SU910562A1

SU910562A1 - Process for producing isopropylbenzene

Info

Publication number: SU910562A1
Application number: SU802944925A
Authority: SU
Inventors: Клавдия Васильевна Топчиева; Инна Александровна Зенькович
Priority date: 1980-04-28
Filing date: 1980-04-28
Publication date: 1982-03-07

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРОПИЛБЕНЗОЛА(54) METHOD FOR PRODUCING ISOPROPYLBENZENE

1one

Изобретение относитс к области нефтехимии, а именно к получению важного промышленного сырь - изо- пропилбензола алкилированием бензола пропиленом.The invention relates to the field of petrochemistry, namely to the production of an important industrial raw material, isopropyl benzene, by alkylation of benzene with propylene.

Известен способ получени изопропилбензрла алкилированием бензола пропиленом в присутствии декатиони- рованного цеолита типа Y с отйошением . двуокиси кремни к окиси алюмини 4,0-4,9 р. IA known method for producing isopropylbenzral is by alkylation of benzene with propylene in the presence of a decationized type Y zeolite. silica to alumina 4.0-4.9 p. I

Процесс провод т в жидкой фазе в полупроточном реакторе с перемешиванием при атмосферном давлении и выше, температурах от комнатной до 315°С, отношении олефин:катализатор (вес. ч) от 0,5 до 6, отношени х ароматический углеводород: олефин 1:1-15:1. На катализаторе с отношением двуокиси кремни к окиси алюмини 4,5 и остаточным содержанием окиси натри 3,04% на третьем часу проведени процег.са получают катализатор, содержащий 31,1 мол. % The process is carried out in the liquid phase in a semi-flowing reactor with stirring at atmospheric pressure and above, temperatures from room temperature to 315 ° C, an olefin: catalyst ratio (w / h) from 0.5 to 6, an aromatic hydrocarbon: olefin ratio 1: 1 -15: 1. A catalyst with a silica-to-alumina ratio of 4.5 and a residual sodium oxide content of 3.04% at the third hour of the process, yielded a catalyst containing 31.1 mol. %

изопропилбензола, 10% более т желых алкилпродуктов.isopropyl benzene, 10% more heavy alkyl products.

Недостатком этого способа вл етс .то, что процесс, ведетс в полупроточном реакторе с малой производительностью и выходом изопропилбензола . Селективность процесса низка , образуетс большое количество т желых алкил-продуктов. Катализатор нестабилен .The disadvantage of this method is that the process is carried out in a semi-flowing reactor with low productivity and yield of isopropyl benzene. The selectivity of the process is low, a large number of heavy alkyl products are formed. The catalyst is unstable.

10ten

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ получени изопрЬпилбензола путем алкилировани бензола пропиленом при повы15 шенных температуре и давлении в присутствии катализатора - деалюминированного цеолита типа Y 12}.Согласно данному способу цеолит содержит катион Са , Н, РЗЭ со степенью The closest to the technical essence and the achieved result is the method of producing isopropylbenzene by alkylation of benzene with propylene at elevated temperatures and pressures in the presence of a catalyst - dealuminated zeolite of the type Y 12}. According to this method, the zeolite contains the cation Ca, H, REE with degree

20 обмена натри на соответствующий катион 17%, 7% и 46% и соотношением двуокиси кремни к окиси алю-гмйни 3,6. В процессе алкилировани 20 exchange of sodium for the corresponding cation 17%, 7% and 46% and the ratio of silica to aluminum oxide 3.6. In the alkylation process

. . 39. . 39

ензола пропиленом в проточном реакторе при 30 &тм.,.соотношении бенйол:пропилен 3:1,275 С и объемно скорости подачи беизола 3 , выход изопропилбензола составл ет 65-70%, обща конверси пропилена 85-95%, производительность по изопропилбензолу 0,7-0,85 г/час с 1 см катализато1за. Недостатком этого способа получени изопролпилбензЬла вл етс низка объёмна скорость подачи бензола, низка производительнрсть и высока температура процесса .benzene: propylene 3: 1.275 ° C and beisol 3 flow rates, isopropylbenzene yield is 65-70%, total propylene conversion is 85-95%, isopropylbenzene production is 0, 7-0.85 g / h with 1 cm catalysate. The disadvantage of this method of producing isoprolpylbenzene is the low volumetric flow rate of benzene, the low productivity and the high process temperature.

Целью насто щего изобретени вл етс повьшение производительности процесса.The purpose of the present invention is to increase the productivity of the process.

Поставленна цель достигаетс способом получени изопропилбензола путем алкилирогани бензола пропиленом при повьпиенном давлении и температуре 150-250 с, объемной скорости подачи бензола -7-30 ч с использованием в качестве катализатора деалюминированного цеолита типа Y с мол рным соотношением двуокиси кремни к окиси алюмини 7-8.This goal is achieved by the method of producing isopropyl benzene by alkylating benzene with propylene at a pressure of 150–250 s and a flow rate of benzene of 7–30 h using a dealuminated type-Y zeolite with a molar ratio of silica to alumina as a catalyst. .

Отличительными признаками вл ютс использование деалюминированного цеолита типа Y с мол рным соотношением двуокиси кремни к окиси алюмини 7-8 и проведение процессаDistinctive features are the use of dealuminated type Y zeolite with a molar ratio of silica to alumina 7-8 and carrying out the process

0562405624

при температуре 150-250 С и объемной скорости подачи бензола 7-30 ч.at a temperature of 150-250 C and a flow rate of benzene 7-30 hours

Технологи данного способа заключаетс в следующем.The technology of this method is as follows.

5 Ионы кальци ввод тс в используемый катализатор дл стабилизации кристаллической структуры. Степень замещени 30% дл ионов кальци вл етс пороговой степенью обмена . Кальций, введенный до 30% степени замещени , занимает в кристалли:Ческой решетке цеолита типа Y места S-J. и не вли ет на каталитическую активность цеолита .ЗД. Во всех примеpax алкилйрование бензола пропиленом проводитс на цеолите типа Y,5 Calcium ions are introduced into the catalyst used to stabilize the crystal structure. A degree of substitution of 30% for calcium ions is a threshold degree of exchange. Calcium, introduced up to 30% of the degree of substitution, occupies in the crystalline: Chesky lattice of Y-type zeolite S-J. and does not affect the catalytic activity of the zeolite. In all examples benzyene alkylation is carried out with a Y-type zeolite,

В данном способе в працессе алкилировани бензола пропиленом достигают высокой объемной скорости подачиIn this method, in the benzene-alkylation process, propylene reaches a high flow rate

бензола /7-30 час у и высокой производительности по изопропилену /2,33 г/час с см каталазитора /ПО( сравнению с прототипом/. В прототипе объемна скорость подачи бензола 3 час , производительность по изопропилбензолу 0,7-0,85 г/час с 1 см.benzene / 7-30 h at and high productivity of isopropylene / 2.33 g / hour with cm catalazitor / software (compared to prototype). In the prototype, the volumetric feed rate of benzene is 3 hours, the productivity of isopropyl benzene is 0.7-0.85 g / hour from 1 cm.

Предлагаемый способ получени изопропилбензола позвол ет понизить температуру проведени процесса до 150 G по сравнению с 275 С в случае прототипа. Сравнительные данные приведены в таблице.The proposed method for the preparation of isopropylbenzene makes it possible to lower the process temperature to 150 G, compared with 275 ° C in the case of the prototype. Comparative data is given in the table.

Р примерах приводитс обща степень превращени пропилена, котора вл етс также конверсией пропилена в алкилпродзпсты, так как конверси пропилена в кокс составл ет величины менее 1%, Обща степень превращени пропилена в мол рных % рассчитывалась как. процентное отношение количества молей пропилена, превратившегос в алкилпродукты в час, к количеству молей пропилена, прошедшему за час через реактор. В примерах также приводитс выходизопропилбензола в мол рных %, который рассчитьшалс как отношение количества молей изопропилбензола, образовавшегос в час, к количеству MoneiJ изопропилбензола, образующемус в час при термодинамическом ра новесии. Расчеты конверсии исходного сырь проведены по отношению-к пропилену, а не к бензолу, так как бензол беретс в 3-7-кратном избытке по отношению к пропилену. П р и м.е р 1. Алкилирование бен зола пропиленом провод т в проточном реакторе при 30 атм., , мо л рном отношении бензола к пропилену 7:1, объемной скорости подачи бензола 30 . В реактор загружают 15 см кальций-декатионированного деалюминированного цеолита с мол рным отношением двуокиси кремни к окиси алюмини 7,2. Катализатор получают деалюминиро ванием натриевой формы цеолита типа Y с мол рным отношением двуоки си кремни к окиси алюмини 4,8 по методу ПЗ и последующей обработкой цеолита смес ми- хлоридов кальци и аммони . Цеолит имеет степень обмена натри на кальций 30% и сте-, пень декатионировани 46%. Длительность опыта 5 ч. Получающийс алки лат содержит в вес. %: изопропилбензола 10,.диизопропилбензолов 2,3 триизопропилбензолов. 0,2. Обща сте пень превращени пропилена 63 мол,% выход изопропилбензола 46%, производительность катализатора в г/час с 1 см катализатора - 2,33. В тех же услови х на недеалюмини рованном исходном цеолите того же катионного состава, что и деалюминированный образец, но имеющем отношение двуокиси кремни к окиси алюмини 4,8, получают алкилат, содержащий в вес. % : изопропилбензо- ла 4,5, диизопропилбензолов 0,5. Обща степень превращени пропилена 24 мол. %, выход изопропилбензола 20,5%, производительность 1,08 г/ 1 -ч . с 1 см .1 П р и м е р 2 . Алкилирование бе зола пропиленом провод т на катализаторе примера 1, и при услови х примера 1. Измен ют температуру опы та до . Получающийс алкилат содержит в вес. %: изопропилбензола 2,7, диизопропилбензолов 0,3. Обща степень превращени пропилена 14,1 мол. %, вьпсод изопропилбензо|Ла - 12,3%, производительность 0 ,54 г/ч с 1 см.- 26 П р и м е р 3, Алкилирование.бензола пропиленом провод т в присутствии цеолита с мол рным соотношением двуокиси кремни к окиси алюмини 8 с тем же катионным составам , что и в примере 1. Услови такие же как в примере 1. Измен ют температуру опыта до . Получающийс алкилат содержит в вес. %:, изопропилбензола 6,9, диизопропилбензолов 1,2. Обща степень превращени пропилена 54 мол. %, выход изопропилбензола 31,%, производительность 1,6 г/ч с 1 см . Пример 4. Алкилирование бензола пропиленом провод т в присутствии цеолита с мол рным соотношением двуокиси кремни к окиси алюмини 7 и с тем же катионным составом, что и в примере 1. Услови те же, что и в примере 1 за исключением объемной скорости подачи бензола, которую измен ют до 51,1 ч. Получают алкилат., содержаний в вес. %: изопропилбензола 10,1, диизопропилбензолов 2,3, триизопропиобензолов 0,3. Обща степень превращени пропилена 64 мол. %, выход изопропилбензола 46,0%, производительность 1 ,35 г/ч с 1 см. П р и м е р 5. Алкилирование бензола пропиленом провод т по методике примера .1 на катализаторе примера 1. При 30 атм. 150°С, соотношении бензол:пропилен 7:1 и объешюй скорости подачи бензола 7,0 ч , по чают алкилат, содержащий в вес. /5: изопропилбензола 15,1, диизопропилбензолов 3,0, триизопропилбензолов 0,3. Обща степень превращени пропилена 92 мол. %j выход изопропилбензола 69%, производительность 0,95 г/ч с см Л П р и м е р 6. Катализатор и услоВИЯ проведени процесса те же, что и в примере 5. Измен ют соотношение бензол:пропилен до 3:1. Получают алкилат,- содержащий в вес. %: изопропилбензола 9,6,. диизопропилбензолов 1,8, триизопропилбензолов 0,3. Обща степень превращени пропилена 26 мол. %, выход изопропилбензола 19%, производительность 0,61 г/ч с 1 см.. Из приведенных примеров видно, что в предлагаемом способе получени изопропилбензола в процессе алкилировани бензола пропиленом дос7 - 91 тигают высокой объемной скорости подачи бензола и высокой производительности по изопропилбензолу. Предлагаемый способ получени .изопропйлбензола позвол ет понизить температуру проведени процесса до 130 С и следЬвательно снизить расходы энергии при проведении процесса. In the examples, the total conversion of propylene, which is also the conversion of propylene to alkyl prods, is given, since the conversion of propylene to coke is less than 1%. The total conversion of propylene in molar% is calculated as. the percentage of the number of moles of propylene converted into alkyl products per hour, to the number of moles of propylene passed through the reactor in an hour. In the examples, the yield of isopropyl benzene is also given in molar%, which was calculated as the ratio of the number of moles of isopropyl benzene formed per hour to the amount of MoneiJ isopropyl benzene formed per hour during thermodynamic development. Calculations of the feedstock conversion are carried out with respect to propylene, and not benzene, since benzene is taken in 3-7 fold excess with respect to propylene. Example 1: The alkylation of benzene with propylene is carried out in a flow reactor at 30 atm., The molar ratio of benzene to propylene is 7: 1, the volumetric flow rate of benzene is 30. A 15 cm calcium decationated dealuminated zeolite with a silica-to-alumina molar ratio of 7.2 was loaded into the reactor. The catalyst is obtained by dealuminating a sodium form of a Y-type zeolite with a molar ratio of silicon dioxide to aluminum oxide 4.8 according to the PZ method and subsequent treatment of the zeolite with a mixture of calcium chloride and ammonium. Zeolite has a degree of sodium exchange for calcium of 30% and a decaturation rate of 46%. Duration of experience 5 hours. The resulting alky lat contains in weight. %: isopropyl benzene 10,. diisopropyl benzenes 2,3 triisopropyl benzenes. 0.2. The total degree of conversion of propylene is 63 mol,% isopropylbenzene yield 46%, the catalyst productivity in g / hour with 1 cm of catalyst is 2.33. Under the same conditions, an unaluminated initial zeolite of the same cationic composition as the dealuminated sample, but having a silica to alumina ratio of 4.8, gives an alkylate containing in weight. %: isopropyl benzene 4.5, diisopropyl benzenes 0.5. The overall conversion of propylene is 24 mol. %, the output of isopropylbenzene to 20.5%, performance 1.08 g / 1 -h. with 1 cm. 1 PRI me R 2. The alkylation of benzene with propylene is carried out on the catalyst of Example 1, and under the conditions of Example 1. The temperature of the experiment is changed to. The resulting alkylate contains by weight. %: isopropylbenzene 2.7, diisopropylbenzenes 0.3. The total conversion of propylene is 14.1 mol. %, isopropylbenzo | La extrude - 12.3%, productivity, 54 g / hr with 1 cm. - 26 EXAMPLE 3, Alkylation of benzene with propylene is carried out in the presence of zeolite with a silica-to-oxide molar ratio aluminum 8 with the same cationic compositions as in example 1. The conditions are the same as in example 1. The temperature of the experiment is changed to. The resulting alkylate contains by weight. %:, isopropylbenzene 6.9, diisopropylbenzenes 1.2. The overall conversion of propylene is 54 mol. %, the output of isopropylbenzene 31,%, performance 1.6 g / h with 1 cm Example 4. Alkylation of benzene with propylene is carried out in the presence of a zeolite with a molar ratio of silica to alumina 7 and with the same cationic composition as in Example 1. The conditions are the same as in Example 1 except for the bulk flow rate of benzene, which is altered to 51.1 h. Alkylate is obtained., contents by weight. %: isopropylbenzene 10.1, diisopropylbenzenes 2.3, triisopropiobenzenes 0.3. The overall degree of conversion of propylene is 64 mol. %, isopropylbenzene yield 46.0%, productivity 1, 35 g / h from 1 cm. EXAMPLE 5 Alkylation of benzene with propylene was carried out as described in Example 1 on the catalyst of Example 1. At 30 atm. 150 ° C, a ratio of benzene: propylene of 7: 1 and a total feed rate of benzene of 7.0 hours, an alkylate containing in weight. / 5: isopropylbenzene 15.1, diisopropylbenzenes 3.0, triisopropylbenzenes 0.3. The total degree of conversion of propylene is 92 mol. % j isopropyl benzene yield 69%, productivity 0.95 g / h with cm L L Example 6. The catalyst and process conditions are the same as in Example 5. The benzene: propylene ratio is changed to 3: 1. Get alkylate, - containing in weight. %: isopropyl benzene 9,6 ,. diisopropyl benzenes 1.8, triisopropyl benzenes 0.3. The overall degree of conversion of propylene is 26 mol. %, isopropyl benzene yield 19%, productivity 0.61 g / h from 1 cm. From the examples given it is clear that in the proposed method for the production of isopropyl benzene in the process of benzene alkylation with propylene up to 7 - 91, a high flow rate of benzene and high isopropyl benzene production flow. The proposed method of producing isopropylbenzene makes it possible to lower the temperature of the process to 130 ° C and to consequently reduce the energy consumption during the process.

Claims

1. US Patent No. 3631120, cl. 260-671, publ. 1971.

2. USSR author's certificate number 374267, cl. C 07 C 15/02, 1973 (prototype). .

3. Topchieva KV Ho Chi Thoang Activity and physicochemical properties of high-silica zeolites and zeolite catalysts, Moscow State University Publishing House, 1976.