WO2021091433A1 - Способ и система алкилирования ароматических углеводородов олефинами - Google Patents

Способ и система алкилирования ароматических углеводородов олефинами Download PDF

Info

Publication number
WO2021091433A1
WO2021091433A1 PCT/RU2020/050356 RU2020050356W WO2021091433A1 WO 2021091433 A1 WO2021091433 A1 WO 2021091433A1 RU 2020050356 W RU2020050356 W RU 2020050356W WO 2021091433 A1 WO2021091433 A1 WO 2021091433A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reaction
column
zone
aromatic hydrocarbons
distillation
Prior art date
Application number
PCT/RU2020/050356
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Сергей Юрьевич ДЕВЯТКОВ
Михаил Андреевич СУПРУНОВ
Андрей Александрович КАРМАНОВСКИЙ
Дмитрий Николаевич ШАЛУПКИН
Дарья Алексеевна ГОЛОДНОВА
Original Assignee
Сергей Юрьевич ДЕВЯТКОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Юрьевич ДЕВЯТКОВ filed Critical Сергей Юрьевич ДЕВЯТКОВ
Publication of WO2021091433A1 publication Critical patent/WO2021091433A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves

Definitions

  • the invention relates to the field of the petrochemical industry.
  • Olefins ethylene, propylene, butenes and higher
  • olefins undergo a C-alkylation reaction.
  • the alkylation process is carried out in reactors with a fixed catalyst bed, the reaction is exothermic and intermediate cooling of the reaction mixture is required. Shelf-type reactors and an increased molar ratio of aromatic hydrocarbons to olefin are used to minimize side reactions.
  • the product mixture at the outlet from the reactor enters the unit for the separation of unreacted substances, where unreacted aromatic hydrocarbons are released in the first in the course of the distillation column and are sent to the inlet to the main reactor, and in the second column, by-products are separated from the target ones, while the by-products are polyalkylated aromatic hydrocarbons are sent to the transalkylation reactor to increase the yield of target substances.
  • reaction-distillation system for carrying out the process of alkylation of aromatic hydrocarbons, consisting of a reaction-distillation column, a) having at least one feed point for supplying aromatic hydrocarbons and an alkylating agent together,
  • the catalyst located within the reaction zones is an acidic heterogeneous catalyst, including, but not limited to, zeolite systems, metal oxide systems, solidified acids, etc.
  • the reactions are carried out in at least two alkylation and / or transalkylation reaction zones outside the column apparatus, and the product mixture is returned to the column apparatus.
  • At least one column feed stream containing aromatic hydrocarbons and an alkylating agent is fed to the feed zone at the bottom of the reaction zone.
  • the temperature of the feed stream corresponds to the boiling point of the composition at the corresponding point in the distillation column.
  • aromatic hydrocarbons and an alkylating agent are mixed directly in the reaction zone at the entrance to this zone. In another embodiment, aromatic hydrocarbons and an alkylating agent are mixed outside the reaction zone and fed therein as a single stream.
  • the column feed stream may include or a portion of the reaction zone effluent.
  • the distillation reaction system may have two reaction zones for carrying out alkylation and transalkylation reactions, respectively.
  • the alkylation reaction is carried out in the upper reaction zone
  • the transalkylation reaction is carried out in the lower reaction zone.
  • a stream containing predominantly monoalkylated product is withdrawn from the reaction-distillation system by side withdrawal, and a stream containing predominantly polyalkylated product is withdrawn by the bottoms stream.
  • the reaction-distillation column contains an alkylation zone and a transalkylation zone, while between the reaction zones there is a side withdrawal, withdrawing a predominantly monoalkylated product, under the lower reaction zone, a withdrawal containing predominantly polyalkylated product, represented preferably by dialkylated aromatic hydrocarbons, is located.
  • a polyalkylated product preferably represented by tri- or more alkylated aromatic hydrocarbons, leaves with the bottom product.
  • the side-withdrawn fraction containing the dialkylated product is returned to the inlet to the transalkylation reaction zone, which is also fed with the original aromatics with the recycle aromatics stream of the column and / or an external stream of fresh aromatics.
  • At least one distillation section of the column may comprise a vertical dividing baffle, wherein the reactants and the initial substances enter the column from one side of the baffle, and the products are removed from the opposite side of the baffle and / or above the baffle and / or under the baffle.
  • the reactive distillation column with at least two reaction zones may be a split column apparatus.
  • the present invention also relates to a method for using the described reaction-distillation system and consists in: a. The supply of aromatic hydrocarbons to the reaction zones together with an alkylating and / or transalkylating agent;
  • B the implementation of at least one selection of a product from the column, representing a predominantly mono - and / or polyalkylated reaction product
  • c Recycle of unreacted aromatic hydrocarbons from the upper distillation section of the column to the upper tray of the column and / or inlet to at least one reaction zone; and maintaining process parameters in the following ranges: a.
  • the pressure in the reactive distillation system is in the range of 1 to 40 bar abs., And preferably 10 to 25 bar abs.;
  • the molar ratio of aromatic hydrocarbons in the feed to the alkylating and / or transalkylating agent in the reaction zones is from 30: 1 to 2: 1, preferably from 10: 1 to 2: 1.
  • reactive distillation process is used to describe the combined process of carrying out catalytic reactions and distillation in a column apparatus. To describe the process, it is also possible to use the term “reactive distillation”, “catalytic distillation” and any other term describing the combination of the process of carrying out catalytic reactions and distillation in a column apparatus.
  • Reaction-distillation process combining catalytic reactors and distillation zones in a single column apparatus, i.e. ensuring the joint conduct of a chemical reaction with the separation of the reaction mixture in the same apparatus, has advantages in kinetic, thermodynamic and economic aspects.
  • the raw material for the current invention are aromatic hydrocarbons, mainly individual, or a mixture thereof, represented, for example, by benzene, naphthalene, biphenyl, as well as their homologues.
  • the alkylating agent of the present invention are the individual Cg + mono-olefins, in preferred embodiments ethylene or propylene.
  • the alkylation reaction proceeds according to the following scheme (for example, benzene and ethylene):
  • the polyalkylated product is a by-product and not economically significant.
  • the formation of a polyalkylated product is inevitable and control over the side reaction is provided kinetically (a decrease in the reaction stream of a monoalkylated product capable of a pre-alkylation reaction, a decrease in the concentration of an alkylating agent, the choice of optimal technological parameters, etc.).
  • the most effective way to carry out kinetic control over the formation of by-products may be to carry out the process in a reaction-distillation apparatus.
  • the reaction-distillation column has at least an alkylation or transalkylation reaction zone, one feed point through which aromatic hydrocarbons and an alkylating agent enter the column, the overhead product of the column is returned to the upper tray in the form of reflux and / or to the inlet to at least at least one reaction zone, the column has at least one point for taking off the alkylated product, may have one point for stripping off light gases, which are unreacted alkylating agent and / or impurities in the form of light gases in the composition of the alkylating agent.
  • the advantages of this system in the process of alkylation of aromatic hydrocarbons are achieved by supplying a mixture of aromatic hydrocarbons and an alkylating agent to the lower part of the reaction zone, organizing the movement of the reaction mixture in an upward co-directional flow through this reaction zone, excluding the ingress of reagents into the reaction zone with the internal flows of the column.
  • the described approach makes it possible to reduce the formation of reaction by-products by reducing the contact of the alkylating agent with the alkylated reaction products.
  • embodiments of the invention are not limited to the number of reaction zones within the apparatus and may comprise at least one reaction zone associated with a reaction distillation system.
  • the reaction zones can be located both inside the apparatus and have an external design.
  • the products of the alkylation and / or transalkylation reactions from all reaction zones are fed to a common column apparatus, in which the separation of the reaction mixture is carried out, and unreacted aromatic hydrocarbons from the upper withdrawal of the column are recycled to the reaction zones of alkylation and / or transalkylation, Simultaneously, these zones are fed with fresh aromatic hydrocarbons, polyalkylated products from the column are sent to the transalkylation reaction zones, and a side stream of the column, mainly containing monoalkylated products, is withdrawn as a key product of the process.
  • the reactive distillation apparatus in the distillation sections can be equipped with an internal vertical dividing wall located in any part of the apparatus, or extending along the height of the entire apparatus, or located in non-adjacent distillation parts of the apparatus, in order to improve the purity of separation of reagents.
  • the products from the reaction zones of the alkylation and / or transalkylation leave the corresponding reaction zones and enter the column apparatus from the same side, while the selection of the monoalkylated key product is carried out on the other side of the dividing wall.
  • the choice of the position of the points of side withdrawals and side feed points of the reaction-distillation column according to the present invention can be carried out depending on the steady-state concentration profile along the column apparatus.
  • the withdrawal is carried out from the stage in which the concentration of key components prevails, the return is carried out to the stage, the component composition of the liquid and / or vapor at which corresponds to the component composition of the return stream.
  • unreacted aromatic hydrocarbons removed from the upper distillation section of the column are recycled to at least one reaction zone.
  • the selection of lateral withdrawal and feed points may be performed to influence the concentration and / or hydrodynamic profile of the column apparatus in order to correct temperature and concentration gradients across the apparatus.
  • the operating conditions of the reaction-distillation system are determined by the following values.
  • the column pressure is 1 to 40 bar abs., Preferably 10 to 25 bar abs.
  • the temperature in the column is generally 50-450 ° C, preferably 80-400 ° C.
  • the molar ratio of aromatic hydrocarbons in the feed to the alkylating agent is from 30: 1 to 2: 1, preferably from 10: 1 to 2: 1.
  • the operating conditions of the reaction sections inside the column are determined by the technological parameters of the column, the optimal parameters for carrying out the alkylation and transalkylation reactions, and are in the range between the values of the technological parameters in the upper and lower parts of the reaction-distillation column.
  • the operating conditions of the reaction zones outside the column are determined, as a rule, by the following values.
  • the pressure is 1-60 bar abs., Preferably 5-40 bar abs.
  • the temperature is generally 60-400 ° C, preferably 100-300 ° C.
  • the molar ratio of aromatic hydrocarbons to alkylating agent is 30: 1 to 2: 1, preferably 10: 1 to 2: 1.
  • reaction zones located inside the reaction-distillation column are designed in such a way that a heterogeneous acid catalyst is placed in them, so that an upward flow of the alkylating agent and aromatic hydrocarbons through the catalyst bed located inside is provided, and the reaction products at the outlet of the reaction zone do not fall back into this the reaction zone and is not in contact with the catalyst, and, in addition, the reaction zone provides bypass passage of the catalyst with liquid and vapor streams, which are internal streams in the column.
  • the implementation of at least one reaction zone according to the principle described above provides an increase in the selectivity in the reaction of alkylation of aromatic hydrocarbons, in addition, the yield of the target monoalkylated reaction products increases.
  • reaction-distillation apparatus it is sufficient that at least one reaction zone is made in the manner described above, while the second and each subsequent reaction zones can be made in any design that ensures reliable fixation of the solid catalyst and contact of the reactants with this catalyst. for the occurrence of reactions of alkylation and / or transalkylation.
  • the arrangement of internal vertical baffles inside at least one distillation zone of the reaction-distillation column is allowed.
  • the maximum efficiency of the corresponding distillation section is then achieved if the reaction products and hydrocarbon mixtures are fed to the corresponding distillation zone is on one side of the baffle, and the selection of products is carried out from the opposite side of the baffle.
  • FIG. 1 A process flow diagram for implementing the invention is shown in FIG. 1.
  • the system consists of a reaction-rectification column (1.1), a reaction zone (1.2), above and below which are located mass transfer devices of any configuration known to the person skilled in the art.
  • the feed stream representing aromatic hydrocarbons (1.6) is sent to the apparatus (1.1) and enters the lower part of the reaction section (1.2).
  • Alkylating agent (1.5) which is mainly mono-olefins, is directed to the bottom of the reaction section (1.2), or in the form of stream (1.7) is mixed with the stream of aromatic hydrocarbons (1.6) and the combined stream enters the reaction section (1.2).
  • the reaction section (1 .2) is structurally made in such a way that the flow of hydrocarbons (1.5) - (1.7) entering it leaves it in the upper part.
  • the flow (1.14) moves in an upward direction and is a mixture of the initial reagents (1 .5) - (1 .7) and the products of the alkylation reaction.
  • the stream (1.14) enters the upper distillation section of the column (1.1) where the reaction products are separated from the starting reagents.
  • High-boiling components flow (1.13), bypassing the reaction zone (1.2) and not in contact with the catalyst, enter the lower distillation section of the column (1.1), where further separation of the component mixture takes place.
  • stream (1.10) is mainly the initial aromatic hydrocarbons, which are low-boiling components with respect to the product of the alkylation reaction
  • stream (1.9) is the high-boiling products of the alkylation reaction.
  • the design of the reaction zone (1.2) must ensure the movement of the medium (1 .12) - (1 .14) in the described order.
  • the reaction zone (1.2) contains an acid catalyst suitable for the alkylation reaction of aromatic hydrocarbons with olefins.
  • the acidic catalyst can belong to the family of zeolites, metal oxide acid systems, solidified acids, cationic acid resins, heteropolyacids, as well as any acidic materials.
  • the stream (1.11), aromatic hydrocarbons are sent to the reflux of the column (1.1), and the stream (1.16) is sent to the inlet to the reaction section (1.2).
  • Gas purge (1.15) comes out of the distillate collector, which may contain light C1-C4 hydrocarbons that have not reacted.
  • the execution of the distillate collector (1.3) can be presented in the form traditional for distillation columns and catalytic processes, by means of high and low pressure separators, as well as collection tanks.
  • the vapor load on the column (1.1) is supported by a reboiler (1.4).
  • the column (1.1) may also include a side take-off (1.8) downstream of the reaction zone, which withdraws a product stream from the column containing predominantly monoalkylated product.
  • side withdrawal irrigation (1.17) can also be carried out in the lower section of the column (1.1), while the side product will be the stream (1.18), and the reservoir (1.19) will be the collector of the side product.
  • the lower distillation section of the column can have an internal dividing wall (2.21), then the movement of flows inside the apparatus will correspond to that shown in figure 2.
  • Reaction-distillation system (2.1) with a dividing wall in the lower distillation section is represented by similar technological streams and blocks as the system in Fig. 1.
  • the embodiment of the invention can both have an upper baffle (2.20) on the dividing wall (2.21), i. E. do not pass the ascending steam flow and the descending liquid flow through itself, and do not have a baffle (2.20).
  • the liquid stream from the upper distillation section enters the bottom of the column from the left side of the baffle (2.21), while the steam upward flow is facilitated due to the enrichment with the low-boiling component and the weight of the descending flow due to the enrichment with the heavy-boiling component.
  • the dividing wall (3.20) can extend along the height of the apparatus (3.1) from the lower distillation section to the upper distillation section.
  • the product stream (3.14) from the reaction section (3.2) will enter only the left part of the column (3.1), and on both sides of the reaction section (3.2), a complete bypass of the liquid and vapor streams (3.13) and (3.12) in the ascending and downward directions.
  • the side product (3.18 a, b) according to the present embodiment is represented mainly by monoalkylated aromatic hydrocarbons.
  • the location of the withdrawal of the side product (3.8 a, b) from the column can be located both above the reaction section (3.2) and below.
  • the system can be equipped with side irrigation (3.17 a, b), and it can be designed without side irrigation.
  • the name of the remaining blocks and streams in Fig. 3 is similar to Fig. 2.
  • the column (4.1) may have at least one reaction zone for the alkylation reaction (4.2) of aromatic hydrocarbons and one zone for the transalkylation reaction (4.20) of the polyalkylated product.
  • the initial aromatic hydrocarbons (4.6a) are fed into the transalkylation zone (4.20), and the initial aromatic hydrocarbons can also be fed with the stream (4.6c) from the distillate collector (4.3).
  • the transalkylation reaction zone (4.20) in this case can have a design that does not interfere with contact with the catalyst ascending and descending vapor and liquid streams of hydrocarbons.
  • the downward liquid flow and the upward vapor flow can, in whole or in part, fall on the catalyst in the reaction zone (4.20), mix with the feed aromatic hydrocarbons (4.6a), and pass through the catalyst bed in this reaction zone.
  • the system may not have a side take-off (4.8) and, as a consequence, not have the components
  • the stream (4.9) will predominantly contain monoalkylated hydrocarbons.
  • the system can contain side withdrawal (4.8), which predominantly removes the monoalkylated product by the stream
  • the transalkylation reaction section (5.20) is moved outside the reaction-distillation apparatus (5.1).
  • the polyalkylated aromatic hydrocarbon stream (5.22) enters into the transalkylation reactor (5.20) together with the streams of the initial aromatic hydrocarbons (5.6a) and / or (5.6c).
  • the output stream from the transalkylation zone (5.21) enters the reaction-distillation apparatus (5.1) at points (5.21a) and / or (5.216).
  • feed points for stream (5.21) depends on the composition of this stream, it is preferable to feed to the upper distillation section at point (5.216) if the stream contains more low-boiling components, and feed to point (5.21a) if the stream contains more high-boiling components.
  • the reaction-distillation system is implemented with an external version of the reaction sections (6.2) and (6.17), which are the zones of alkylation and transalkylation, respectively.
  • the alkylation zone (6.2) aromatic feed hydrocarbons are fed with the stream (6.6), and the recycle of unreacted aromatic hydrocarbons and the distillate collector (6.3) with the stream (6.16) is also carried out.
  • the supply of the alkylating agent to the reactor (6.2) is carried out with the stream (6.5).
  • the reaction products enter the column (6.1) as a stream (6.19).
  • Polyalkylated by-products enter the reaction zone (6.17), where the starting aromatic hydrocarbons are also fed for transalkylation with streams (6.6a) and / or (6.6b).
  • the reaction products leave the transalkylation reactor and are sent to the column (6.1) as a stream (6.18).
  • the point of introduction of the products of the transalkylation reaction (6.18) in this case corresponds to the concentration profile inside the column.
  • side withdrawal stream (6.8) is withdrawn, which is predominantly monoalkylated product.
  • the point of taking off the stream (6.8) can be located both between the points of entry of the streams (6.18) and (6.19), and above, in order to achieve the maximum purity of the selected monoalkylated reaction product.
  • reflux with stream (6.13) can be carried out, with stream (6.13) returning below the point of withdrawal of the stream (6.8).
  • the reactive distillation apparatus (6.1) has an internal baffle (6.19) to increase the purity of the separated products, namely the purity of streams (6.12), (6.3) and (6.9).
  • the selection of the flow (6.8) is located on the opposite side of the partition in relation to the flows (6.18) and (6.19) entering the apparatus (6.1).
  • the reactive distillation apparatus in the lower distillation section is equipped with an internal vertical dividing baffle, the alkylation reaction zone is located inside the reactive distillation column, while the withdrawal of a side product from the column is located below the reaction section (FIG. 2) ...
  • Table 1 shows the compositions of the feed streams (model mixtures).
  • the reaction-distillation process was carried out under the following conditions: pressure 16 atm, temperature of the top of the column 210 ° C, temperature of the bottom of the column 380 ° C, - molar ratio of recirculating aromatic hydrocarbons to fresh 4: 1, molar ratio of aromatic hydrocarbons in the feed to alkylating agent 5, 1: 1.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Предложена реакционно-ректификационная система для получения алкилированных ароматических углеводородов, содержащая по меньшей мере одну каталитическую реакционную зону, являющуюся зоной реакции алкилирования по меньшей мере одним олефином, причем движение реагентов в реакционной зоне является сонаправленным и восходящим, из системы верхним продуктом выводятся преимущественно непрореагировавшие вещества и возвращаются частично в зону реакции, частично в качестве верхнего орошения колонны, а нижним продуктом выводятся продукты реакции. Система может иметь по меньшей мере один боковой отбор для выведения компонента, наиболее селективно образующегося в ходе реакции. Система может иметь помимо реакционной зоны алкилирования дополнительно зону трансалкилирования ароматических соединений продуктами реакции алкилирования. Система может иметь установленную вертикальную перегородку в по меньшей мере одной дистилляционной секции аппарата для повышения эффективности разделения реагентов.

Description

СПОСОБ И СИСТЕМА АЛКИЛИРОВАНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ОЛЕФИНАМИ
Область изобретения
Изобретение относится к области нефтехимической промышленности.
Уровень техники
Промышленное значение имеют реакции алкилирования ароматических соединений, продукты которых используются в качестве растворителей, добавок к моторным топливам, компонентов моющих средств, а также для получения мономеров. Олефины (этилен, пропилен, бутены и высшие) имеют первостепенное значение в качестве алкилирующих агентов ввиду доступности и простоты в обращении. В реакции с ароматическими углеводородами в присутствии катализаторов олефины вступают в реакцию С-алкилирования.
Как правило процесс алкилирования ведется в реакторах с фиксированным слоем катализатора, реакция носит экзотермический характер и требуется промежуточное охлаждение реакционной смеси. Для минимизации протекания побочных реакций используются реактора полочного типа и повышенное мольное соотношение ароматических углеводородов к олефину. Продуктовая смесь на выходе с реактора поступает в блок выделения непрореагировавших веществ, где в первой по ходу дистилляционной колонне выделяются непрореагировавшие ароматические углеводороды и направляются на вход в основной реактор, а во второй колонне производится отделение побочных продуктов от целевых, при этом побочные продукты, представляющие собой полиалкилированные ароматические углеводороды, направляются в реактор трансалкилирования для повышения выхода целевых веществ.
В последние десятилетия развитие процессов алкилирования ароматических углеводородов ведется с позиции разработки новых каталитических систем. Например, в патенте US 4992606 А описан способ алкилирования с применением нового типа катализатора на основе микро-мезопористого материала, отличающегося большей селективностью по целевым веществам. В патенте US 7371910 В2 рассматривается процесс алкилирования ароматических соединений (бензола, толуола, нафталина и пр.) в присутствии катализатора на основе цеолита Бета с определенным соотношением активности кислотных центров.
Количество публикаций относительно технологических приемов проведения процесса алкилирования значительно меньше. Например, в патенте ЕР 2552865 В1 авторы указывают, что повышение селективности процесса можно достигнуть путем частичного направления потока алкилата обратно в реактор алкилирования. Наиболее перспективным способом проведения реакции алкилирования является интегрирование реактора в дистилляционную колонну, как например описано в изобретении US7488861 В2, что позволяет снизить материалоемкость производственной установки, теплоинтегрировать реакцию алкилирования и дистилляционный процесс.
Для всех обозначенных выше технологий характерны общие недостатки, связанные с особенностью протекания процесса алкилирования ароматических углеводородов - это образование побочных полиалкилированных продуктов реакции, недостаточная степень рекуперации тепла химической реакции.
Сущность изобретения
Таким образом, существует проблема по созданию процесса алкилирования ароматических углеводородов олефинами, в котором технологический режим и параметры работы установки позволят минимизировать образование побочных продуктов реакции, позволят максимально интегрировать экзотермический эффект реакции, снизить количество используемых аппаратов.
Данная задача решается тем, что предложена реакционно-ректификационная система для проведения процесса алкилирования ароматических углеводородов, состоящая из реакционно-ректификационной колонны, a) имеющей по меньшей мере одну точку питания для подачи совместно ароматических углеводородов и алкилирующего агента,
B) работающей с рециклом верхнего продукта на верхнюю тарелку аппарата и/или в по меньшей мере одну реакционную зону, c) содержащей по меньшей мере одну реакционную зону для проведения реакции алкилирования и/или трансалкилирования, d) имеющей по меньшей мере одну точку отбора продукта реакции алкилирования, e) имеющей по меньшей мере одну точку сдувки легких газов, представляющих собой непрореагировавший алкилирующий агент и/или примеси в виде легких газов в составе алкилирующего агента, при этом f) по меньшей мере одной точкой питания колонны является нижняя часть по меньшей мере одной реакционной зоны, через которую поступает сырье, содержащее ароматические углеводороды и алкилирующий/трансалкилирующий агент, д) движение реакционной смеси через по меньшей мере одну реакционную зону осуществляется сонаправленным восходящим потоком, реагенты в эту реакционную зону попадают через точку питания, расположенную в нижней части этой реакционной зоны, и не попадают в нее с внутренними потоками колонны.
Целесообразно, когда все реакционные зоны находятся внутри колонного аппарата. В одном из воплощений, все реакционные зоны внутри колонны имеют дистилляционные секции над собой и под собой. Катализатор, расположенный внутри реакционных зон, представляет собой кислотный гетерогенный катализатор, включая, но не ограничиваясь, цеолитные системы, металлоксидные системы, солидифицированные кислоты и др.
В одном из вариантов воплощения, реакции осуществляют в по меньшей мере двух реакционных зонах алкилирования и/или трансалкилирования вне колонного аппарата, а продуктовую смесь возвращают в колонный аппарат.
По меньшей мере один поток питания колонны, содержащий ароматические углеводороды и алкилирующий агент, подается в зону питания в нижнюю часть реакционной зоны. Предпочтительно, что температура потока питания соответствует температуре кипения состава в соответствующей точке реакционно-ректификационной колонны.
В одном из вариантов воплощения, ароматические углеводороды и алкилирующий агент смешиваются непосредственно в реакционной зоне на входе в эту зону. В другом варианте воплощения, ароматические углеводороды и алкилирующий агент смешиваются за пределами реакционной зоны и подаются в нее в виде единого потока.
В одном из воплощений изобретения поток питания колонны может включать в себя выходной поток из реакционной зоны или его часть.
В одном из воплощений, реакционно-ректификационная система может иметь две реакционных зоны для проведения реакций алкилирования и трансалкилирования, соответственно. При этом реакция алкилирования осуществляется в верхней реакционной зоне, а реакция трансалкилирования осуществляется в нижней реакционной зоне. При этом боковым отбором из реакционно-ректификационной системы отводится поток, содержащий преимущественно моноалкилированный продукт, и кубовым потоком отводится поток, содержащий преимущественно полиалкилированный продукт.
В одном из вариантов воплощения изобретения, реакционно-ректификационная колонна содержит зону алкилирования и зону трансалкилирования, при этом между реакционными зонами располагается боковой отбор, отводящий преимущественно моноалкилированный продукт, под нижней реакционной зоной располагается отбор, содержащий преимущественно полиалкилированный продукт, представленный предпочтительно диалкилированными ароматическими углеводородами, при этом с кубовым продуктом отходит полиалкилированный продукт, предпочтительно представленный три- и более алкилированными ароматическими углеводородами. Фракция, отбираемая с боковым отбором и содержащая диалкилированный продукт, возвращается на вход в реакционную зону трансалкилирования, в которую также подаются исходные ароматические углеводороды с рецикловым потоком ароматических углеводородов колонны и/или внешним потоком свежих ароматических углеводородов.
В одном из воплощений изобретения, по меньшей мере одна дистилляционная секция колонны может содержать вертикальную разделительную перегородку, при этом реагенты и исходные вещества в колонну поступают с одной стороны перегородки, а отвод продуктов производится с противоположной стороны перегородки и/или над перегородкой и/или под перегородкой.
В одном из вариантов воплощения изобретения, реакционно-ректификационная колонна с по меньшей мере двумя реакционными зонами может представлять разрезной колонный аппарат.
Кроме того, настоящее изобретения также относится к способу использования описанной реакционно-ректификационной системы и заключается в: a. Подаче ароматических углеводородов в реакционные зоны совместно с алкилирующим и/или трансалкилирующим агентом;
B. Осуществлении по меньшей мере одного отбора продукта из колонны, представляющего преимущественно моно- и/или полиалкилированный продукт реакции; c. Осуществлении рецикла непрореагировавших ароматических углеводородов из верхней дистилляционной секции колонны на верхнюю тарелку колонны и/или вход в по меньшей мере одну реакционную зону; и выдерживании технологических параметров в следующих диапазонах: a. Давление в реакционно-ректификационной системе в диапазоне 1 - 40 бар абс., и предпочтительно 10 - 25 бар абс.;
B. Температура в диапазоне 50 - 450 °С, и предпочтительно 80 - 400 °С; c. Мольное соотношение ароматических углеводородов в сырье к алкилирующему и/или трансалкилирующему агенту в реакционных зонах составляет от 30:1 до 2:1, предпочтительно от 10:1 до 2:1.
Детальное описание изобретения
Термин "реакционно-ректификационный процесс" используется для описания совмещенного процесса проведения каталитических реакций и дистилляции в колонном аппарате. Для описания процесса также возможно использование термина "реакционная дистилляция", "каталитическая дистилляция" и любого другого термина, описывающего совмещение процесса проведения каталитических реакций и дистилляции в колонном аппарате.
Реакционно-ректификационный процесс, объединяющий каталитические реакторы и дистилляционные зоны в едином колонном аппарате, т.е. обеспечивающий совместное проведение химической реакции с разделением реакционной смеси в одном и том же аппарате, имеет преимущества в кинетическом, термодинамическом и экономическом аспектах.
Сырьем для текущего изобретения являются ароматические углеводороды, преимущественно индивидуальные, или их смесь, представленные, например, бензолом, нафталином, бифенилом, а также их гомологами. Алкилирующим агентом по настоящему изобретению являются индивидуальные моно-олефины Сг+, в предпочтительных вариантах изобретения - этилен или пропилен. Реакция алкилирования протекает по следующей схеме (на примере бензола и этилена):
С6Н6 + С2Н С6Н5С2Н5
При этом единичное присоединение алкильного радикала является целевой реакцией. В то же время, моноалкилированный продукт может подвергаться последующему алкилированию с образованием полиалкилароматических соединений:
Figure imgf000007_0001
Полиалкилированный продукт является побочным, и не представляет экономической значимости.
Образование полиалкилированного продукта является неизбежным и контроль за протеканием побочной реакции обеспечивается кинетическим путем (снижение в реакционном потоке моноалкилированного продукта, способного к реакции до- алкилирования, снижение концентрации алкилирующего агента, выбор оптимальных технологических параметров и т.п.). Наиболее эффективным способом осуществления кинетического контроля над образованием побочных продуктов может являться проведение процесса в реакционно-ректификационном аппарате. Совмещая каталитический реактор и дистилляцию в едином аппарате, достигается эффективный и экономически-целесообразный контроль над внутренними рециклами в аппарате, а следовательно, и над концентрациями реагентов в потоке.
Согласно изобретению, реакционно-ректификационная колонна имеет по меньшей мере реакционную зону алкилирования или трансалкилирования, одну точку питания, через которую в колонну поступают ароматические углеводороды и алкилирующий агент, верхний продукт колонны возвращается на верхнюю тарелку в виде орошения и/или на вход в по меньшей мере одну реакционную зону, колонна имеет по меньшей мере одну точку отбора алкилированного продукта, может иметь одну точку сдувки легких газов, представляющих собой непрореагировавший алкилирующий агент и/или примеси в виде легких газов в составе алкилирующего агента. При этом преимущества настоящей системы в процессе алкилирования ароматических углеводородов достигаются за счет подачи смеси ароматических углеводородов и алкилирующего агента в нижнюю часть реакционной зоны, организации движения реакционной смеси восходящим сонаправленным потоком через эту реакционную зону, исключая попадание реагентов в реакционную зону с внутренними потоками колонны. Описанный подход позволяет снизить образование побочных продуктов реакции за счет снижения контакта алкилирующего агента с алкилированными продуктами реакции. Кроме того, авторами было обнаружено, что описанный подход к организации потоков в реакционной зоне позволяет размещать соответствующие реакционные зоны внутри колонного аппарата вне зависимости от установившегося концентрационного профиля ароматических неалкилированных углеводородов внутри колонны, что позволяет разместить соответствующие реакционные зоны ближе к ребойлеру, уменьшить высоту колонны, и наиболее полно использовать тепловой эффект реакции алкилирования для создания дополнительного парового потока и снижения энергетической нагрузки на ребойлер.
Кроме того, воплощения изобретения не ограничены количеством реакционных зон внутри аппарата и могут содержать по меньшей мере одну реакционную зону, ассоциированную с реакционно-ректификационной системой. Реакционные зоны могут располагаться как внутри аппарата, так и иметь выносное конструктивное исполнение. В случае выносного исполнения реакционных зон, продукты реакций алкилирования и/или трансалкилирования со всех реакционных зон подаются в общий колонный аппарат, в котором осуществляется разделение реакционной смеси, и непрореагировавшие ароматические углеводороды из верхнего отбора колонны направляются рециклом в реакционные зоны алкилирования и/или трансалкилирования, одновременно в эти зоны осуществляется подпитка свежими ароматическими углеводородами, полиалкилированные продукты из колонны направляются в реакционные зоны трансалкилирования, и боковой поток колонны, преимущественно содержащий моноалкилированные продукты, выводятся в качестве ключевого продукта процесса.
По настоящему изобретению реакционно-ректификационный аппарат в дистилляционных секциях может снабжаться внутренней вертикальной разделительной перегородкой, расположенной в любой части аппарата, или проходящей по высоте всего аппарата, или расположенной в не смежных дистилляционных частях аппарата, для повышения чистоты разделения реагентов. В этом случае предпочтительно, чтобы продукты с реакционных зон алкилирования и/или трансалкилирования покидали соответствующие реакционные зоны и поступали в колонный аппарат с одной и той же стороны, при этом отбор моноалкилированного ключевого продукта осуществлялся с другой стороны разделительной перегородки.
Выбор положения точек боковых отборов и боковых точек питания реакционно- ректификационной колонны по настоящему изобретению может осуществляться в зависимости от установившегося концентрационного профиля по колонному аппарату. Отбор производится со ступени, в которой концентрация ключевых компонентов преобладает, возврат осуществляется на ступень, компонентный состав жидкости и/или пара на которой соответствует компонентному составу возвращаемого потока. При этом в по меньшей мере одну реакционную зону рециклом направляются непрореагировавшие ароматические углеводороды, выведенные из верхней дистилляционной секции колонны. В некоторых воплощениях изобретения выбор боковых точек отбора и питания может осуществляться для влияния на концентрационный и/или гидродинамический профиль колонного аппарата с целью корректировки температурных и концентрационных градиентов по аппарату. Условия эксплуатации реакционно-ректификационной системы определяются следующими значениями. Давление в колонне составляет 1 - 40 бар абс., предпочтительно 10 - 25 бар абс. Температура в колонне составляет как правило 50 - 450 °С, предпочтительно 80 - 400 °С. Мольное соотношение ароматических углеводородов в сырье к алкилирующему агенту составляет от 30:1 до 2:1, предпочтительно от 10:1 до 2:1. Условия эксплуатации реакционных секций внутри колонны определяются технологическими параметрами колонны, оптимальными параметрами для проведения реакций алкилирования и трансалкилирования, и находятся в интервале между значениями технологических параметров в верхней и нижней частях реакционно- ректификационной колонны.
Условия эксплуатации реакционных зон, вынесенных за пределы колонны, если они применяются, определяются, как правило, следующими значениями. Давление составляет 1 - 60 бар абс., предпочтительно 5 - 40 бар абс. Температура составляет, как правило, 60 - 400 °С, предпочтительно 100 - 300 °С. Мольное соотношение ароматических углеводородов к алкилирующему агенту составляет от 30:1 до 2:1 , предпочтительно от 10:1 до 2:1.
Реакционные зоны, расположенные внутри реакционно-ректификационной колонны, исполняются таким образом, чтобы в них помещался гетерогенный кислотный катализатор, чтобы обеспечивался восходящий поток алкилирующего агента и ароматических углеводородов через расположенный внутри слой катализатора, причем продукты реакции на выходе из реакционной зоны не попадают обратно внутрь этой реакционной зоны и не контактируют с катализатором, и, кроме того, реакционная зона обеспечивает байпасное прохождение катализатора потоками жидкости и пара, являющихся внутренними потоками в колонне.
Выполнение по меньшей мере одной реакционной зоны по описанному выше принципу обеспечивает повышение селективности в реакции алкилирования ароматических углеводородов, кроме того, повышается выход целевых моноалкилированных продуктов реакции.
При этом в реакционно-ректификационном аппарате достаточно, чтобы по меньшей мере одна реакционная зона была выполнена описанным выше образом, в то время как вторая и каждая последующая реакционные зоны могут быть выполнены в любом исполнении, обеспечивающим надежную фиксацию твердого катализатора и контакт реагентов с этим катализатором для протекания реакций алкилирования и/или трансалкилирования.
Допускается расположение внутренних вертикальных перегородок внутри по меньшей мере одной дистилляционной зоны реакционно-ректификационной колонны. Максимальная эффективность соответствующей дистилляционной секции при этом достигается в том случае, если продукты реакции и смеси углеводородов поступают в соответствующую дистилляционную зону с одной стороны перегородки, а отбор продуктов осуществляется с противоположной стороны перегородки. Также возможно производить отбор над перегородкой или под перегородкой, при этом над перегородкой отбирается преимущественно наименее тяжелокипящий компонент, под перегородкой отбирается наиболее тяжелокипящий компонент, и с боковой стороны перегородки отбирается компонент с промежуточной температурой кипения. Установка таких перегородок в дистилляционные зоны целесообразна в тех случаях, если рассматриваемая дистилляционная зона характеризуется присутствием в ней углеводородной смеси из трех и более компонентов.
Пример 1
Схема процесса по воплощению изобретения представлена на фиг. 1. Система состоит из реакционной-ректификационной колонны (1.1), реакционной зоны (1.2), над и под которой располагаются массообменные устройства любой конфигурации, известной специалисту в области техники. Сырьевой поток, представляющий собой ароматические углеводороды (1.6) направляется в аппарат (1.1) и поступает в нижнюю часть реакционной секции (1.2). Алкилирующий агент (1.5), представляющий собой преимущественно моно- олефины, направляется в нижнюю часть реакционной секции (1.2), либо в виде потока (1.7) смешивается с потоком ароматических углеводородов (1.6) и объединенный поток поступает в реакционную секцию (1.2).
Реакционная секция (1 .2) конструкционно выполнена таким образом, чтобы поступающий в нее поток углеводородов (1.5) - (1.7) покидал ее в верхней части. Таким образом, поток (1.14) движется в восходящем направлении и представляет собой смесь исходных реагентов (1 .5) - (1 .7) и продуктов реакции алкилирования. На выходе из реакционной зоны поток (1.14) поступает на верхнюю дистилляционную секцию колонны (1.1) где происходит отделение продуктов реакции от исходных реагентов. Тяжелокипящие компоненты потоком (1.13), минуя реакционную зону (1.2) и не контактируя с катализатором, поступают в нижнюю дистилляционную секции колонны (1.1), где происходит дальнейшее разделение компонентной смеси. При этом, поток (1.10) представляет собой преимущественно исходные ароматические углеводороды, являющиеся легкокипящими компонентами по отношению к продукту реакции алкилирования, а поток (1.9) представляет собой высококипящие продукты реакции алкилирования.
По настоящему изобретению конструктивное исполнение реакционной зоны (1.2) должно обеспечивать движение среды (1 .12) - (1 .14) в описанном порядке.
Реакционная зона (1.2) содержит кислотный катализатор, пригодный для осуществления реакции алкилирования ароматических углеводородов олефинами. Кислотный катализатор может относиться к семейству цеолитов, метал-оксидных кислотных систем, солидифицированных кислот, катионным кислотным смолам, гетерополикислотам, а также любым кислотным материалам.
Из емкости (1.3), являющейся сборником дистиллята, потоком (1.11), ароматические углеводороды направляются на орошение колонны (1.1), и потоком (1.16) направляются на вход в реакционную секцию (1.2). Из сборника дистиллята выходит газовая сдувка (1.15), которая может содержать легкие углеводороды С1-С4, не вступившие в реакцию. Исполнение сборника дистиллята (1.3) может быть представлено в традиционном для ректификационных колонн и каталитических процессов виде, посредством сепараторов высокого и низкого давления, а также емкостей-сборников.
Паровая нагрузка по колонне (1.1) поддерживается с помощью ребойлера (1.4).
В одном из воплощений, колонна (1.1) также может включать в свой состав боковой отбор (1.8), расположенный ниже реакционной зоны, которым с колонны выводится продуктовый поток, содержащий преимущественно моноалкилированный продукт. При этом для повышения чистоты бокового продукта также может осуществляться орошение боковым отбором (1.17) в нижней секции колонны (1.1), при этом боковым продуктом будет являться поток (1.18), а сборником бокового продукта будет являться емкость (1.19).
Авторами было замечено, что интегрирование реакционной секции (1.2) в состав колонны (1.1) позволяет понизить нагрузку на ребойлер (1.4) за счет утилизации теплового эффекта реакции алкилирования на парообразование и сократить операционные затраты. Кроме того, авторы обнаружили, что исполнение реакционной зоны (1.2) в виде частично закрытой системы без возможности повторного попадания продуктов реакции обратно в нее позволяет повысить селективность и выход основного продукта реакции, а также позволяет расположить реакционную зону (1.2) ближе к ребойлеру (1.4), тем самым повышая энергоэффективность реакционно-ректификационного аппарата.
Пример 2
По одному из вариантов изобретения (фиг. 2), нижняя дистилляционная секция колонны может иметь внутреннюю разделительную перегородку (2.21), тогда движение потоков внутри аппарата будет соответствовать изображенному на фигуре 2. Реакционно- ректификационная (2.1) система с разделительной стенкой в нижней дистилляционной секции представлена аналогичными технологическими потоками и блоками, как система на фиг.1. Изобретение по воплощению может как иметь верхнюю перегородку (2.20) на разделительной стенке (2.21), т.е. не пропускать через себя восходящий паровой поток и нисходящий жидкостной поток, так и не иметь перегородку (2.20). Жидкостной поток с верхней дистилляционной секции поступает в кубовую часть колонны с левой стороны перегородки (2.21), при этом происходит облегчение парового восходящего потока за счет обогащения легкокипящим компонентом и утяжеление нисходящего потока за счет обогащения тяжелокипящим компонентом. С правой стороны перегородки (2.21) происходит дальнейшее разделение моноалкилированных ароматических углеводородов от полиалкилированных ароматических углеводородов, что позволяет повысить чистоту бокового потока (2.18) по сравнению с потоком (1.18).
Пример 3
В одном из вариантов воплощения изобретения (фиг. 3), разделительная стенка (3.20) может проходить по высоте аппарата (3.1) из нижней дистилляционной секции в верхнюю дистилляционную секцию. При этом продуктовый поток (3.14) из реакционной секции (3.2) будет поступать только в левую часть колонны (3.1), и по обе стороны реакционной секции (3.2) предусмотрено полное байпассирование жидкостного и парового потоков (3.13) и (3.12) в восходящем и нисходящем направлениях. При этом боковой продукт (3.18 а, б) по настоящему воплощению представлен преимущественно моноалкилированными ароматическими углеводородами. При этом расположение отбора бокового продукта (3.8 а, б) из колонны может располагаться как выше реакционной секции (3.2), так и ниже. Кроме того, система может оснащаться боковым орошением (3.17 а, б), так и иметь исполнение без бокового орошения. Наименование остальных блоков и потоков на фиг.З выполнено аналогично фиг.2.
Пример 4
В одном из вариантов воплощения изобретения (фиг. 4), колонный аппарат (4.1) может иметь по меньшей мере одну реакционную зону для реакции алкилирования (4.2) ароматических углеводородов и одну зону для реакции трансалкилирования (4.20) полиалкилированного продукта. При этом в зону трансалкилирования (4.20) осуществляется подача исходных ароматических углеводородов (4.6а), а также может осуществляться подача исходных ароматических углеводородов с потоком (4.6в) из сборника дистиллята (4.3). Реакционная зона трансалкилирования (4.20) при этом может иметь исполнение, не препятствующих контакту с катализатором восходящих и нисходящих паровых и жидкостных потоков углеводородов. Таким образом, нисходящий жидкостной поток и восходящий паровой поток полностью или частично могут попадать на катализатор в реакционной зоне (4.20), смешиваться с потоком исходных ароматических углеводородов (4.6а) и проходить через слой катализатора в этой реакционной зоне. Система может не иметь бокового отбора (4.8) и, как следствие, не иметь составляющих
(4.17) - (4.19), в этом случае поток (4.9) преимущественно будет содержать моноалкилированные углеводороды. Для повышения чистоты потока (4.9) и повышения гибкости контроля над реакцией трансалкилирования, система может содержать боковой отбор (4.8), которым преимущественно выводится моноалкилированный продукт потоком
(4.18), и также может осуществляться боковое орошение потоком (4.17).
Пример 5
В одном из воплощений изобретения (фиг. 5), реакционная секция трансалкилирования (5.20) вынесена за пределы реакционно-ректификационного аппарата (5.1). Поток полиалкилированных ароматических углеводородов (5.22) поступает в реактор трансалкилирования (5.20) совместно с потоками исходных ароматических углеводородов (5.6а) и/или (5.6в). Выходной поток из зоны трансалкилирования (5.21) поступает в реакционно-ректификационный аппарат (5.1) в точки (5.21а) и/или (5.216). Выбор точек подачи потока (5.21) зависит от состава этого потока, предпочтительно осуществлять подачу в верхнюю дистилляционную секцию в точку (5.216) в случае, если поток содержит больше легкокипящих компонентов, и подачу в точку (5.21а) если поток содержит больше тяжелокипящих компонентов.
Пример 6
В одном из воплощений изобретения (фиг.6) реакционно-ректификационная система реализована с выносным исполнением реакционных секций (6.2) и (6.17), которые являются зонами алкилирования и трансалкилирования соответственно. В зону алкилирования (6.2) подаются ароматические исходные углеводороды с потоком (6.6), также осуществляется рецикл непрореагировавших ароматических углеводородов и сборника дистиллята (6.3) с потоком (6.16). Подача алкилирующего агента в реактор (6.2) осуществляется с потоком (6.5). Продукты реакции поступают в колонну (6.1) в виде потока (6.19). Полиалкилированные побочные продукты поступают в реакционную зону (6.17), куда также подаются исходные ароматические углеводороды для трансалкилирования с потоками (6.6а) и/или (6.6в). Продукты реакции покидают реактор трансалкилирования и направляются в колонну (6.1) в виде потока (6.18). Точка ввода продуктов реакции трансалкилирования (6.18) при этом соответствует концентрационному профилю внутри колонны. Боковым отбором выводится поток (6.8), который представляет собой преимущественно моноалкилированный продукт. Точка отбора потока (6.8) может располагаться как между точками ввода потоков (6.18) и (6.19), так и выше, для достижения максимальной чистоты отбираемого моноалкилированного продукта реакций. Для повышения чистоты отбираемого бокового продукта (6.12), можно осуществлять орошение потоком (6.13), при этом поток (6.13) возвращается ниже точки отбора потока (6.8).
В одном из воплощений изобретения, реакционно-ректификационный аппарат (6.1) имеет внутреннюю перегородку (6.19) для повышения чистоты выделяемых продуктов, а именно чистоты потоков (6.12), (6.3) и (6.9). При этом отбор потока (6.8) располагается с противоположной стороны перегородки по отношению к поступающим в аппарат (6.1) потокам (6.18) и (6.19).
Пример 7
Согласно одному из вариантов изобретения (прим. 2) реакционно- ректификационный аппарат в нижней дистилляционной секции снабжён внутренней вертикальной разделительной перегородкой, реакционная зона алкилирования расположена внутри реакционно-ректификационной колонны, при этом отбор бокового продукта из колонны располагается ниже реакционной секции (фиг. 2).
В табл. 1 представлены составы сырьевых потоков (модельные смеси). Реакционно-ректификационный процесс проводился при следующих условиях: давление 16 атм, температура верха колонны 210°С, температура низа колонны 380°С, - мольное соотношение рециркулирующих ароматических углеводородов к свежим 4:1, мольное соотношение ароматических углеводородов в сырье к алкилирующему агенту 5,1:1.
В ходе проведения процесса были получены продукты, составы которых приведены в табл. 2.
Таблица 1 - Состав сырья
Figure imgf000014_0001
Таблица 2 - Состав и выход продуктов
Figure imgf000014_0002

Claims

Формула изобретения
1. Реакционно-ректификационная система для процесса получения алкилированных ароматических углеводородов, состоящая из реакционно- ректификационной колонны, a) имеющей по меньшей мере одну точку питания для подачи совместно ароматических углеводородов и алкилирующего агента,
B) работающей с рециклом верхнего продукта на верхнюю тарелку колонны и/или в по меньшей мере одну реакционную зону, c) содержащей по меньшей мере одну реакционную зону для проведения реакции алкилирования и/или трансалкилирования, d) имеющей по меньшей мере одну точку отбора продукта реакции алкилирования, e) имеющей по меньшей мере одну точку сдувки легких газов, представляющих собой непрореагировавший алкилирующий агент и/или примеси в виде легких газов в составе алкилирующего агента, при этом f) по меньшей мере одной точкой питания колонны является нижняя часть по меньшей мере одной реакционной зоны, через которую поступает сырье, содержащее ароматические углеводороды и алкилирующий/трансалкилирующий агент, д) движение реакционной смеси через по меньшей мере одну реакционную зону осуществляется сонаправленным восходящим потоком, реагенты в эту реакционную зону попадают через точку питания, расположенную в нижней части этой реакционной зоны, и не попадают в нее с внутренними потоками колонны.
2. Система по п.1 , отличающаяся тем, что дополнительно содержит точку отбора бокового продукта.
3. Система по п.1 , отличающаяся тем, что дополнительно содержит точку отбора бокового продукта, который частично направляется обратно в колонну на тарелку ниже точки отбора в качестве дополнительного орошения колонны.
4. Система по п.1 , отличающаяся тем, что поток из верхней части реакционно- ректификационной колонны частично отправляется на орошение колонны в виде флегмового потока, и частично возвращается в составе питания колонны в по меньшей мере одну реакционную зону.
5. Система по п.1 , отличающаяся тем, что в любой из дистилляционных секций установлена разделительная перегородка таким образом, что продукты с реакционных зон алкилирования и/или трансалкилирования покидают соответствующие реакционные зоны и поступают в дистилляционные секции колонны с одной и той же стороны перегородки, при этом отбор моноалкилированного продукта осуществляется с противоположной стороны разделительной перегородки.
6. Система по п.1 , отличающаяся тем, что содержит две реакционные зоны, где верхняя реакционная зона является зоной для реакции алкилирования, нижняя зона является зоной для реакции трансалкилирования, при этом полиалкилированный продукт поступает в зону трансалкилирования с внутренними потоками колонны, и ароматические углеводороды поступают в зону трансалкилирования в качестве внешнего потока и/или рециркулирующего потока из верхней дистилляционной секции колонны.
7. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит две реакционные зоны, при этом реакционная зона алкилирования находится внутри реакционно-ректификационной колонны, реакционная зона трансалкилирования вынесена за пределы реакционно- ректификационной колонны, полиалкилированный продукт отбирается с колонны в качестве бокового отбора и/или кубового отбора и поступает в зону трансалкилирования, ароматические углеводороды поступают в зону трансалкилирования в качестве внешнего потока и/или рециркулирующего потока из верхней дистилляционной секции колонны.
8. Система по п.7, дополнительно содержащая боковой отбор продукта, преимущественно содержащего моноалкилированный продукт.
9. Система по п.1, отличающаяся тем, что реакционные зоны алкилирования и трансалкилирования вынесены за пределы реакционно-ректификационной колонны, при этом в зону трансалкилирования полиалкилированные углеводороды поступают с боковым отбором из реакционно-ректификационной колонны, ароматические углеводороды поступают в зону трансалкилирования в качестве внешнего потока и/или рециркулирующего потока из верхней дистилляционной секции колонны, и продукт из зоны трансалкилирования поступает в колонны выше точки подачи в колонну продукта алкилирования.
10. Система по п.9, отличающаяся тем, что в колонне установлена разделяющая перегородка таким образом, что продукты из реакционных зон алкилирования и/или трансалкилирования поступают в колонну с одной стороны перегородки, и моноалкилированный продукт отбирается с противоположной стороны перегородки.
11 . Система по п.1 , отличающаяся тем, что реакционные зоны содержат твердый кислотный катализатор из семейства цеолитов, или метал-оксидных кислотных систем, или солидифицированных кислот, или катионных кислотных смол, или гетерополикислот, а также из семейства любых кислотных твердых материалов.
12. Способ получения алкилароматических углеводородов путем проведения реакции алкилирования ароматических углеводородов олефинами в системе по п.1, заключающийся в: a. Подаче ароматических углеводородов в реакционные зоны совместно с алкилирующим и/или трансалкилирующим агентом;
B. Осуществлении по меньшей мере одного отбора продукта из колонны, представляющего преимущественно моно- и/или полиалкилированный продукт реакции; с. Осуществлении рецикла непрореагировавших ароматических углеводородов из верхней дистилляционной секции колонны на верхнюю тарелку колонны и/или вход в по меньшей мере одну реакционную зону; и выдерживании технологических параметров в следующих диапазонах: d. Давление в реакционно-ректификационной системе в диапазоне 1 - 40 бар абс., и предпочтительно 10 - 25 бар абс.; e. Температура в диапазоне 50 - 450 °С, и предпочтительно 80 - 400 °С; f. Мольное соотношение ароматических углеводородов в сырье к алкилирующему и/или трансалкилирующему агенту в реакционных зонах составляет от 30:1 до 2:1, предпочтительно от 10:1 до 2:1.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что в выносных реакционных зонах давление составляет 1 - 60 бар абс., предпочтительно 5 - 40 бар абс., температура составляет, 60 - 400 °С, предпочтительно 100 - 300 °С, мольное соотношение ароматических углеводородов к алкилирующему и/или трансалкилирующему агенту составляет от 30:1 до 2:1, предпочтительно от 10:1 до 2:1.
PCT/RU2020/050356 2019-11-08 2020-11-30 Способ и система алкилирования ароматических углеводородов олефинами WO2021091433A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019135835 2019-11-08
RU2019135835A RU2717775C1 (ru) 2019-11-08 2019-11-08 Способ алкилирования ароматических углеводородов олефинами и реакционно-ректификационная система для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021091433A1 true WO2021091433A1 (ru) 2021-05-14

Family

ID=69943161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2020/050356 WO2021091433A1 (ru) 2019-11-08 2020-11-30 Способ и система алкилирования ароматических углеводородов олефинами

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2717775C1 (ru)
WO (1) WO2021091433A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113248349A (zh) * 2021-06-16 2021-08-13 南京元素科技有限公司 一种用于间甲酚和/或对甲酚烷基化连续反应的装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003020420A1 (en) * 2001-08-29 2003-03-13 Uop Llc High-activity isomerization catalyst and processes for its preparation and use
WO2006094009A2 (en) * 2005-02-28 2006-09-08 Exxonmobil Research And Engineering Company Liquid phase aromatics alkylation process
WO2006094010A2 (en) * 2005-02-28 2006-09-08 Exxonmobil Research And Engineering Company Gasoline production by olefin polymerization with aromatics alkylation
RU2425091C1 (ru) * 2009-11-05 2011-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "СИНТОН" Способ получения высокооктанового бензина и/или ароматических углеводородов с низким содержанием бензола

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7488861B2 (en) * 2005-03-17 2009-02-10 Catalytic Distillation Technologies Process for the co-production of cumene and secondary butyl benzene

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003020420A1 (en) * 2001-08-29 2003-03-13 Uop Llc High-activity isomerization catalyst and processes for its preparation and use
WO2006094009A2 (en) * 2005-02-28 2006-09-08 Exxonmobil Research And Engineering Company Liquid phase aromatics alkylation process
WO2006094010A2 (en) * 2005-02-28 2006-09-08 Exxonmobil Research And Engineering Company Gasoline production by olefin polymerization with aromatics alkylation
RU2425091C1 (ru) * 2009-11-05 2011-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "СИНТОН" Способ получения высокооктанового бензина и/или ароматических углеводородов с низким содержанием бензола

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113248349A (zh) * 2021-06-16 2021-08-13 南京元素科技有限公司 一种用于间甲酚和/或对甲酚烷基化连续反应的装置

Also Published As

Publication number Publication date
RU2717775C1 (ru) 2020-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0205003A1 (en) Product recovery method for an aromatic hydrocarbon alkylation process
US4695665A (en) Process for alkylation of hydrocarbons
EP2148848A1 (en) Process for producing cumene
CN101952397B (zh) 用于从汽油中移除苯的方法
US7525004B2 (en) Process for producing ethylbenzene
US7498472B2 (en) Process for producing ethylbenzene
US7525006B2 (en) Process for producing cumene
KR20130020843A (ko) 변환 증가와 촉매 사용 감소를 위한 알킬화 방법
WO2021091433A1 (ru) Способ и система алкилирования ароматических углеводородов олефинами
KR101520523B1 (ko) 에너지 저소비를 위한 큐멘 제조장치 및 제조방법
US5118872A (en) Process for conducting heterogeneous chemical reactions
US4009217A (en) Process for production and dehydrogenation of ethylbenzene
US8101810B2 (en) Reformate benzene reduction via alkylation
US7525005B2 (en) Process for producing cumene
US5080871A (en) Apparatus for alkylation of organic aromatic compounds
US7745674B2 (en) Alkylation slurry reactor
US5087784A (en) Aromatic alkylation process and apparatus
US5547909A (en) Regeneration of hydrogen fluoride alkylation catalyst
US3879487A (en) Hydrogen fluoride alkylation utilizing a heat exchanger in the settling zone
CN103201238B (zh) 苯的烷基化反应
CN109721449A (zh) 一种稀乙烯与苯反应制取乙苯的方法
US3126421A (en) Ttorneys
US5527980A (en) Regeneration of hydrogen fluoride alkylation catalyst
WO2012021092A1 (ru) Способ получения алкилбензина
CA2033250C (en) Octane improvement process

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20885911

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20885911

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1