Курсовая работа / Производство стирола - 2003 / Алексей-ОХТ / соколов13
.doc
Рис. 3. Принципиальная схема получения этилбензола при использовании катализаторного
комплекса:
1— колонна обезвоживания; 2 — сепаратор; 3 — реактор; 4 — газосепаратор; 5 — сепаратор для отделения катализаторного комплекса; 6 — блок приготовления свежего катализаторного
комплекса; 7 — система промывки алкилата; 8, 9, 10 — ректификационные агрегаты; а — исходный бензол; б — азеотропная смесь вода — бензол; в —вода; г — обезвоженный бензол; д — газы; е — циркулирующий катализаторный комплекс; ж —этилен; э — хлорид алюминия; и — свежий катализаторный .комплекс; к — оборотный бензол; л — этилбензол;
м — диэтилбензол; н — кубовый остаток; о — вода на промывку; п — сточные воды.
лирование. Принципиальная технологическая схема процесса представлена на рис. 3.
При получении этил- или изопропилбензола алкилирование ведут с избытком бензола (200—300%' от стехиометрического), чтобы уменьшить образование ди- и полиалкилбензолов. И все же содержание последних оказывается значительным. ГАлкилирова-ние бензола пропиленом в присутствии хлорида алюминия характеризуется следующими показателями [15, с. 32; 16, с. 352]:
Температура, °С 80—90
Давление, МПа 0,2—0,6
Мольное отношение бензол : пропилен .... (2-т-З): 1 Содержание катализатора в цикле, % от массы
содержимого реактора 8—10
Расход катализатора, кг на 1 т изопропилбензола а 10 Степень конверсии бензола, % . ~" . 40 Содержание моноалкилпроизводного в смеси продук тов алкилирования, % . . . 65—75
Диалкилпроизводные подвергаются переалкилированию в реакторе алкилирования. Но можно непосредственно использовать их в .качестве товарных продуктов. Так, диэтилбензол лри дегидрировании дает дивинилбензол — один из наиболее важных видов сырья для ионообменных смол, а диизопропилбензолы являются сырьем для синтеза резорцина и гидрохинона.
В процессе алкилирования бензола с хлоридом алюминия циркулируют значительные объемы жидкого катализаторного комплекса. Причем в реакционной массе две жидкие фазы: катализа-
торный комплекс и смесь бензола и алкилбензолов. В результате возможность подъема температуры процесса ограничена, так как при температурах выше 130 °С комплекс дезактивируется и разрушается [13, 17]. К тому же возникают трудности, связанные с отводом тепла реакции.
Более интересно гомогенное алкилирование в присутствии хлорида алюминия. В этом случае количество катализатора определяется его растворимостью в бензоле, а давление процесса подбирается таким, чтобы олефин находился в жидкой фазе.
Реактор работает в адиабатическом режиме, и на выходе из него температура достигает 200 °С. При этом резко уменьшился выход побочных продуктов, а выход этилбензола стал близок к количественному. Принципиальная схема процесса представлена на рис. 4.
По такой технологии работает установка мощностью 760 тыс. т/год, т. е. самая мощная в мире установка по производству этил-, бензола [13, 17]. Ее особенностью является высокий выход продуктов алкилирования (99%!) и более низкие удельные затраты хлорида алюминия (в два раза) по сравнению с обычным процессом. В схеме отсутствует рецикл катализатора. Последний выделяется при нейтрализации в виде гидроксида алюминия и используется на установках очистки сточных вод в качестве осади-теля. Большая единичная мощность установки в сочетании с высокой температурой в реакторе создает благоприятные условия для утилизации тепла реакции, в результате 90% потребности в тепловой энергии установка покрывает за счет использования названного тепла.
Во многих капиталистических странах алкилирование бензола пропиленом ведут с использованием фосфорной кислоты, нанесенной на кизельгур, при 250—300 °С, 0,6—0,8 МПа (до 2,8 МПа), мольном отношении бензол : пропилен, равном (2-ь5) : 1 и степени конверсии бензола за проход 15—25%. Выход кумола составляет 96% в пересчете на бензол; в смеси алкилпроизводных около 92%! моноалкил'бензола. Смесь бензола с диизопропилбен-
г:
г
Пг~ Г Г
V
и
Рис. 4. Принципиальная схема получения этилбензола при гомогенном катализе с хлоридом
алюминия:
/ — реактор синтеза; 2 — газосепаратор; 3 — реактор диспропорционирования; 4 — аппарат
для промывки алкилата; 5, 6, 7 — ректификационные агрегаты;
о— бензол; б — хлорид алюминия; в — газы; г — вода; д — раствор солей алюминия на приготовление коагулянтов; е — оборотный бензол; ж — этилбензол; з — диэтилбензолы на дис-пропорционирование; и — кубовый остаток; к — этилен.