RU2779556C1 - Method for producing isopropylbenzene by transalkylation of diisopropylbenzenes with benzene - Google Patents
Method for producing isopropylbenzene by transalkylation of diisopropylbenzenes with benzene Download PDFInfo
- Publication number
- RU2779556C1 RU2779556C1 RU2021116523A RU2021116523A RU2779556C1 RU 2779556 C1 RU2779556 C1 RU 2779556C1 RU 2021116523 A RU2021116523 A RU 2021116523A RU 2021116523 A RU2021116523 A RU 2021116523A RU 2779556 C1 RU2779556 C1 RU 2779556C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- benzene
- transalkylation
- diisopropylbenzenes
- zeolite
- dipb
- Prior art date
Links
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 118
- RWGFKTVRMDUZSP-UHFFFAOYSA-N Cumene Chemical compound CC(C)C1=CC=CC=C1 RWGFKTVRMDUZSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 56
- 238000010555 transalkylation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 45
- OKIRBHVFJGXOIS-UHFFFAOYSA-N 1,2-di(propan-2-yl)benzene Chemical class CC(C)C1=CC=CC=C1C(C)C OKIRBHVFJGXOIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- OFJATJUUUCAKMK-UHFFFAOYSA-N Cerium(IV) oxide Chemical compound [O-2]=[Ce+4]=[O-2] OFJATJUUUCAKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XDLDASNSMGOEMX-UHFFFAOYSA-N benzene benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1 XDLDASNSMGOEMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 25
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 11
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 abstract description 10
- 230000024881 catalytic activity Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910003158 γ-Al2O3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 62
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 229910020203 CeO Inorganic materials 0.000 description 9
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 231100000614 Poison Toxicity 0.000 description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 6
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 206010062717 Increased upper airway secretion Diseases 0.000 description 5
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 5
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 230000003068 static Effects 0.000 description 5
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K Aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M Aluminium hydroxide oxide Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 4
- 238000011068 load Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000035982 PAB Effects 0.000 description 3
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- JCCNYMKQOSZNPW-UHFFFAOYSA-N Loratadine Chemical compound C1CN(C(=O)OCC)CCC1=C1C2=NC=CC=C2CCC2=CC(Cl)=CC=C21 JCCNYMKQOSZNPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N Triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001555 benzenes Chemical class 0.000 description 2
- 150000005195 diethylbenzenes Chemical class 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N α-Methylstyrene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1 XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ITHIMUMYFVCXSL-UHFFFAOYSA-P Ammonium fluorosilicate Chemical compound [NH4+].[NH4+].F[Si-2](F)(F)(F)(F)F ITHIMUMYFVCXSL-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- DVARTQFDIMZBAA-UHFFFAOYSA-O Ammonium nitrate Chemical compound [NH4+].[O-][N+]([O-])=O DVARTQFDIMZBAA-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 description 1
- MGWAVDBGNNKXQV-UHFFFAOYSA-N Diisobutyl phthalate Chemical compound CC(C)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(C)C MGWAVDBGNNKXQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 231100001010 corrosive Toxicity 0.000 description 1
- 231100000078 corrosive Toxicity 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000001935 peptisation Methods 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- ODLMAHJVESYWTB-UHFFFAOYSA-N propylbenzene Chemical compound CCCC1=CC=CC=C1 ODLMAHJVESYWTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтехимии, конкретно к способу получения изопропилбензола путем трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом.The invention relates to petrochemistry, specifically to a method for producing isopropylbenzene by transalkylation of diisopropylbenzenes with benzene.
Изопропилбензол является одним из основных товарных продуктов нефтехимии, который используется в качестве сырья для производства фенола, ацетона и α-метилстирола.Isopropylbenzene is one of the main commercial products of petrochemistry, which is used as a raw material for the production of phenol, acetone and α-methylstyrene.
Технология получения изопропилбензола включает стадии алкилирования бензола пропиленом и трансалкилирования образовавшихся полиалкилбензолов (ПАБ), диизопропилбензолов (ДИПБ) с бензолом с образованием целевого продукта -изопропилбензола (ИПБ). В процессе синтеза ИПБ, несмотря на высокие селективности катализаторов, неизбежно образование полиалкилбензолов (ПАБ) на стадии алкилирования. Поток ПАБ в основном содержит ДИПБ и небольшие количества полизамещенных бензолов.The technology for producing isopropylbenzene includes the stages of alkylation of benzene with propylene and transalkylation of the resulting polyalkylbenzenes (PAB), diisopropylbenzenes (DIPB) with benzene to form the target product, isopropylbenzene (IPB). During the synthesis of IPB, despite the high selectivity of the catalysts, the formation of polyalkylbenzenes (PAB) is inevitable at the alkylation stage. The PAB stream mainly contains DIPB and small amounts of polysubstituted benzenes.
С целью увеличения общей селективности процесса синтеза ИПБ по целевому продукту, необходима стадия трансалкилирования ПАБ с бензолом для перераспределения алкильных групп с получением дополнительного количества ИПБ.In order to increase the overall selectivity of the IPB synthesis process for the target product, the step of transalkylation of PAB with benzene is necessary to redistribute alkyl groups to obtain an additional amount of IPB.
Наиболее перспективны для реакции трансалкилирования гетерогенные цеолитные катализаторы, которые отличаются высокой активностью в отношении образования целевого продукта и экологичностью, а также регенерируемостью и большим сроком службы.The most promising for the transalkylation reaction are heterogeneous zeolite catalysts, which are distinguished by high activity in relation to the formation of the target product and environmental friendliness, as well as regenerability and long service life.
Для реакций бимолекулярного трансалкилирования производных бензола необходимы достаточно просторные полости внутри цеолитов для размещения объемных переходных состояний, поэтому наиболее перспективными для использования в качестве катализаторов трансалкилирования являются крупнопористые цеолиты, такие, как например, USY (FAU). Катализаторы на основе данного структурного типа цеолита являются высокоселективными в плане получения целевого продукта - изопропилбензола.Bimolecular transalkylation reactions of benzene derivatives require sufficiently spacious cavities inside zeolites to accommodate bulk transition states; therefore, large-pore zeolites, such as USY (FAU), are the most promising for use as transalkylation catalysts. Catalysts based on this structural type of zeolite are highly selective in terms of obtaining the target product - isopropylbenzene.
Известен способ получения изопропилбензола в процессе трансалкилирования ДИПБ, включающий стадию контактирования бензола с ДИПБ в жидкофазных условиях в присутствии бета-цеолитного катализатора, содержащего фосфор в диапазоне от 0,01 до 0,5 масс. %, в присутствии указанного катализатора при температуре 180°С, давлении 2,17 МПа, объемной скорости 72 ч-1, конверсия ДИПБ составляла 53,9%. US 7951986 В2, опубл. 31.05.2011.A known method for producing isopropylbenzene in the process of transalkylation of DIPB, including the stage of contacting benzene with DIPB in liquid phase conditions in the presence of a beta-zeolite catalyst containing phosphorus in the range from 0.01 to 0.5 wt. %, in the presence of the specified catalyst at a temperature of 180°C, a pressure of 2.17 MPa, a space velocity of 72 h -1 , the conversion of DIPB was 53.9%. US 7951986 B2, publ. May 31, 2011.
Недостатком данного способа трансалкилирования является использование коррозионно-активного гидрофосфата аммония, что приводит к быстрому износу оборудования.The disadvantage of this method of transalkylation is the use of corrosive ammonium hydrogen phosphate, which leads to rapid wear of the equipment.
Известен способ трансалкилирования с получением изопропилбензола в присутствии модифицированного катализатора LZ-210 на основе цеолита Y, который подвергали ионному обмену с аммонием с последующей обработкой фторсиликатом аммония, затем полученный модифицированный цеолит Y (LZ-210) обрабатывали 100% паром при 600°С в течение 1 ч с последующим трехкратным ионообменом с нитратом аммония. Процесс трансалкилирования проводили при давлении 34,47 бар, соотношении Б/ДИПБ, равным 3,6, массовой объемной скорости по ДИПБ 0,8 ч-1. Конверсия ДИПБ составляла 38% при 120°С, 65% при 135°С, 80% при 150°С. US 7700511, опубл. 20.04.2010.A known method of transalkylation to obtain isopropylbenzene in the presence of a modified catalyst LZ-210 based on zeolite Y, which was subjected to ion exchange with ammonium, followed by treatment with ammonium fluorosilicate, then the resulting modified zeolite Y (LZ-210) was treated with 100% steam at 600°C for 1 h followed by three ion exchanges with ammonium nitrate. The transalkylation process was carried out at a pressure of 34.47 bar, a B/DIPB ratio of 3.6, and a DIPB mass space velocity of 0.8 h -1 . The DIPB conversion was 38% at 120°C, 65% at 135°C, and 80% at 150°C. US 7700511, publ. 04/20/2010.
Недостатком данного способа трансалкилирования является сложная и трудно масштабируемая для промышленного производства процедура приготовления катализатора трансалкилирования.The disadvantage of this method of transalkylation is a complex and difficult to scale for industrial production procedure for preparing a transalkylation catalyst.
Известен способ трансалкилирования бензола полиалкилбензолами на цеолитсодержащем катализаторе с получением этилбензола или изопропилбензола, согласно которому в качестве полиалкилбензолов используют диэтилбензолы или диизопропилбензолы. Процесс проводят в секционированном реакторе, причем подачу основного потока бензола осуществляют на первую по ходу сырья секцию реактора при соотношении бензол: диэтилбензолы на первой по ходу сырья секции реактора 9:1, или 10,5:1, или 15:1, или 16,5:1, или 18:1 или соотношении бензол: диизопропилбензолы на первой по ходу сырья секции реактора 7,2:1 или 9,6:1, подачу полиалкилбензолов - на каждую секцию реактора, содержащую слой цеолитного катализатора, в качестве которого используют цеолит типа бета или Y, или морденит, или МСМ-22. Общее массовое соотношение бензол: полиалкилбензолы в реакторе составило 1:1-6:1 - на каждую секцию реактора, содержащую слой цеолитного катализатора, кроме первой по ходу. В качестве катализатора используют цеолит βета или Y, или морденит, или МСМ-22. Использование настоящего изобретения позволяет увеличить время жизни катализатора, конверсию полиалкилбензола и селективность по целевому продукту. RU 2487858 С2, опубл. 20.07.2013.A known method of transalkylation of benzene with polyalkylbenzenes on a zeolite-containing catalyst to obtain ethylbenzene or isopropylbenzene, according to which diethylbenzenes or diisopropylbenzenes are used as polyalkylbenzenes. The process is carried out in a sectional reactor, and the supply of the main stream of benzene is carried out to the first section of the reactor along the feedstock at a ratio of benzene: diethylbenzenes in the first section of the reactor along the feedstock 9:1, or 10.5:1, or 15:1, or 16, 5:1, or 18:1 or the ratio of benzene: diisopropylbenzenes in the first section of the reactor along the feedstock 7.2:1 or 9.6:1, the supply of polyalkylbenzenes - for each section of the reactor containing a layer of zeolite catalyst, which is used as zeolite type beta or Y, or mordenite, or MCM-22. The total mass ratio of benzene: polyalkylbenzenes in the reactor was 1:1-6:1 - for each section of the reactor containing a layer of zeolite catalyst, except for the first along the way. As a catalyst, zeolite βeta or Y, or mordenite, or MCM-22 is used. The use of the present invention allows to increase the lifetime of the catalyst, the conversion of polyalkylbenzene and the selectivity to the target product. RU 2487858 C2, publ. 07/20/2013.
К недостаткам способа можно отнести сложность организации процесса трансалкилирования и использование изначально высоких температур процесса (более 220°С), приводящих к высокому образованию побочного н-пропилбензола и этилбензола.The disadvantages of the method include the complexity of the organization of the transalkylation process and the use of initially high process temperatures (more than 220°C), leading to a high formation of side n-propylbenzene and ethylbenzene.
Наиболее близким к настоящему изобретению является способ трансалкилирования полиалкилированных ароматических углеводородов с использованием катализатора, содержащего цеолит Y (CBV 712, Zeolyst, порошок) и неорганическое связующее (псевдобемит Versal V250, Laroche, порошок), имеющего экстра-цеолитную пористость, выше или равную 0,7 см3/г для части пор, у которых по меньшей мере 30% имеют диаметр более 100 нанометров. Процесс трансалкилирования проводили в однополочном контактном аппарате с адиабатическим слоем цеолитсодержащего катализатора при температуре 210°С, давлении 50 бар, массовой скорости подачи сырья (WHSV) = 4 ч-1 (объемной скорости LHSV = 1,63 ч-1), соотношении бензол/ДИПБ = 20:1 (мол.) с последующей ректификацией продуктов реакции трансалкилирования и выделением изопропилбензола, диизопропилбензолов и тяжелых полиалкилбензолов. Время пребывания ДИПБ в реакционной зоне составило 382 мин, объемная скорость по ДИПБ = 0,15 ч-1. Выход целевого продукта составил 71,1% (мол.). US 8658553 В2, 25.02.2014.Closest to the present invention is a process for the transalkylation of polyalkylated aromatic hydrocarbons using a catalyst containing zeolite Y (CBV 712, Zeolyst, powder) and an inorganic binder (Pseudoboehmite Versal V250, Laroche, powder) having an extra-zeolite porosity greater than or equal to 0, 7 cm 3 /g for part of the pores, in which at least 30% have a diameter of more than 100 nanometers. The transalkylation process was carried out in a single-shelf contact apparatus with an adiabatic bed of a zeolite-containing catalyst at a temperature of 210°C, a pressure of 50 bar, mass feed rate (WHSV) = 4 h -1 (space velocity LHSV = 1.63 h -1 ), benzene/ DIPB = 20:1 (mol.) followed by distillation of the products of the transalkylation reaction and isolation of isopropylbenzene, diisopropylbenzenes and heavy polyalkylbenzenes. The residence time of DIPB in the reaction zone was 382 min, the space velocity according to DIPB = 0.15 h -1 . The yield of the target product was 71.1% (mol.). US 8658553 B2, 02/25/2014.
Недостатком данного способа трансалкилирования является высокое соотношение бензол/ДИПБ, что предполагает повышенную нагрузку на бензольную колонну и насосное оборудование, приводящую к увеличению эксплуатационных затрат, а также низкая объемная скорость по ДИПБ, приводящая к увеличению капитальных затрат.The disadvantage of this transalkylation method is the high benzene/DIBP ratio, which implies an increased load on the benzene column and pumping equipment, leading to an increase in operating costs, as well as a low DIPB space velocity, leading to an increase in capital costs.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения изопропилбензола трансалкированием диизопропилбензолов с бензолом с использованием гетерогенного цеолитсодержащего катализатора, дополнительно содержащего оксид церия, повышение активности катализатора и производительности процесса.The technical objective of the present invention is to develop a method for producing isopropylbenzene by transalkylation of diisopropylbenzenes with benzene using a heterogeneous zeolite-containing catalyst additionally containing cerium oxide, increasing the activity of the catalyst and the productivity of the process.
Технический результат, достигаемый от реализации изобретения, заключается в повышении каталитической активности катализатора, что позволяет получать целевой продукт - изопропилбензол с конверсией диизопропилбензолов более 83%, выходом более 80 масс. %, производительностью до 1,3 г ИПБ/(гкат⋅ч).The technical result achieved from the implementation of the invention is to increase the catalytic activity of the catalyst, which makes it possible to obtain the target product - isopropylbenzene with a conversion of diisopropylbenzenes of more than 83%, a yield of more than 80 wt. %, with a productivity of up to 1.3 g IPB/(g cat ⋅h).
Технический результат достигается тем, что в способе получения изопропилбензола трансалкилированием диизопропилбензолов с бензолом, включающем проведение процесса трансалкилирования в однополочном контактном аппарате с адиабатическим слоем цеолитсодержащего катализатора, последующую ректификацию продуктов реакции трансалкилирования, выделение рециклового бензола изопропилбензола, диизопропилбензолов и тяжелых полиалкилбензолов, согласно изобретению, процесс трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом проводят при температуре 190÷230°С, давлении 2,0÷3,0 МПа, мольном отношении бензол/диизопропилбензолы 2:1÷6:1, объемной скорости подачи сырья 1÷5 ч-1, объемной скорости по диизопропилбензолам 0,3÷1,3 ч-1 в присутствии гетерогенного цеолитсодержащего катализатора, содержащего, масс. %:The technical result is achieved by the fact that in the method for producing isopropylbenzene by transalkylation of diisopropylbenzenes with benzene, including carrying out the transalkylation process in a single-shelf contact apparatus with an adiabatic layer of a zeolite-containing catalyst, subsequent distillation of the transalkylation reaction products, isolation of recycled benzene of isopropylbenzene, diisopropylbenzenes and heavy polyalkylbenzenes, according to the invention, the transalkylation process diisopropylbenzenes with benzene are carried out at a temperature of 190÷230°C, a pressure of 2.0÷3.0 MPa, a benzene/diisopropylbenzene molar ratio of 2:1÷6:1, a feed space velocity of 1÷5 h -1 , a space velocity of diisopropylbenzenes 0.3÷1.3 h -1 in the presence of a heterogeneous zeolite-containing catalyst containing, wt. %:
Применение предложенного процесса трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом обеспечивает высокую каталитическую активность используемого катализатора, выражаемую в величине конверсии ДИПБ и выходе изопропилбензола.The use of the proposed process of transalkylation of diisopropylbenzenes with benzene provides a high catalytic activity of the catalyst used, expressed in the value of the conversion of DIPB and the yield of isopropylbenzene.
Катализатор трансалкилирования получают следующим образом:The transalkylation catalyst is prepared as follows:
Готовят связующее смешиванием 15 масс. % бемита Pural SB и 35 масс. % Disperal HP 14, к смеси добавляют порошкобразный цеолит USY в NH3-форме с мольным отношением SiO2/Al2O3 = 11, пептизируют полученную массу раствором азотной кислоты с добавлением триэтиленгликоля, порциями добавляют дистиллированную воду до получения однородной пасты. Приготовленную пасту экструдируют, провяливают в течение 10-12 ч, сушат при температурах 60°С, 80°С и 110°С в течение 2 ч при каждой температуре и прокаливают при температуре 550°С в течение 4 ч. Затем на полученный гранулированный цеолит методом влажной пропитки с избытком раствора наносят оксид церия из водного раствора нитрата церия, перемешивают при комнатной температуре в течение 2-3 ч, сливают отработанный раствор, сушат при температуре 110-120°С в течение 2-3 ч и прокаливают при температуре 550°С в течение 3 ч.Prepare a binder by mixing 15 wt. % boehmite Pural SB and 35 wt. %
Способ иллюстрируется технологической схемой получения изопропилбензола, проведением процесса трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом, включающей трансалкилатор с адиабатическим слоем цеолитсодержащего катализатора и ректификационные колонны для выделения бензола, изопропилбензола, ДИПБ и тяжелых ПАБ (см. чертеж).The method is illustrated by a flow chart for isopropylbenzene production, carrying out the process of transalkylation of diisopropylbenzenes with benzene, including a transalkylator with an adiabatic layer of a zeolite-containing catalyst and distillation columns for separating benzene, isopropylbenzene, DIPB and heavy PABs (see drawing).
Технологическая схема включает трансалкилатор (1), адсорберы для очистки бензола от каталитических ядов (3) и (4) и блок ректификации: ректификационные колонны для отделения бензола (5), изопропилбензола (9), ДИПБ и тяжелых ПАБ (11).The technological scheme includes a transalkylator (1), adsorbers for cleaning benzene from catalytic poisons (3) and (4) and a rectification unit: distillation columns for separating benzene (5), isopropylbenzene (9), DIPB and heavy PABs (11).
Готовят смесь рециклового бензола из ректификационой колонны (5) и потока ДИПБ из отделения ректификации, для равномерного смешения двух потоков предусмотрен статический смеситель (14). Полученная смесь насосом (13) подается в подогреватель (2) и затем в трансалкилатор (1). Свежий бензол поступает в адсорбер с глиной А-4М (3) и адсорбер с цеолитом NaX (4) в ректификационную колонну (5) для удаления каталитических ядов. В ректификационную колонну (5) также подается алкилат со стадии алкилирования бензола пропиленом (на чертеже не показано).A mixture of recycled benzene is prepared from the distillation column (5) and the DIPB stream from the rectification section; a static mixer (14) is provided for uniform mixing of the two streams. The resulting mixture is pumped (13) to the heater (2) and then to the transalkylator (1). Fresh benzene enters the adsorber with A-4M clay (3) and the adsorber with NaX zeolite (4) into the distillation column (5) to remove catalytic poisons. The distillation column (5) is also supplied with alkylate from the stage of alkylation of benzene with propylene (not shown in the drawing).
Трансалкилатор (1) представляет собой однополочный контактный аппарат с адиабатическим слоем цеолитсодержащего катализатора. Поток реагентов в реакторе движется сверху вниз. Параметры работы трансалкилатора (1) выбирают, исходя из требуемой степени конверсии ПАБ. Реакционный поток из трансалкилатора (1) далее направляется в ректификационную колонну (5). Образовавшиеся полиалкилбензолы (ПАБ) выделяются в отделении ректификации.The transalkylator (1) is a single-shelf contact apparatus with an adiabatic bed of a zeolite-containing catalyst. The flow of reagents in the reactor moves from top to bottom. The operating parameters of the transalkylator (1) are selected based on the required degree of PAB conversion. The reaction stream from the transalkylator (1) is then sent to a distillation column (5). The resulting polyalkylbenzenes (PAB) are separated in the distillation section.
Отделение ректификации состоит из трех колонн: атмосферной ректификационной колонны выделения бензола (5) и вакуумных ректификационных колонн выделения ИПБ (9) и выделения ДИПБ (11).The distillation section consists of three columns: an atmospheric distillation column for benzene separation (5) and vacuum distillation columns for IPB separation (9) and DIPB separation (11).
Куб ректификационной колонны (5) насосом (8) направляется на выделение ИПБ, ДИПБ и тяжелой фракции ПАБ (полиалкилбензольной смолы). Газы отдувки отводятся из сепаратора (6), флегма возвращается в колонну (5) насосом (7). Товарный ИПБ отводится сверху ректификационной колонны (9). Куб ректификационной колонны (9) насосом (10) направляется в ректификационную колонну (11) на выделение фракции ДИПБ. Фракция ДИПБ отводится сверху ректификационной колонны (11). ДИПБ смешивается с рецикловым бензолом и направляется в трансалкилатор (1). Снизу ректификационной колонны (11) насосом (12) отводится побочная фракция смолы (ПАБ).The cube of the distillation column (5) is sent by the pump (8) to the isolation of IPB, DIPB and the heavy fraction of PAB (polyalkylbenzene resin). The stripping gases are removed from the separator (6), the phlegm is returned to the column (5) by the pump (7). Commodity IPB is discharged from the top of the distillation column (9). The cube of the distillation column (9) is sent by the pump (10) to the distillation column (11) for separation of the DIPB fraction. The DIPB fraction is removed from the top of the distillation column (11). DIPB is mixed with recycled benzene and sent to the transalkylator (1). From the bottom of the distillation column (11) the side resin fraction (PAB) is discharged by the pump (12).
Реализация данного процесса трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом для получения изопропилбензолов позволяет достичь высоких показателей процесса (конверсия ДИПБ > 83%, выход ИПБ > 80 масс. %).The implementation of this process of transalkylation of diisopropylbenzenes with benzene to obtain isopropylbenzenes makes it possible to achieve high process rates (DIPB conversion > 83%, IPB yield > 80 wt %).
Данное изобретение иллюстрируют следующие примеры конкретного выполнения.The present invention is illustrated by the following specific examples.
Пример 1Example 1
В трансалкилатор (1) загружают 200 см3 катализатора, содержащего, масс. %: 0,5 CeO2, 50 цеолит USY(11) и связующее γ-Al2O3 остальное. Катализатор готовят следующим способом.In the transalkylator (1) load 200 cm 3 of the catalyst containing, wt. %: 0.5 CeO 2 , 50 USY(11) zeolite and binder γ-Al 2 O 3 the rest. The catalyst is prepared in the following way.
Предварительно готовят связующее смешиванием в смесительной машине 3 г бемита Pural SB и 7 г бемита Disperal HP 14, к смеси добавляют 10 г порошка цеолита USY в NH3-форме (11), затем к полученной массе добавляют 5 масс. %-ный раствор азотной кислоты для пептизации, состоящий из HNO3 (65 масс. %) (0,2 мл) и дистиллированной воды (3,44 мл), и 0,2 мл пластификатора триэтиленгликоля (из расчета 0,01 мл/1 г сухой смеси), после чего добавляют порциями 10 мл дистиллированной воды и тщательно перемешивают до получения однородной массы.The binder is preliminarily prepared by mixing 3 g of Pural SB boehmite and 7 g of
Для формования экструдатов пасту, полученную на стадии приготовления замеса, экструдируют на поршневом экструдере через фильеру диаметром 2 мм. После этого экструдаты провяливают на воздухе в течение 10 ч. Экструдаты помещают в сушильный шкаф. Режим высушивания в сушильном шкафу ступенчатый: 60°С - 2 ч, 80°С - 2 ч, 110°С - 2 ч. После сушки экструдаты помещают в муфельную печь и проводят прокаливание следующим образом:To form extrudates, the paste obtained at the batch preparation stage is extruded on a piston extruder through a die with a diameter of 2 mm. After that, the extrudates are dried in air for 10 hours. The extrudates are placed in an oven. The drying mode in the oven is stepwise: 60°C - 2 hours, 80°C - 2 hours, 110°C - 2 hours. After drying, the extrudates are placed in a muffle furnace and calcined as follows:
нагрев до температуры 550°С - 3 ч;heating to a temperature of 550°C - 3 h;
выдержка при температуре 550°С - 4 ч.exposure at a temperature of 550 ° C - 4 hours.
Внесение оксида церия (из расчета 0,5 масс. % CeO2 в готовом катализаторе) проводят методом влажной пропитки гранул цеолита водным раствором нитрата церия Се(NO3)3⋅6Н2О с избытком раствора.The introduction of cerium oxide (at the rate of 0.5 wt.% CeO 2 in the finished catalyst) is carried out by wet impregnation of zeolite granules with an aqueous solution of cerium nitrate Ce(NO 3 ) 3 ⋅6H 2 O with an excess of solution.
Водный раствор нитрата церия готовят следующим образом: 0,2535 г нитрата церия (в пересчете на CeO2 это количество составляет 0,5 масс. % от массы катализатора) растворяют в 45 мл дистиллированной воды. Массу периодически перемешивают при комнатной температуре и оставляют на воздухе на 2,5 ч, после чего сливают отработанный раствор, катализатор сушат при температуре 120°С в течение 2,5 ч и прокаливают в муфельной печи при температуре 550°С в течение 5 ч с целью удаления воды, разложения нитрата церия и формирования на поверхности катализатора стабильных оксидных фаз.An aqueous solution of cerium nitrate is prepared as follows: 0.2535 g of cerium nitrate (in terms of CeO 2 this amount is 0.5 wt.% of the mass of the catalyst) is dissolved in 45 ml of distilled water. The mass is periodically stirred at room temperature and left in air for 2.5 hours, after which the spent solution is drained, the catalyst is dried at a temperature of 120°C for 2.5 hours and calcined in a muffle furnace at a temperature of 550°C for 5 hours. to remove water, decompose cerium nitrate and form stable oxide phases on the catalyst surface.
В трансалкилатор (1) подается смесь рециклового бензола из ректификационой колонны (5) и потока ДИПБ из отделения ректификации через статический смеситель (14) в мольном отношении 2:1. Полученная смесь насосом (13) подается в подогреватель (2), где подогревается до температуры 190°С и затем в трансалкилатор (1). Процесс трансалкилирования проводят при давлении 2,0 МПа и объемной скорости по сырью 1 ч-1 (объемная скорость по ДИПБ составляет 0,5 ч-1). Свежий бензол поступает в адсорбер с глиной А-4М (3) и адсорбер с цеолитом NaX (4) для удаления каталитических ядов и затем в ректификационную колонну (5). В ректификационную колонну (5) также подается алкилат со стадии алкилирования бензола пропиленом (на чертеже не показано). Реакционный поток из трансалкилатора (1) далее направляется в ректификационную колонну (5). Куб ректификационной колонны (5) насосом (8) направляется на выделение ИПБ, ДИПБ и тяжелой фракции ПАБ (полиалкилбензольной смолы). Газы отдувки отводятся из сепаратора (6), флегма возвращается в колонну (5) насосом (7). Товарный ИПБ отводится сверху ректификационной колонны (9). Куб ректификационной колонны (9) насосом (10) направляется в ректификационную колонну (11) на выделение фракции ДИПБ. Фракция ДИПБ отводится сверху ректификационной колонны (11). ДИПБ смешивается с рецикловым бензолом и направляется в трансалкилатор (1). Снизу ректификационной колонны (11) насосом (12) отводится побочная фракция смолы (ПАБ).The transalkylator (1) is fed with a mixture of recycled benzene from the distillation column (5) and the DIPB stream from the distillation section through a static mixer (14) in a molar ratio of 2:1. The resulting mixture is pumped (13) to the heater (2), where it is heated to a temperature of 190°C and then to the transalkylator (1). The process of transalkylation is carried out at a pressure of 2.0 MPa and space velocity for raw materials 1 h -1 (space velocity for DIPB is 0.5 h -1 ). Fresh benzene enters the A-4M clay adsorber (3) and NaX zeolite adsorber (4) to remove catalytic poisons and then to the distillation column (5). The distillation column (5) is also supplied with alkylate from the stage of alkylation of benzene with propylene (not shown in the drawing). The reaction stream from the transalkylator (1) is then sent to a distillation column (5). The cube of the distillation column (5) is sent by the pump (8) to the isolation of IPB, DIPB and the heavy fraction of PAB (polyalkylbenzene resin). The stripping gases are removed from the separator (6), the phlegm is returned to the column (5) by the pump (7). Commodity IPB is discharged from the top of the distillation column (9). The cube of the distillation column (9) is sent by the pump (10) to the distillation column (11) for separation of the DIPB fraction. The DIPB fraction is removed from the top of the distillation column (11). DIPB is mixed with recycled benzene and sent to the transalkylator (1). From the bottom of the distillation column (11) the side resin fraction (PAB) is discharged by the pump (12).
Конверсия ДИПБ достигает 69,8%, выход ИПБ составляет 58,0 масс. %, производительность 1,3 г ИПБ/(1 гкат⋅ч).The conversion of DIPB reaches 69.8%, the yield of IPB is 58.0 wt. %, productivity 1.3 g IPB/(1 g cat ⋅h).
Пример 2Example 2
В трансалкилатор (1) загружают 200 см3 катализатора, содержащего, масс. %: 0,4 CeO2, 50 цеолит USY(11) и связующее γ-Al2O3 - остальное.In the transalkylator (1) load 200 cm 3 of the catalyst containing, wt. %: 0.4 CeO 2 , 50 USY(11) zeolite and binder γ-Al 2 O 3 - the rest.
Гранулы цеолита готовят, как в Примере 1.Zeolite granules are prepared as in Example 1.
Внесение оксида церия (из расчета 0,4 масс. % CeO2 в готовом катализаторе) проводят методом влажной пропитки гранул цеолита водным раствором нитрата церия Се(NO3)3⋅6H2O с избытком раствора.The introduction of cerium oxide (at the rate of 0.4 wt.% CeO 2 in the finished catalyst) is carried out by wet impregnation of zeolite granules with an aqueous solution of cerium nitrate Ce(NO 3 ) 3 ⋅6H 2 O with an excess of solution.
Водный раствор нитрата церия готовят следующим образом: 0,2026 г нитрата церия (в пересчете на CeO2 это количество составляет 0,4 масс. % от массы катализатора) растворяют в 35 мл дистиллированной воды. Массу периодически перемешивают при комнатной температуре и оставляют на 2 ч, после чего сливают отработанный раствор. Катализатор сушат при температуре 110°С в течение 2 ч и прокаливают в муфельной печи при температуре 550°С в течение 3 ч с целью удаления воды, разложения нитрата церия и формирования на поверхности катализатора стабильных оксидных фаз.An aqueous solution of cerium nitrate is prepared as follows: 0.2026 g of cerium nitrate (in terms of CeO 2 this amount is 0.4 wt.% of the mass of the catalyst) is dissolved in 35 ml of distilled water. The mass is periodically stirred at room temperature and left for 2 hours, after which the spent solution is drained. The catalyst is dried at 110°C for 2 h and calcined in a muffle furnace at 550°C for 3 h to remove water, decompose cerium nitrate, and form stable oxide phases on the catalyst surface.
В трансалкилатор (1) подается смесь рециклового бензола из ректификационой колонны (5) и потока ДИПБ из отделения ректификации через статический смеситель (14) в мольном отношении 6:1. Полученная смесь насосом (13) подается в подогреватель (2), где подогревается до температуры 230°С и затем в трансалкилатор (1). Процесс трансалкилирования проводят при давлении 3,0 МПа и объемной скорости по сырью 5 ч-1 (объемная скорость по ДИПБ составляет 1,3 ч-1). Свежий бензол поступает в адсорбер с глиной А-4М (3) и адсорбер с цеолитом NaX (4) для удаления каталитических ядов и затем в ректификационную колонну (5). В ректификационную колонну (5) также подается алкилат со стадии алкилирования бензола пропиленом (на чертеже не показано). Реакционный поток из трансалкилатора (1) далее направляется в ректификационную колонну (5). Куб ректификационной колонны (5) насосом (8) направляется на выделение ИПБ, ДИПБ и тяжелой фракции ПАБ (полиалкилбензольной смолы). Газы отдувки отводятся из сепаратора (6), флегма возвращается в колонну (5) насосом (7). Товарный ИПБ отводится сверху ректификационной колонны (9). Куб ректификационной колонны (9) насосом (10) направляется в ректификационную колонну (11) на выделение фракции ДИПБ. Фракция ДИПБ отводится сверху ректификационной колонны (11). ДИПБ смешивается с рецикловым бензолом и направляется в трансалкилатор (1). Снизу ректификационной колонны (11) насосом (12) отводится побочная фракция смолы (ПАБ).The transalkylator (1) is fed with a mixture of recycled benzene from the distillation column (5) and the DIPB stream from the distillation section through a static mixer (14) in a molar ratio of 6:1. The resulting mixture is pumped (13) to the heater (2), where it is heated to a temperature of 230°C and then to the transalkylator (1). The process of transalkylation is carried out at a pressure of 3.0 MPa and space velocity for raw materials 5 h -1 (space velocity DIPB is 1.3 h -1 ). Fresh benzene enters the A-4M clay adsorber (3) and NaX zeolite adsorber (4) to remove catalytic poisons and then to the distillation column (5). The distillation column (5) is also supplied with alkylate from the stage of alkylation of benzene with propylene (not shown in the drawing). The reaction stream from the transalkylator (1) is then sent to a distillation column (5). The cube of the distillation column (5) is sent by the pump (8) to the isolation of IPB, DIPB and the heavy fraction of PAB (polyalkylbenzene resin). The stripping gases are removed from the separator (6), the phlegm is returned to the column (5) by the pump (7). Commodity IPB is discharged from the top of the distillation column (9). The cube of the distillation column (9) is sent by the pump (10) to the distillation column (11) for separation of the DIPB fraction. The DIPB fraction is removed from the top of the distillation column (11). DIPB is mixed with recycled benzene and sent to the transalkylator (1). From the bottom of the distillation column (11) the side resin fraction (PAB) is discharged by the pump (12).
Конверсия ДИПБ достигает 56,2%, выход ИПБ составляет 51,0 масс. %, производительность 1,18 Г ИПБ/(1 гкат⋅ч).The conversion of DIPB reaches 56.2%, the yield of IPB is 51.0 wt. %, productivity 1.18 G IPB/(1 g cat ⋅h).
Пример 3Example 3
В трансалкилатор (1) загружают 200 см3 катализатора, содержащего, масс. %: 0,6 CeO2, 50 цеолит USY(11) и связующее γ-Al2O3 - остальное. Гранулы цеолита готовят, как в Примере 1.In the transalkylator (1) load 200 cm 3 of the catalyst containing, wt. %: 0.6 CeO 2 , 50 USY(11) zeolite and binder γ-Al 2 O 3 - the rest. Zeolite granules are prepared as in Example 1.
Внесение оксида церия (из расчета 0,6 масс. % CeO2 в готовом катализаторе) проводят методом влажной пропитки гранулированного прокаленного цеолита водным раствором нитрата церия Се(NO3)3⋅6H2O с избытком раствора.The introduction of cerium oxide (at the rate of 0.6 wt.% CeO 2 in the finished catalyst) is carried out by wet impregnation of granular calcined zeolite with an aqueous solution of cerium nitrate Ce(NO 3 ) 3 ⋅6H 2 O with an excess of solution.
Водный раствор нитрата церия готовят следующим образом: 0,3045 г нитрата церия (в пересчете на CeO2 это количество составляет 0,6 масс. % от массы катализатора) растворяют в 55 мл дистиллированной воды. Массу периодически перемешивают при комнатной температуре и оставляют на воздухе на 3 ч, после чего сливают отработанный раствор. Катализатор сушат при температуре 120°С в течение 3 ч и прокаливают в муфельной печи при температуре 550°С в течение 3 ч с целью удаления воды, разложения нитрата церия и формирования на поверхности катализатора стабильных оксидных фаз.An aqueous solution of cerium nitrate is prepared as follows: 0.3045 g of cerium nitrate (in terms of CeO 2 this amount is 0.6 wt.% of the mass of the catalyst) is dissolved in 55 ml of distilled water. The mass is periodically stirred at room temperature and left in air for 3 hours, after which the spent solution is drained. The catalyst is dried at 120°C for 3 h and calcined in a muffle furnace at 550°C for 3 h to remove water, decompose cerium nitrate, and form stable oxide phases on the catalyst surface.
Синтез проводят, как в Примере 2, за исключением того, что процесс трансалкилирования проводят при объемной скорости подачи сырья 1 ч-1 (объемная скорость по ДИПБ составляет 0,3 ч-1). Конверсия ДИПБ достигает 83,3%, выход ИПБ составляет 82,0 масс. %, производительность 0,5 г ИПБ/(1 гкат⋅ч).The synthesis is carried out as in Example 2, except that the transalkylation process is carried out at a feed space velocity of 1 h -1 (space velocity according to DIPB is 0.3 h -1 ). The conversion of DIPB reaches 83.3%, the yield of IPB is 82.0 wt. %, productivity 0.5 g IPB/(1 g cat ⋅h).
Пример 4Example 4
Гранулированный цеолит готовят, как в Примере 1.Granular zeolite is prepared as in Example 1.
Катализатор готовят, как в Примере 2.The catalyst is prepared as in Example 2.
В трансалкилатор (1) подается смесь рециклового бензола из ректификационой колонны (5) и потока ДИПБ из отделения ректификации через статический смеситель (14) в мольном отношении 4:1. Полученная смесь насосом (13) подается в подогреватель (2), где подогревается до температуры 230°С и затем в трансалкилатор (1). Процесс трансалкилирования проводят при давлении 3,0 МПа и объемной скорости по сырью 3 ч-1 (объемная скорость по ДИПБ составляет 1,0 ч-1). Свежий бензол поступает в адсорбер с глиной А-4М (3) и адсорбер с цеолитом NaX (4) для удаления каталитических ядов и затем в ректификационную колонну (5). В ректификационную колонну (5) также подается алкилат со стадии алкилирования бензола пропиленом (на чертеже не показано). Реакционный поток из трансалкилатора (1) далее направляется в ректификационную колонну (5). Куб ректификационной колонны (5) насосом (8) направляется на выделение ИПБ, ДИПБ и тяжелой фракции ПАБ (полиалкилбензольной смолы). Газы отдувки отводятся из сепаратора (6), флегма возвращается в колонну (5) насосом (7). Товарный ИПБ отводится сверху ректификационной колонны (9). Куб ректификационной колонны (9) насосом (10) направляется в ректификационную колонну (11) на выделение фракции ДИПБ. Фракция ДИПБ отводится сверху ректификационной колонны (11). ДИПБ смешивается с рецикловым бензолом и направляется в трансалкилатор (1). Снизу ректификационной колонны (11) насосом (12) отводится побочная фракция смолы (ПАБ).The transalkylator (1) is fed with a mixture of recycled benzene from the distillation column (5) and the DIPB stream from the distillation section through a static mixer (14) in a molar ratio of 4:1. The resulting mixture is pumped (13) to the heater (2), where it is heated to a temperature of 230°C and then to the transalkylator (1). The process of transalkylation is carried out at a pressure of 3.0 MPa and space velocity for raw materials 3 h -1 (space velocity DIPB is 1.0 h -1 ). Fresh benzene enters the A-4M clay adsorber (3) and NaX zeolite adsorber (4) to remove catalytic poisons and then to the distillation column (5). The distillation column (5) is also supplied with alkylate from the stage of alkylation of benzene with propylene (not shown in the drawing). The reaction stream from the transalkylator (1) is then sent to a distillation column (5). The cube of the distillation column (5) is sent by the pump (8) to the isolation of IPB, DIPB and the heavy fraction of PAB (polyalkylbenzene resin). The stripping gases are removed from the separator (6), the phlegm is returned to the column (5) by the pump (7). Commodity IPB is discharged from the top of the distillation column (9). The cube of the distillation column (9) is sent by the pump (10) to the distillation column (11) for separation of the DIPB fraction. The DIPB fraction is removed from the top of the distillation column (11). DIPB is mixed with recycled benzene and sent to the transalkylator (1). From the bottom of the distillation column (11) the side resin fraction (PAB) is discharged by the pump (12).
Конверсия ДИПБ достигает 62,5%, выход ИПБ составляет 55,6 масс. %, производительность 1,1 г ИПБ/(1 гкат⋅ч).The conversion of DIPB reaches 62.5%, the yield of IPB is 55.6 wt. %, performance 1.1 g IPB/(1 g cat ⋅h).
Пример 5Example 5
Гранулированный цеолит готовят, как в Примере 1.Granular zeolite is prepared as in Example 1.
Катализатор готовят, как в Примере 1.The catalyst is prepared as in Example 1.
Синтез, как в Примере 4, за исключением того, что процесс трансалкилирования проводят при давлении 2,0 МПа.Synthesis as in Example 4, except that the transalkylation process is carried out at a pressure of 2.0 MPa.
Конверсия ДИПБ достигает 61,2%, выход ИПБ составляет 54,2 масс. %, производительность 1,0 Г ИПБ/(1 гкат⋅ч).The conversion of DIPB reaches 61.2%, the yield of IPB is 54.2 wt. %, productivity 1.0 G IPB/(1 g cat ⋅h).
Пример 6Example 6
Гранулированный цеолит готовят, как в Примере 1.Granular zeolite is prepared as in Example 1.
Катализатор готовят, как в Примере 3.The catalyst is prepared as in Example 3.
В трансалкилатор (1) подается смесь рециклового бензола из ректификационой колонны (5) и потока ДИПБ из отделения ректификации через статический смеситель (14) в мольном отношении 5:1. Полученная смесь насосом (13) подается в подогреватель (2), где подогревается до температуры 210°С и затем в трансалкилатор (1). Процесс трансалкилирования проводят при давлении 2,5 МПа и объемной скорости по сырью 2 ч-1 (объемная скорость по ДИПБ составляет 0,6 ч-1). Свежий бензол поступает в адсорбер с глиной А-4М (3) и адсорбер с цеолитом NaX (4) для удаления каталитических ядов и затем в ректификационную колонну (5). В ректификационную колонну (5) также подается алкилат со стадии алкилирования бензола пропиленом (на чертеже не показано). Реакционный поток из трансалкилатора (1) далее направляется в ректификационную колонну (5). Куб ректификационной колонны (5) насосом (8) направляется на выделение ИПБ, ДИПБ и тяжелой фракции ПАБ (полиалкилбензольной смолы). Газы отдувки отводятся из сепаратора (6), флегма возвращается в колонну (5) насосом (7). Товарный ИПБ отводится сверху ректификационной колонны (9). Куб ректификационной колонны (9) насосом (10) направляется в ректификационную колонну (11) на выделение фракции ДИПБ. Фракция ДИПБ отводится сверху ректификационной колонны (11). ДИПБ смешивается с рецикловым бензолом и направляется в трансалкилатор (1). Снизу ректификационной колонны (11) насосом (12) отводится побочная фракция смолы (ПАБ).The transalkylator (1) is fed with a mixture of recycled benzene from the distillation column (5) and the DIPB stream from the distillation section through a static mixer (14) in a molar ratio of 5:1. The resulting mixture is pumped (13) to the heater (2), where it is heated to a temperature of 210°C and then to the transalkylator (1). The process of transalkylation is carried out at a pressure of 2.5 MPa and space velocity for raw materials 2 h -1 (space velocity DIPB is 0.6 h -1 ). Fresh benzene enters the A-4M clay adsorber (3) and NaX zeolite adsorber (4) to remove catalytic poisons and then to the distillation column (5). The distillation column (5) is also supplied with alkylate from the stage of alkylation of benzene with propylene (not shown in the drawing). The reaction stream from the transalkylator (1) is then sent to a distillation column (5). The cube of the distillation column (5) is sent by the pump (8) to the isolation of IPB, DIPB and the heavy fraction of PAB (polyalkylbenzene resin). The stripping gases are removed from the separator (6), the phlegm is returned to the column (5) by the pump (7). Commodity IPB is discharged from the top of the distillation column (9). The cube of the distillation column (9) is sent by the pump (10) to the distillation column (11) for separation of the DIPB fraction. The DIPB fraction is removed from the top of the distillation column (11). DIPB is mixed with recycled benzene and sent to the transalkylator (1). From the bottom of the distillation column (11) the side resin fraction (PAB) is discharged by the pump (12).
Конверсия ДИПБ достигает 64,5%, выход ИПБ составляет 56,3 масс. %, производительность 1,2 г ИПБ/(1 гкат⋅ч).The conversion of DIPB reaches 64.5%, the yield of IPB is 56.3 wt. %, performance 1.2 g IPB/(1 g cat ⋅h).
Пример 7 (по прототипу)Example 7 (by prototype)
Каталитический тест проводят в реакции трансалкилирования бензола полиэтилбензолами. В корзину реактора объемом 250 см3, используемого для проведения реакции трансалкилирования полиэтилбензолов с бензолом, загружается катализатор состава 50% USY (11)+50%γ-Al2O3, который имеет экстра-цеолитную пористость выше или равную 0,7 см3/г для части пор, у которых по меньшей мере 30% имеют диаметр более 100 нанометров. Для приготовления катализатора используется цеолит Y (CBV 712, Zeolyst, порошок) и псевдобемит Versal V250 (Laroche, порошок).The catalytic test is carried out in the reaction of transalkylation of benzene with polyethylbenzenes. A 50% USY (11) + 50% γ-Al 2 O 3 catalyst with an extra-zeolite porosity greater than or equal to 0.7 cm 3 is loaded into the basket of the reactor with a volume of 250 cm 3 used to carry out the reaction of transalkylation of polyethylbenzenes with benzene. /g for part of the pores, in which at least 30% have a diameter of more than 100 nanometers. The catalyst is prepared using zeolite Y (CBV 712, Zeolyst, powder) and pseudoboehmite Versal V250 (Laroche, powder).
Реактор снабжен лопастным импеллером, вращаемым магнитным шарниром. Реактор оборудован системой регулирования температуры и давления.The reactor is equipped with a bladed impeller rotated by a magnetic hinge. The reactor is equipped with a temperature and pressure control system.
Исходная смесь, содержащая бензол и полиэтилбензолы, перед входом в реактор проходит через колонку с оксидом алюминия для осушки до уровня ниже 50 ppmw (м.м.д.) воды и непрерывно подается в реактор. Испытание проводят при следующих условиях: температура реакции 210°С, давление реакции 50 бар, массовая скорость подачи сырья (WHSV)=4 ч-1, молярное соотношение бензол/ПЭБ = 20. Выходящий из реактора поток собирают в емкость и анализируют с помощью газовой хроматографии на приборе HP 5890 Series 2, оборудованном капиллярной колонкой с неподвижной фазой Carbovax 20М и детектором пламенно-ионизационного типа (FID).The initial mixture containing benzene and polyethylbenzenes, before entering the reactor, passes through a column of aluminum oxide to dry to a level below 50 ppmw (ppm) of water and is continuously fed into the reactor. The test is carried out under the following conditions: reaction temperature 210° C., reaction pressure 50 bar, mass feed rate (WHSV)=4 h -1 , benzene/PEB molar ratio=20. chromatography on an HP 5890 Series 2 instrument equipped with a Carbovax 20M stationary phase capillary column and a flame ionization detector (FID).
Результаты проведенных экспериментов в соответствии с примерами 1-7, приведены в таблице.The results of the experiments in accordance with examples 1-7 are shown in the table.
Как видно из таблицы, проведение процесса трансалкилирования диизопропилбензолов с бензолом при мольном отношении бензол/ДИПБ от 2:1 до 6:1, температуре от 190°С до 230°С, объемной скорости по смеси от 1 до 5 ч-1 (объемной скорости по ДИПБ от 0,3 до 1,3 ч-1) в присутствии гетерогенного катализатора, содержащего оксид церия, цеолит USY в NH3-форме с мольным отношением SiO2/Al2O3=11 со связующим γ-Al2O3, представляющим собой смесь 15 масс. % гидроксида алюминия марки Pural SB и 35 масс. % гидроксида алюминия марки Disperal HP 14, ректификации для отделения бензола, изопропилбензола, ДИПБ и тяжелых ПАБ, позволяет получать целевой продукт - изопропилбензол с высокими значениями конверсии ДИПБ (до 83,3%), выхода изопропилбензола (до 82 масс. %) и производительности (до 1,3 г ИПБ/(гкат⋅ч)).As can be seen from the table, the process of transalkylation of diisopropylbenzenes with benzene at a molar ratio of benzene / DIPB from 2:1 to 6:1, a temperature from 190°C to 230°C, a space velocity in the mixture from 1 to 5 h -1 (space velocity according to DIPB from 0.3 to 1.3 h -1 ) in the presence of a heterogeneous catalyst containing cerium oxide, USY zeolite in NH 3 form with a molar ratio of SiO 2 /Al 2 O 3 =11 with a binder γ-Al 2 O 3 , which is a mixture of 15 wt. % aluminum hydroxide brand Pural SB and 35 wt. % aluminum hydroxide
Полученный по данному способу изопропилбензол используется в качестве сырья для производства фенола, ацетона и α-метилстирола. г ИПБ/(гкат⋅ч)The isopropylbenzene obtained by this method is used as a raw material for the production of phenol, acetone and α-methylstyrene. g IPB/(g cat ⋅h)
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2779556C1 true RU2779556C1 (en) | 2022-09-09 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006107452A1 (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-12 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | A process of using a high activity catalyst for the transalkylation of aromatics |
| RU2351393C2 (en) * | 2002-12-20 | 2009-04-10 | Полимери Эуропа С.П.А. | Catalyst composition and method of aromatic hydrocarbon transalkylation |
| RU2011131506A (en) * | 2011-07-28 | 2013-02-10 | Учреждение Российской Академии Наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимического Синтеза Им. А.В. Топчиева Ран (Инхс Ран) | CATALYST, METHOD FOR ITS PREPARATION AND METHOD FOR TRANSALKILING BENZENE WITH DIETHYLBENZENES WITH ITS USE |
| RU2491268C2 (en) * | 2008-06-26 | 2013-08-27 | Юоп Ллк | Transalkylation method |
| RU2583792C2 (en) * | 2011-09-14 | 2016-05-10 | Юоп Ллк | Method for transalkylation of aromatic hydrocarbons |
| WO2018140149A1 (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Transalkylation process and catalyst composition used therein |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2351393C2 (en) * | 2002-12-20 | 2009-04-10 | Полимери Эуропа С.П.А. | Catalyst composition and method of aromatic hydrocarbon transalkylation |
| WO2006107452A1 (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-12 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | A process of using a high activity catalyst for the transalkylation of aromatics |
| RU2491268C2 (en) * | 2008-06-26 | 2013-08-27 | Юоп Ллк | Transalkylation method |
| RU2011131506A (en) * | 2011-07-28 | 2013-02-10 | Учреждение Российской Академии Наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимического Синтеза Им. А.В. Топчиева Ран (Инхс Ран) | CATALYST, METHOD FOR ITS PREPARATION AND METHOD FOR TRANSALKILING BENZENE WITH DIETHYLBENZENES WITH ITS USE |
| RU2583792C2 (en) * | 2011-09-14 | 2016-05-10 | Юоп Ллк | Method for transalkylation of aromatic hydrocarbons |
| WO2018140149A1 (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Transalkylation process and catalyst composition used therein |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101510086B1 (en) | Catalysts useful for the alkylation of aromatic hydrocarbons | |
| JP4554201B2 (en) | How to make cumene | |
| AU609516B2 (en) | Alkylation/transalkylation process for selective production of monoalkylated aromatics | |
| JP6021905B2 (en) | Process for alkylation of aromatic hydrocarbons using C1-C8 alcohols | |
| KR101443476B1 (en) | Transalkylation of heavy aromatic hydrocarbon feedstocks | |
| US7420098B2 (en) | Dual zone aromatic alkylation process | |
| US7652181B1 (en) | Alkylation reactor design with effluent recycle and impure benzene regeneration | |
| JP2004534845A5 (en) | ||
| KR980700945A (en) | Continuous process for preparing ethylbenzene using liquid phase alkylation and vapor phase transalkylation | |
| JP2002515030A (en) | Method and apparatus for alkylating aromatic compounds | |
| KR101762488B1 (en) | Process for transalkylating aromatic hydrocarbons | |
| EP0594708A1 (en) | Hydrated alkylation catalyst and processes for its use | |
| RU2603193C2 (en) | Method of alkylating aromatic hydrocarbons with olefins | |
| Perego et al. | Advances in aromatics processing using zeolite catalysts | |
| RU2779556C1 (en) | Method for producing isopropylbenzene by transalkylation of diisopropylbenzenes with benzene | |
| KR20190002657A (en) | Process for preparing mono-alkylated aromatic compounds | |
| RU2668218C1 (en) | Catalyst and method for alkylation of biphenyl with olefins c2-c6 | |
| US20160090338A1 (en) | Methods for producing alkylaromatics | |
| RU2763741C2 (en) | Catalytic compositions and their application in methods for alkylating aromatic compounds | |
| RU2770585C1 (en) | Method for obtaining isopropylbenzene by alkylation of benzene with propylene | |
| RU2818090C2 (en) | Method of treating polyalkyl aromatic hydrocarbons | |
| Knifton | Improved Solid-Acid Catalysis for Sustainable, High 2-Phenyl, LAB Production |