1

RU199023U1 - DEVICE FOR MIXING BENZENE AND PROPYLENE

Info

Publication number: RU199023U1
Application number: RU2019141953U
Authority: RU
Inventors: Ильяс Магомедович Герзелиев; Вера Александровна Темникова; Ирина Игоревна Иванова
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2020-08-07

Abstract

Полезная модель относится к химической и нефтехимической промышленности, может быть использована для подачи углеводородной смеси, состоящей из бензола и пропилена, с заданным составом на установку алкилирования бензола пропиленом.Устройство для смешения бензола и пропилена включает вертикально ориентированную металлическую емкость, образованную цилиндрическим корпусом, полусферическими днищем и крышкой. Емкость снабжена внешним кожухом, выполненным с возможностью нагрева и охлаждения емкости с помощью теплоносителя, циркулирующего между кожухом и устройством для регулирования температуры теплоносителя, а также двумя входами, один из которых, предназначенный для подачи бензола, расположен в крышке, второй - для подачи пропилена, расположен в днище, и одним выходом для смеси, также размещенным в днище. Внутри емкости на основании расположена инертная насадка, размещенная в центральной части емкости. Основание представляет собой перфорированную пластину или закрепленную сетку. Инертная насадка занимает 60-90% внутреннего объема емкости. В качестве материала инертной насадки выбирают материал из ряда: керамика, фарфор и тонколистовой металл, например, нержавеющая сталь, а форма элементов насадки выбирается из ряда шара, цилиндра, колец Рашига, колец Палля и т.д., при этом размер элементов насадки больше размера ячеек основания, на котором расположена инертная насадка. Объем части емкости со стороны крышки до инертной насадки составляет 5-15% внутреннего объема емкости, а со стороны днища - 5-25% внутреннего объема емкости. Емкость с днищем и крышкой выполнена герметичной в виде единой разъемной детали для возможности загрузки и выгрузки инертной насадки. Для равномерного распределения бензола и пропилена по соответствующим поверхностям насадки в емкости расположены два средства распределения: для бензола расположено в емкости со стороны крышки, для пропилена - со стороны днища. Средства распределения выполнены в виде гребенки и представляют собой струйные оросители типа «паук» с вертикальными отводами для ввода бензола и пропилена. На емкости установлен сообщающейся с ней уровнемер поплавкового типа, выполненный в виде трубки, снабженный датчиком уровня. Емкость снабжена датчиком давления, расположенным в крышке, и датчиком температуры, расположенным в емкости с возможностью измерения температуры инертной насадки. Технический результат - повышение качества смешения бензола и пропилена. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.The utility model relates to the chemical and petrochemical industry, can be used to supply a hydrocarbon mixture consisting of benzene and propylene with a given composition to the benzene alkylation unit with propylene. The device for mixing benzene and propylene includes a vertically oriented metal container formed by a cylindrical body, hemispherical bottom and a lid. The container is equipped with an external casing made with the possibility of heating and cooling the container with the help of a coolant circulating between the casing and a device for regulating the temperature of the coolant, as well as two inputs, one of which, for the supply of benzene, is located in the lid, and the second for the supply of propylene, located in the bottom, and one mixture outlet also located in the bottom. An inert nozzle located in the central part of the container is located inside the container on the base. The base is a perforated plate or fixed mesh. The inert nozzle occupies 60-90% of the internal volume of the container. The material of the inert packing is selected from the following range: ceramics, porcelain, and thin sheet metal, for example, stainless steel, and the shape of the packing elements is selected from a row of balls, cylinders, Raschig rings, Pall rings, etc., while the size of the packing elements is larger the size of the cells of the base on which the inert nozzle is located. The volume of a part of the container from the side of the lid to the inert nozzle is 5-15% of the internal volume of the container, and from the side of the bottom - 5-25% of the internal volume of the container. The container with a bottom and a lid is made sealed in the form of a single detachable part for loading and unloading the inert nozzle. For uniform distribution of benzene and propylene over the respective surfaces of the nozzle, there are two distribution means in the container: for benzene it is located in the container on the side of the lid, for propylene - on the side of the bottom. Distribution means are made in the form of a comb and are jet sprinklers of the "spider" type with vertical outlets for the introduction of benzene and propylene. A float-type level gauge, made in the form of a tube, equipped with a level sensor, is installed on the tank. The container is equipped with a pressure sensor located in the lid and a temperature sensor located in the container with the ability to measure the temperature of the inert nozzle. The technical result is to improve the quality of mixing benzene and propylene. 7 p.p. f-crystals, 1 dwg., 2 ex.

Description

Полезная модель относится к химической и нефтехимической промышленности, может быть использована для получения и подачи углеводородной смеси, состоящей из бензола и пропилена, под давлением с заданным составом на установку алкилирования бензола пропиленом для получения кумола, который в свою очередь, используют для совместного получения фенола и ацетона.The utility model relates to the chemical and petrochemical industry, can be used to obtain and supply a hydrocarbon mixture consisting of benzene and propylene under pressure with a given composition to the benzene alkylation unit with propylene to produce cumene, which, in turn, is used to jointly obtain phenol and acetone.

Реакция алкилирования ароматических углеводородов олефинами, в частности пропиленом, является важным процессом нефтехимической промышленности, так как позволяет получить алкилароматические углеводороды, в частности изопропилбензол (кумол). Изопропилбензол используют для совместного получения фенола и ацетона.The alkylation reaction of aromatic hydrocarbons with olefins, in particular propylene, is an important process in the petrochemical industry, since it allows the production of alkyl aromatic hydrocarbons, in particular isopropyl benzene (cumene). Isopropylbenzene is used to produce phenol and acetone together.

Фенол применяется в производстве пластических масс и синтетических волокон, неионогенных моющих средств, присадок к маслам и топливам и т.д. Ацетон и фенол служат сырьем при получении дифенилолпропана (бисфенола А), идущего на получение поликарбонатов и эпоксидных полимеров. Ацетон является широко используемым растворителем. Его используют также в производстве химических волокон, в экстракционных процессах.Phenol is used in the production of plastics and synthetic fibers, non-ionic detergents, additives for oils and fuels, etc. Acetone and phenol are used as raw materials in the production of diphenylolpropane (bisphenol A), which is used to obtain polycarbonates and epoxy polymers. Acetone is a commonly used solvent. It is also used in the production of chemical fibers, in extraction processes.

В последние годы применяют технологию твердофазного алкилирования бензола, основанную на использовании цеолитов, обладающих рядом преимуществ по сравнению с традиционными минеральными и апротонными кислотами Льюиса. В частности, это цеолиты типа Y, Beta, МСМ-22 и морденит (структурные типы FAU, BEA, MWW и MOR соответственно), обладающие стабильной активностью в условиях продолжительной эксплуатации.In recent years, the technology of solid-phase alkylation of benzene has been used, based on the use of zeolites, which have a number of advantages over traditional mineral and aprotic Lewis acids. In particular, these are zeolites of type Y, Beta, MCM-22 and mordenite (structural types FAU, BEA, MWW and MOR, respectively), which have stable activity under conditions of long-term operation.

Процесс алкилирования бензола пропиленом можно проводить при использовании как жидкого, так и газообразного пропилена, подающегося из баллона или иной емкости дозированно на установку алкилирования.The process of benzene alkylation with propylene can be carried out using both liquid and gaseous propylene supplied from a cylinder or other container in a metered dose to the alkylation unit.

Вопрос подачи сырья определенного состава на установку алкилирования бензола пропиленом в основном решается за счет дозированной подачи каждого компонента сырья (бензола и пропилена) в реактор. Однако при этом может не происходить полноценного смешения бензола и пропилена, что делает сырье неоднородным и может сказаться на основных показателях процесса, в частности, на селективности.The issue of supplying raw materials of a certain composition to the benzene alkylation unit with propylene is mainly solved by the dosed supply of each raw material component (benzene and propylene) to the reactor. However, in this case, a full mixing of benzene and propylene may not occur, which makes the feedstock heterogeneous and may affect the main parameters of the process, in particular, the selectivity.

Известны различные устройства для смешения бензола и пропилена внутри реактора алкилирования.Various devices are known for mixing benzene and propylene within an alkylation reactor.

Известно устройство для смешения бензола и пропилена в трубе, до подачи сырья в реактор (см. статью Герзелиев И.М., Остроумова В.А., Жмылев В.П., Хаджиев С.Н. «Сравнительная оценка цеолитных катализаторов алкилирования бензола» // Журнал прикладной химии. 2018. Т. 91. №6. С. 832). В таких системах не обеспечивается качественное смешение компонентов. Кроме того, мольное соотношение бензола к пропилену в сырье определяется скоростью подачи бензола и пропилена при расчете на массовую скорость подачи бензола на единицу массы катализатора в единицу времени. Причем пропилен подается в газовом состоянии с помощью регулятора расхода, а бензол - с помощью насоса.A device is known for mixing benzene and propylene in a pipe, before feeding the feedstock to the reactor (see article Gerzeliev I.M., Ostroumova V.A., Zhmylev V.P., Khadzhiev S.N. "Comparative evaluation of zeolite catalysts for the alkylation of benzene" // Journal of Applied Chemistry. 2018. T. 91. No. 6. P. 832). In such systems, a high-quality mixing of the components is not ensured. In addition, the molar ratio of benzene to propylene in the feed is determined by the feed rate of benzene and propylene based on the mass feed rate of benzene per unit mass of catalyst per unit time. Moreover, propylene is supplied in gas state using a flow regulator, and benzene - using a pump.

Наиболее близким к заявляемому решению является устройство для смешения бензола и полиалкилбензолов с пропиленом в вихревом смесителе перед подачей на гребенку реактора алкилирования (см., патент РФ 2477717 C1, кл. МПК С07С 15/085, С07С 2/68, опубл. 20.03.2013 г. ). Вихревой смеситель позволяет смешивать и растворять пропилен в бензоле, что позволяет снизить давление и температуру в реакторе алкилирования, что снижает скорость превращения изопропильного радикала в другие радикалы с образованием толуола, этилбензола, ксилолов, бутилбензола и других алкилбензолов, а также реагирование пропилена между собой с образованием алканов. Однако устройство является сложным, кроме того, не обеспечивает возможность регулирования соотношения бензола и пропилена в получаемой смеси в процессе смешения указанных компонентов.Closest to the claimed solution is a device for mixing benzene and polyalkylbenzenes with propylene in a vortex mixer before feeding to the alkylation reactor comb (see, RF patent 2477717 C1, class MPK С07С 15/085, С07С 2/68, publ. 03/20/2013 g.). A vortex mixer allows mixing and dissolving propylene in benzene, which makes it possible to reduce the pressure and temperature in the alkylation reactor, which reduces the rate of conversion of the isopropyl radical to other radicals with the formation of toluene, ethylbenzene, xylenes, butylbenzene and other alkylbenzenes, as well as the reaction of propylene with each other to form alkanes. However, the device is complex; moreover, it does not provide the ability to control the ratio of benzene and propylene in the resulting mixture during the mixing of these components.

Технической проблемой является отсутствие качественного смешения бензола и пропилена, сырья для процесса алкилирования бензола пропиленом, и как следствие низкий уровень контроля за мольным соотношением смеси, подаваемой на катализатор, что оказывает влияние на показатели процесса. Известные решения основаны на подаче одного компонента в линию подачи другого, что может приводит к плохому смешению и подаче неоднородной смеси на катализатор процесса алкилирования, что в свою очередь приводит к снижению показателей процесса, в частности селективности и конверсии.A technical problem is the lack of high-quality mixing of benzene and propylene, the feedstock for the alkylation of benzene with propylene, and as a consequence, a low level of control over the molar ratio of the mixture supplied to the catalyst, which affects the process performance. Known solutions are based on the supply of one component in the supply line of another, which can lead to poor mixing and supply of an inhomogeneous mixture to the catalyst of the alkylation process, which in turn leads to a decrease in the process parameters, in particular selectivity and conversion.

Техническим результатом полезной модели является обеспечение качественного смешения бензола и пропилена, реализуемое более эффективным растворением пропилена в бензоле за счет использования комплекса конструктивных особенностей устройства, включающего средства подачи бензола и пропилена в противотоке, инертную насадку и средства нагрева и охлаждения емкости для смешения, позволяющие создавать определенные условия смешения (температуры и давления). Возможность терморегуляции процесса внутри емкости способствует созданию смеси с необходимым мольным соотношением бензола к пропилену за счет растворения определенного количества пропилена в исходном бензоле. Принципиальное использование противотока способствует эффективному смешению бензола и пропилена, а также увеличивает скорость теплообмена между бензолом, пропиленом, инертной насадкой и теплоносителем, осуществляющим нагрев устройства смешения до заданной температуры.The technical result of the utility model is to ensure high-quality mixing of benzene and propylene, which is realized by more efficient dissolution of propylene in benzene due to the use of a set of design features of the device, including means for supplying benzene and propylene in a countercurrent flow, an inert packing and means for heating and cooling the mixing vessel, allowing mixing conditions (temperature and pressure). The possibility of thermoregulation of the process inside the container contributes to the creation of a mixture with the required molar ratio of benzene to propylene by dissolving a certain amount of propylene in the initial benzene. The fundamental use of counterflow promotes effective mixing of benzene and propylene, and also increases the rate of heat transfer between benzene, propylene, inert packing and a heat carrier that heats the mixing device to a predetermined temperature.

Технический результат полезной модели достигается при использовании устройства для смешения бензола и пропилена, которое включает вертикально ориентированную металлическую емкость, образованную цилиндрическим корпусом, полусферическими днищем и крышкой. Емкость снабжена внешним кожухом, выполненным с возможностью нагрева и охлаждения емкости с помощью теплоносителя, циркулирующего между внешним кожухом и устройством для регулирования температуры теплоносителя, а также двумя входами, один из которых, предназначенный для подачи бензола, расположен в крышке, второй - для подачи пропилена, расположен в днище, и одним выходом для смеси, также размещенным в днище. Внутри емкости на основании расположена инертная насадка, размещенная в центральной части емкости. Основание представляет собой перфорированную пластину или сетку, закрепленную в корпусе перпендикулярно ее оси. Инертная насадка занимает 60-90% внутреннего объема емкости. Объем части емкости со стороны крышки до инертной насадки может составлять 5-15% внутреннего объема емкости, а со стороны днища - 5-25% внутреннего объема емкости. Емкость с днищем и крышкой выполнена герметичной в процессе смещения компонентов, и представляет собой одну деталь, которая выполнена разъемной для возможности загрузки и выгрузки инертной насадки. При этом разъемной может быть выполнена или крышка, или днище. Для равномерного распределения бензола и пропилена по соответствующим поверхностям насадки в емкости расположены два средства распределения: для бензола, расположенное в емкости со стороны крышки, для пропилена - со стороны днища. На емкости установлен сообщающейся с ней уровнемер поплавкового типа, выполненный в виде трубки, снабженный датчиком уровня. Емкость снабжена датчиком давления, расположенным в крышке, и датчиком температуры, расположенным в емкости с возможностью измерения температуры инертной насадки.The technical result of the utility model is achieved by using a device for mixing benzene and propylene, which includes a vertically oriented metal container formed by a cylindrical body, a hemispherical bottom and a lid. The container is equipped with an external casing made with the possibility of heating and cooling the container with the help of a coolant circulating between the external casing and a device for regulating the temperature of the coolant, as well as two inputs, one of which, for the supply of benzene, is located in the lid, and the second, for the supply of propylene , located in the bottom, and one outlet for the mixture, also located in the bottom. An inert nozzle located in the central part of the container is located inside the container on the base. The base is a perforated plate or mesh fixed in the body perpendicular to its axis. The inert nozzle occupies 60-90% of the internal volume of the container. The volume of a part of the container from the side of the lid to the inert packing can be 5-15% of the internal volume of the container, and from the side of the bottom - 5-25% of the internal volume of the container. The container with the bottom and the lid is made hermetically sealed during the displacement of the components, and is one piece, which is made detachable for loading and unloading the inert nozzle. In this case, either the cover or the bottom can be detachable. For uniform distribution of benzene and propylene over the respective surfaces of the nozzle, there are two distribution means in the container: for benzene, located in the container from the lid side, for propylene, from the bottom side. A float-type level gauge, made in the form of a tube, equipped with a level sensor, is installed on the tank. The container is equipped with a pressure sensor located in the lid and a temperature sensor located in the container with the ability to measure the temperature of the inert nozzle.

В предлагаемом устройстве в качестве инертной насадки может быть использованы материал, выбранные из следующего ряда: керамика, фарфор и тонколистовой металл, например, нержавеющая сталь [Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вызов. - 10-е изд., стереотипное, доработанное. Перепеч. с изд. 1973 г. - М.: ООО ТИД «АльянС», 2004. - 753 с. - С. 447, https://www.booksite.ru/fulltext/1/001/008/096/357.htm: https://poznayka.org/s76165t1.html].In the proposed device, a material selected from the following series can be used as an inert packing: ceramics, porcelain and sheet metal, for example, stainless steel [Kasatkin, A.G. Basic processes and apparatus of chemical technology: A textbook for challenge. - 10th ed., Stereotyped, revised. Reprint. with ed. 1973 - M .: OOO TID "Alliance", 2004. - 753 p. - S. 447, https://www.booksite.ru/fulltext/1/001/008/096/357.htm: https://poznayka.org/s76165t1.html].

Элементы насадки могут иметь любую форму, например, в виде шара, цилиндра, колец Рашига, колец Палля и т.д., при этом размер элементов насадки больше размера ячеек основания, на котором расположена инертная насадка. Предпочтительно выполнение средств распределения в виде гребенки, например, струйного оросителя типа «паук» с вертикальным отводом для ввода бензола и пропилена.The packing elements can have any shape, for example, in the form of a ball, a cylinder, Raschig rings, Pall rings, etc., the size of the packing elements being larger than the size of the base cells on which the inert packing is located. Preferably, the distribution means are in the form of a comb, for example, a spider-type sprinkler with a vertical outlet for introducing benzene and propylene.

Конструктивные особенности распределительных приспособлений типа «паук» известны, известны (см. НДРУ витое копирующее компании ООО Техэнергохим, НРУ копирующего типа компании ООО «ЭнергоМашИнвест», www.eminvest.ru).The design features of the "spider" type distribution devices are known and known (see NDRU twisted copying company Tehenergohim LLC, copying type NRU of EnergoMashInvest LLC, www.eminvest.ru).

Каждое средство имеет четыре коллектора, которые установлены радиально к оси цилиндрического корпуса емкости и с наклоном к горизонтальной плоскости (расположенной перпендикулярно упомянутой оси). На коллекторах перпендикулярно к их оси закреплены распределительные трубки.Each means has four manifolds, which are installed radially to the axis of the cylindrical body of the container and with an inclination to a horizontal plane (located perpendicular to said axis). Distribution tubes are fixed on the collectors perpendicular to their axis.

Получаемую смесь в емкости подогревают с помощью теплоносителя до необходимой температуры и давления, которые соответствуют заданному соотношению бензола и пропилена, подают на установку алкилирования бензола с заданной скоростью через соответствующее устройство для вывода смеси. Причем в ходе процесса алкилирования бензола заявляемое устройство позволяет точно корректировать соотношение компонентов в сырьевой смеси, не останавливая процесс, за счет регулирования температуры подаваемого теплоносителя.The resulting mixture in a container is heated with a heat carrier to the required temperature and pressure, which correspond to a predetermined ratio of benzene and propylene, and is fed to the benzene alkylation unit at a predetermined rate through an appropriate device for removing the mixture. Moreover, during the process of benzene alkylation, the claimed device makes it possible to accurately adjust the ratio of components in the raw mixture without stopping the process by regulating the temperature of the supplied coolant.

Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает качественное смешение бензола и пропилена, и возможность точного регулирования соотношения бензола и пропилена в сырьевой смеси, поступающей на установку алкилирования бензола пропиленом. Кроме того, устройство характеризуется эффективностью и простотой при работе, и может быть интегрировано как в лабораторные, так и в промышленные установки алкилирования бензола.Thus, the claimed device provides a high-quality mixing of benzene and propylene, and the possibility of precise control of the ratio of benzene and propylene in the feed mixture supplied to the benzene alkylation unit with propylene. In addition, the device is characterized by efficiency and simplicity in operation, and can be integrated into both laboratory and industrial benzene alkylation plants.

Заявляемое устройство поясняется схематичным чертежом, где позициями обозначены: 1 - емкость, 2 - устройство для ввода бензола; 3 - устройство для ввода пропилена; 4 - устройство для вывода смеси; 5 - инертная насадка; 6 - основание; 7 - уровнемер поплавкового типа; 8 - поплавок; 9 - датчик уровня; 10 - внешний кожух; 11 - теплоноситель; 12 - устройство для регулирования температуры теплоносителя; 13 - датчик температуры; 14 - датчик давления; 15 - средство распределения бензола; 16 - средство распределения пропилена; 17 - установка алкилирования бензола пропиленом.The claimed device is illustrated by a schematic drawing, where the positions indicate: 1 - container, 2 - device for introducing benzene; 3 - propylene injection device; 4 - device for withdrawing the mixture; 5 - inert nozzle; 6 - base; 7 - float-type level gauge; 8 - float; 9 - level sensor; 10 - outer casing; 11 - coolant; 12 - device for regulating the temperature of the heat carrier; 13 - temperature sensor; 14 - pressure sensor; 15 - benzene distribution means; 16 - means for distributing propylene; 17 - unit for benzene alkylation with propylene.

Устройство для смешения бензола и пропилена включает емкость (1), устройства для ввода бензола (2) и пропилена (3), а также устройства вывода полученной смеси (4).The device for mixing benzene and propylene includes a container (1), devices for introducing benzene (2) and propylene (3), as well as devices for outputting the resulting mixture (4).

Емкость (1) выполнена металлической, непрозрачной, и заполнена инертной насадкой (5). Инертная насадка (5) обеспечивает равномерное распределение бензола, подаваемого с помощью устройства для ввода бензола (2) для его эффективного перемешивания с пропиленом, подаваемым с помощью устройства для ввода пропилена (3), и выполнена из инертного материала, выбранного из следующего ряда: керамика, фарфор и тонколистовой металл, например, нержавеющая сталь.The container (1) is made of metal, opaque, and filled with an inert nozzle (5). The inert packing (5) ensures a uniform distribution of benzene supplied by the benzene injector (2) for effective mixing with propylene supplied by the propylene injector (3), and is made of an inert material selected from the following range: ceramics , porcelain and sheet metal such as stainless steel.

Инертную насадку (5) засыпают ровным слоем в емкость на приспособление для удерживания инертной насадки - основание (6), которое в одном из вариантов выполнения представляет собой опорную решетку и может быть выполнено фиксированным или съемным. В качестве элементов крепления основания внутри емкости могут быть использованы кольцо, выступы, пазы и др.The inert nozzle (5) is poured in an even layer into the container onto the device for holding the inert nozzle - the base (6), which, in one of the embodiments, is a support grid and can be fixed or removable. A ring, projections, grooves, etc. can be used as fastening elements for the base inside the container.

Гранулы (элементы) инертной насадки (5) могут иметь различные размер и форму, например, могут быть выполнены в виде шара, цилиндра, колец Рашига, колец Палля и т.д.The granules (elements) of the inert packing (5) can have various sizes and shapes, for example, they can be made in the form of a ball, a cylinder, Raschig rings, Pall rings, etc.

Количество загружаемой инертной насадки (5) зависит от размера емкости (1) и, как правило, занимает 60-90% ее внутреннего объема. Причем объем части емкости (1) со стороны крышки емкости до инертной насадки может составлять 5-15% внутреннего объема емкости, а со стороны днища емкости - 5-25% внутреннего объема емкости (1).The amount of loaded inert packing (5) depends on the size of the container (1) and, as a rule, occupies 60-90% of its internal volume. Moreover, the volume of a part of the container (1) from the side of the container lid to the inert nozzle can be 5-15% of the internal volume of the container, and from the side of the bottom of the container - 5-25% of the internal volume of the container (1).

Емкость (1) оснащена уровнемером поплавкового типа (7) внутри которого установлен поплавок (8), соединенный с датчиком уровня (9), позволяющим отслеживать уровень смеси бензола и пропилена в емкости (1) и при недостаточном количестве производить дополнительное заполнение емкости (1).The tank (1) is equipped with a float-type level gauge (7) inside which a float (8) is installed, connected to a level sensor (9), which allows monitoring the level of a mixture of benzene and propylene in the tank (1) and, if there is insufficient quantity, to fill the tank additionally (1) ...

Емкость (1) расположена во внешнем кожухе (10), обогреваемом циркулирующим теплоносителем (11). Температура теплоносителя (11) управляется устройством для регулирования температуры теплоносителя (12). Емкость (1) оборудована датчиком температуры (13) и датчиком давления (14), используемые для уточнения создаваемых условий в емкости (1), соответствующих заданному соотношению бензола и пропилена.The tank (1) is located in the outer casing (10), heated by the circulating heat carrier (11). The temperature of the heating medium (11) is controlled by a device for regulating the temperature of the heating medium (12). The tank (1) is equipped with a temperature sensor (13) and a pressure sensor (14), used to clarify the conditions created in the tank (1), corresponding to a given ratio of benzene and propylene.

Внутри емкости (1) установлены средства распределения бензола (15) и пропилена (16), соединенные с устройствами для ввода бензола (2) и пропилена (3), соответственно. Средства распределения (15, 16) обеспечивают равномерное распределение бензола и пропилена по соответствующим поверхностям инертной насадки (5). Средства распределения (15, 16) выполнены в виде гребенки и представляют собой струйный ороситель типа «паук» с вертикальным отводом для ввода бензола и пропилена и четырьмя коллекторами. Вертикальный отвод опирается на внутреннюю часть емкости (1). Коллекторы установлены радиально к оси емкости (1) и с наклоном к горизонтальной плоскости. На коллекторах перпендикулярно к их оси закреплены распределительные трубки.Inside the container (1) there are installed means for distributing benzene (15) and propylene (16), connected to devices for introducing benzene (2) and propylene (3), respectively. Distribution means (15, 16) ensure uniform distribution of benzene and propylene over the corresponding surfaces of the inert packing (5). Distribution means (15, 16) are made in the form of a comb and represent a "spider" type jet sprinkler with a vertical outlet for benzene and propylene injection and four collectors. The vertical outlet rests on the inside of the container (1). Collectors are installed radially to the tank axis (1) and with an inclination to the horizontal plane. Distribution tubes are fixed on the collectors perpendicular to their axis.

Полученная смесь бензола и пропилена с заданным соотношением с выхода емкости (1) через устройство для вывода смеси (4) подается на установку алкилирования бензола пропиленом (17).The resulting mixture of benzene and propylene with a given ratio from the outlet of the vessel (1) through the device for the output of the mixture (4) is fed to the unit for the alkylation of benzene with propylene (17).

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В емкость (1) на основание (6) засыпают инертную насадку (5) ровным слоем. Бензол и пропилен через устройства для ввода бензола (2) и пропилена (3) подают на соответствующие входы емкости (1), которые соединены со средствами распределения бензола (15) и пропилена (16). Средства распределения (15, 16) обеспечивают равномерное распределение бензола и пропилена по соответствующим поверхностям инертной насадки (5). В емкости (1) с помощью теплоносителя (И), нагреваемого устройством для регулирования температуры теплоносителя (12), во внешнем кожухе (10) создают необходимые температуру и давления, которые отслеживаются по датчику температуры (13) и датчику давления (14). Полученную смесь бензола и пропилена выводят из емкости (1) через устройство для вывода смеси (4) на установку алкилирования бензола пропиленом (17). Причем система позволяет корректировать соотношение бензола к пропилену в смеси, не останавливая процесс алкилирования бензола пропиленом. Уровень смеси бензола и пропилена в емкости (1) определяют по датчику уровня (9) и при недостаточном ее количестве производят дополнительное заполнение емкости (1) с помощью устройства для ввода бензола (2).An inert nozzle (5) is poured into the container (1) on the base (6) in an even layer. Benzene and propylene through the devices for introducing benzene (2) and propylene (3) are fed to the corresponding inlets of the tank (1), which are connected to the means for distributing benzene (15) and propylene (16). Distribution means (15, 16) ensure uniform distribution of benzene and propylene over the corresponding surfaces of the inert packing (5). In the tank (1) with the help of the heat carrier (I) heated by the device for regulating the temperature of the heat carrier (12), in the outer casing (10) create the required temperature and pressure, which are monitored by the temperature sensor (13) and the pressure sensor (14). The resulting mixture of benzene and propylene is removed from the tank (1) through the device for the output of the mixture (4) to the unit for the alkylation of benzene with propylene (17). Moreover, the system allows you to adjust the ratio of benzene to propylene in the mixture without stopping the process of benzene alkylation with propylene. The level of the mixture of benzene and propylene in the container (1) is determined by the level sensor (9), and if its quantity is insufficient, the container (1) is additionally filled with the help of a device for introducing benzene (2).

Пример 1.Example 1.

В соответствии с заявленной полезной моделью было изготовлено устройство с внутренним объемом емкости 1 л, диаметр емкости составил 80 мм. В качестве основания для загрузки насадки использовали сетку из нержавеющей стали с размером отверстий (ячейки) 0,5 мм, установленную на расстоянии 40 мм от днища емкости. В качестве инертной насадки использовали металлическую проволоку, скрученную в треугольные спирали диаметром 1 мм, из нержавеющей стали. Объем, занимаемый инертной насадкой составил 75% от внутреннего объема емкости, то есть 750 см³.In accordance with the declared utility model, a device with an internal volume of a container of 1 liter was manufactured; the diameter of the container was 80 mm. A stainless steel mesh with a hole (mesh) size of 0.5 mm, installed at a distance of 40 mm from the bottom of the container, was used as a base for loading the packing. A metal wire twisted into triangular spirals 1 mm in diameter made of stainless steel was used as an inert packing. The volume occupied by the inert packing was 75% of the internal volume of the container, that is, 750 cm ³ .

В емкости поддерживали температуру 25°С и давление 1,5 бар, при котором достигается мольное соотношение бензола и пропилена 8:1. Полученную смесь подавали на лабораторную проточную установку алкилирования бензола пропиленом со скоростью 20 см³/ч. Результаты проведенного процесса алкилирования бензола пропиленом показали конверсию по пропилену - 100 мас. %, выход по кумолу - 79 мас. % и селективность по кумолу - 83 мас. %.The vessel was maintained at a temperature of 25 ° C. and a pressure of 1.5 bar, at which a molar ratio of benzene and propylene of 8: 1 was achieved. The resulting mixture was fed to a laboratory flow-through unit for the alkylation of benzene with propylene at a rate of 20 cm ³ / h. The results of the carried out process of benzene alkylation with propylene showed the conversion with respect to propylene - 100 wt. %, cumene yield - 79 wt. % and cumene selectivity - 83 wt. %.

Пример 2.Example 2.

В соответствии с заявленной полезной моделью было изготовлено устройство с внутренним объемом емкости 5 л, диаметр емкости составил 20 см. В качестве основания для загрузки насадки использовали перфорированный лист из нержавеющей стали с размером отверстий (ячеек) 3 мм, установленный на расстоянии 55 мм от днища емкости. В качестве инертной насадки использовали керамические шары диаметром 5 мм. Объем, занимаемый инертной насадкой составил 60% от внутреннего объема емкости, то есть 3000 см³.In accordance with the claimed utility model, a device with an internal volume of a container of 5 liters was manufactured, the diameter of the container was 20 cm.A perforated stainless steel sheet with a hole (mesh) size of 3 mm, installed at a distance of 55 mm from the bottom, was used as a base for loading the nozzle capacity. Ceramic balls 5 mm in diameter were used as an inert packing. The volume occupied by the inert nozzle was 60% of the internal volume of the container, that is, 3000 cm ³ .

В емкости поддерживали температуру 75°С и давление 2,9 бар, при котором достигается мольное соотношение бензола и пропилена 15:1. Полученную смесь подавали на пилотную проточную установку жидкофазного алкилирования бензола пропиленом со скоростью 200 см³/ч. Результаты проведенного процесса алкилирования бензола пропиленом показали конверсию по пропилену - 99 мас. %, выход по кумолу - 90 мас. % и селективность по кумолу - 91 мас. %.The vessel was maintained at a temperature of 75 ° C. and a pressure of 2.9 bar, at which a molar ratio of benzene to propylene of 15: 1 was achieved. The resulting mixture was fed to a pilot flow-through unit for liquid-phase alkylation of benzene with propylene at a rate of 200 cm ³ / h. The results of the carried out process of benzene alkylation with propylene showed conversion with respect to propylene - 99 wt. %, cumene yield - 90 wt. % and selectivity for cumene - 91 wt. %.

Таким образом, проведенные испытания подтвердили эффективность использования разработанного устройства для смешения бензола и пропилена, взятого в газообразном состоянии, и показали, что по сравнению с прототипом заявляемое устройство повышает качество смешения бензола и пропилена в смеси, не останавливая процесс алкилирования.Thus, the tests carried out confirmed the effectiveness of using the developed device for mixing benzene and propylene taken in a gaseous state, and showed that, compared to the prototype, the claimed device improves the quality of mixing benzene and propylene in the mixture without stopping the alkylation process.

Claims

1. A device for mixing benzene and propylene, including a vertically oriented metal container formed by a cylindrical body, a hemispherical bottom and a lid, and equipped with an external casing made with the ability to connect to a device for controlling the temperature of the coolant to provide heating and cooling of the container, as well as two inputs, one of which, intended for supplying benzene, is located in the lid, the second for supplying propylene, located in the bottom, and one outlet for the mixture located in the bottom; an inert nozzle, consisting of elements, located in the central part of the container on the base with holes, occupying from 60 to 90% of the internal volume of the container; two means for distributing benzene and propylene, the first of which is located in the container from the side of the lid, and the second from the side of the bottom, and made with the possibility of uniform distribution of the supplied media over the respective surfaces of the packing; a float-type level gauge, made in the form of a tube in communication with the container, equipped with a level sensor; pressure sensor located in the lid; temperature sensor located in the container with the ability to measure the temperature of the inert nozzle.

2. The device according to claim 1, characterized in that the outer casing is made with the possibility of circulating a liquid heat carrier in it.

3. The device according to claim 1, characterized in that the base is a perforated plate or mesh fixed inside the container.

4. A device according to claim 1, characterized in that the holes are uniformly distributed over the entire surface of the base and have a diameter less than the minimum size of the packing elements selected from the characteristic dimensions of the said elements.

5. The device according to claim 1, characterized in that the distribution means is made in the form of a comb and is a spider-type jet sprinkler with a vertical outlet for introducing benzene and propylene.

6. The device according to claim 1, characterized in that as the material of the inert packing material is used from the series: ceramics, porcelain and sheet metal, including stainless steel, the packing elements have a different shape selected from the series: ball, cylinder, Raschig rings, Pall rings, while the packing elements have overall dimensions that prevent them from being carried away through the holes of the base on which the inert packing is located.

7. The device according to claim. 1, characterized in that the volume of a part of the container from the side of the lid to the inert nozzle is 5-15% of the internal volume of the container, and from the side of the bottom - 5-25% of the internal volume of the container.

8. The device according to claim. 1, characterized in that the container with the bottom and the lid is made in the form of a detachable part for the possibility of loading and unloading the inert nozzle to ensure tightness in the "closed" state.