Интегрированный способ получения алкил- и алкенилзамещенных ароматических соединений

Номер патента: 16655

Опубликовано: 14.03.2008

Авторы: КАПОНЕ, Гвидо, МИРАККА, Ивано

Есть еще 3 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Интегрированный способ получения алкил- и алкенилзамещенныхароматических соединений, который включает одновременное дегидрирование смеси,содержащей алкильный и алкилароматический углеводород и поступающий изустановки алкилирования, в системе реактор-регенератор, с последующейрециркуляцией полученного таким образом дегидрированного алкильногоуглеводорода после стадии разделения в установку алкилирования.

Текст

Смотреть все

(51) 07 2/66 (2006.01) 07 15/073 (2006.01) 07 15/46 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) ИНТЕГРИРОВАННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛ- И АЛКЕНИЛЗАМЕЩЕННЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ(57) Интегрированный способ получения алкил- и алкенилзамещенных ароматических соединений,который включает одновременное дегидрирование смеси, содержащей алкильный и алкилароматический углеводород и поступающий из установки алкилирования, в системе реактор-регенератор, с последующей рециркуляцией полученного таким образом дегидрированного алкильного углеводорода после стадии разделения в установку алкилирования. 16655 Настоящее изобретение относится к интегрированному способу получения алкил- и алкенилзамещенных ароматических соединений. Более конкретно, настоящее изобретение относится к интегрированному способу получения алкилзамещенных ароматических соединений, таких как этилбензол, и алкенилзамещенных ароматических соединений, таких как стирол и -метилстирол(через кумол), из ароматического производного,такого как бензол, и алкана, такого как этан или пропан. Еще более конкретно, настоящее изобретение относится к интегрированному способу получения этилбензола и стирола с одновременным дегидрированием этилбензола с образованием стирола, и этана - с образованием этилена, применяющегося в качестве реагента для синтеза этилбензола. Хорошо известно, что стирол и -метилстирол это продукты, которые используют для производства термопластичных полимеров, таких как полистирол, сополимеры акрилонитрила, бутадиена и стирола, стирол-акрилонитрильных смол, стиролбутадиеновых эластомерных сополимеров, а также в композициях для изготовления ненасыщенных полиэфирных смол. Стирол обычно получают каталитическим дегидрированием этилбензола в адиабатической или изотермической системе и в присутствии катализаторов, выбираемых из оксидов металлов или смесей оксидов металлов, а этилбензол получают алкилированием бензола, доступного в качестве продукта нефтепереработки, этиленом, получаемого при крекинге или при дегидрировании этана. Реакция алкилирования может быть проведена в паровой фазе с использованием в качестве катализаторов цеолитов с высоким отношением 2/23,например, цеолитов -5, или кислот Льюиса,либо в жидкой фазе. Подробности синтеза этилбензола и его дегидрирования с получением стирола описаны в() . В патенте США 6031143 описан интегрированный способ получения этилбензола и стирола, который включает следующие технологические стадии- подачу потока бензола и подачу рециркулирующего потока, содержащего этилен, в установку алкилирования- смешивание потока, содержащего этилбензол и выходящего из установки алкилирования, с потоком, состоящим из этана- подачу полученной таким образом смеси в установку дегидрирования, содержащую катализатор,способный одновременно осуществлять дегидрирование как этана, так и этилбензола с образованием этилена и стирола, соответственно- подачу продукта, выходящего из установки дегидрирования, в сепарационную (разделительную) часть установки для получения потока, по существу состоящего из стирола, и потока, содержащего этилен Установка дегидрирования включает первый реактор дегидрирования в псевдоожиженном слое и второй реактор регенерации отработанного катализатора. Последний непрерывно удаляют из нижней части первого реактора и подают в верхнюю часть второго реактора, где катализатор поддерживают в псевдоожиженном состоянии с помощью движущегося вверх предварительно нагретого воздуха. Таким образом, отработанный твердый катализатор медленно опускается вниз противотоком по отношению к поднимающемуся горячему воздуху, и в процессе этого нисходящего движения происходит регенерация катализатора, во время которой выгорают углеродсодержащие остатки, загрязняющие катализатор. Транспортировку катализатора из одного реактора в другой осуществляют с помощью транспортирующего газа, такого как воздух или азот. Однако одновременное дегидрирование этана и этилбензола имеет свои недостатки, поскольку эти два продукта имеют характеристики, затрудняющие получение приемлемой степени превращения и селективности по отношению к этилену и стиролу при одних и тех же условиях работы. Например, для получения равновесной степени превращения этилбензола в стирол при атмосферном давлении, равной 50 , необходима температура около 615 С, в то время как в тех же условиях равновесная степень превращения этана в этилен составляет только 20 . Для достижения равновесной степени превращения этана в этилен, равной 50 , необходима температура не менее 720 С, но при этой температуре происходит термическая деструкция как этилбензола,так и стирола. Более подробно указанные процессы описаны в книге.. , 453-471,1995,. Таким образом, условия работы при осуществлении способа, описанного в цитируемом выше патенте США, достаточно ограничены, и необходим особенно тщательный контроль работы реактора дегидрирования. Заявителем настоящей заявки разработан интегрированный способ получения алкилзамещенных ароматических соединений, таких как этилбензол, и алкенилзамещенных ароматических соединений,таких как стирол, обладающий большей гибкостью при работе и более широким выбором катализаторов. Способ включает использование реактора дегидрирования в псевдоожиженном слое, подача в который алкана (этана) по меньшей мере частично отделена от подачи этилбензола, как описано ниже,поскольку в системе реактор псевдоожиженного слоя/регенератор с циркуляцией твердого вещества имеются различные температурные зоны. Действительно, в установке псевдоожиженного слоя системы реактор/регенератор тепло, необходимое для дегидрирования, поступает от горячего регенерированного катализатора, который непрерывно подают в реактор дегидрирования по транспортным трубопроводам из регенератора, работающего при более высокой температуре. 16655 Таким образом, задачей настоящего изобретения является интегрированный способ получения алкили алкенилзамещенных ароматических соединений,таких как этилбензол и стирол, который включает а) подачу в установку алкилирования потока, состоящего из ароматического углеводорода 6-12 и рециркулирующего потока, содержащего алкенильный углеводород С 2-С 5 б) возможное смешивание потока, выходящего из установки алкилирования и содержащего алкилароматическое соединение, с потоком, состоящим из алкильного углеводорода С 2-С 5 в) подачу потока, полученного на стадии (б), в установку дегидрирования/регенерации с псевдоожиженным слоем, содержащую катализатор дегидрирования, способный осуществлять дегидрирование, также и одновременное, алкильного углеводорода, возможно присутствующего в потоке, и алкилароматического соединения г) непрерывную выгрузку отработанного катализатора, который накапливается в нижней части реактора дегидрирования, и его подачу в верхнюю часть реактора регенерации д) непрерывную выгрузку регенерированного катализатора, который накапливается в нижней части реактора регенерации, и его подачу в верхнюю часть реактора дегидрирования е) подачу потока углеводорода, выходящего из реактора дегидрирования, в сепарационную секцию для получения потока, по существу состоящего из алкенилзамещенного ароматического соединения, и потока, содержащего алкенильный углеводород ж) рециркуляцию потока, содержащего алкенильный углеводород, в установку алкилирования причем указанный интегрированный способ характеризуется тем, что текучая среда для транспортировки катализатора, который накапливается в нижней части регенератора при температуре 650-800 С, в реактор дегидрирования состоит из алкильного углеводорода С 2-С 5. В соответствии с настоящим изобретением в установку алкилирования подают первый поток, состоящий из ароматического углеводорода, например, поток загружаемого свежего рафинированногобензола, т.е. имеющего чистоту не менее 95 масс, и второй рециркулирующий поток, по существу состоящий из алкенильного углеводорода, такого как этилен, и непрореагировавшего алкильного углеводорода, такого как этан. Более конкретно, этот второй поток состоит на 20-95 мол., предпочтительно на 40-80 мол. из этана,и на 5-80 мол., предпочтительно на 15-60 мол. из этилена, соответственно. В рециркулирующем потоке также присутствуют, в количествах 0,1-2 масс, (в пересчете на общую массу этиленаэтана), другие легкие продукты, например, метан и водород, образовавшиеся как на стадии алкилирования, так и на стадии дегидрирования. Оба потока поступают в установку для алкилирования, так, чтобы молярное соотношение бензол/этилен удовлетворяло требованиям, предъяв ляемым современными технологиями, т.е. обычно между 1,8 и 50, предпочтительно, между 2 и 10. Реакцию алкилирования проводят в традиционных системах, например, в соответствии со способом,описанным в европейском патенте 432814. В способе, соответствующем настоящему изобретению, можно использовать любой реактор алкилирования, такой как реактор с неподвижным слоем катализатора или реактор псевдоожиженного слоя, реактор со слоем носителя и каталитический дистилляционный реактор. Например, может быть использован каталитический дистилляционный реактор, работающий в смешанной газожидкостной фазе, описанный в патенте США 5476978 и в опубликованной международной патентной заявке 98/09929. В каталитическом дистилляционном реакторе реагенты и продукты каталитической реакции,в данном случае - реагенты и продукты алкилирования, одновременно разделяют перегонкой с использованием каталитического реактора в качестве дистилляционной колонны. Предпочтительные катализаторы алкилирования включают синтетические и природные пористые кристаллические твердые вещества, такие как кислотные цеолиты, в которых атомное соотношение кремний/алюминий находится в пределах от 5/1 до 200/1. В частности, предпочтительными являются-цеолиты, бета-цеолиты, морденит, омега-, А-, Хи -цеолиты или пористые кристаллические вещества МСМ-22, МСМ-36, МСМ-49, МСМ-56 и 10. В альтернативном варианте выполнения настоящего изобретения реакция алкилирования может быть проведена с помощью реактора непрерывного действия с неподвижным слоем, работающего в газовой фазе, описанного, например, в патентах США 4409412 и 5517184. В этом случае катализатор выбирают из цеолитов группы , в которых атомное соотношение кремний/алюминий находится в пределах от 20/1 до 200/1. Примерами цеолитов типаявляются -5, -11, -12, -23,-35, -38 и -48. Особенно предпочтительным является -5. Реакцию алкилирования проводят при температурах и давлениях, которые, как известно специалистам в данной области техники, зависят от типа реакции и выбора реагентов. В случае алкилирования бензола этиленом температура реакции обычно находится в пределах от 50 до 450 С. Более конкретно, для процессов, протекающих в газовой фазе,температура предпочтительно находится в пределах от 325 до 450 С, в то время как в случае каталитического дистилляционного реактора, работающего в смешанной газо-жидкостной фазе, температура реакции, варьируя в пределах слоя катализатора, составляет от 140 до 350 С, предпочтительно от 200 до 300 С. Давление в реакторе алкилирования поддерживают на уровне, составляющем от 0,5 до 6 МПа,предпочтительно от 2 до 4,5 МПа. Поток ароматического углеводорода, выходящий из реактора алкилирования, может быть подвергнут 3 16655 традиционной обработке для получения, соответственно, по существу чистого потока непрореагировавшего ароматического продукта, например, бензола, по существу чистого потока алкилзамещенного ароматического соединения, например, этилбензола, и потока более тяжелых продуктов, по существу состоящего из ди- или поли-алкилзамещенных ароматических соединений, например, ди- или поли-этилбензолов. Сепарационная (разделительная) система предпочтительно состоит из серии перегонных (дистилляционных) колонн в первой колонне извлекают непрореагировавший бензол, который затем поступает рециклом в реактор алкилирования или установку переалкилирования, как описано ниже. Этилбензол извлекают во второй перегонной колонне и направляют на дегидрирование, в то время как полиэтилбензолы, такие как диэтилбензолы и тризтилбензолы, извлекают в третьей колонне. Полиалкилзамещенные ароматические соединения, такие как полиэтилбензолы, могут поступать в реактор переалкилирования вместе с ароматическими углеводородами 6-12, в описываемом случае вместе с бензолом, для получения соответствующих монозамещенных ароматических соединений, таких как этилбензол, и повышения выхода реакции алкилирования. Реактор переалкилирования предпочтительно состоит из реактора с неподвижным слоем катализатора, работающего в жидкой фазе, в которой присутствует традиционный катализатор переалкилирования, такой как -цеолит, бета-цеолит или морденит, предпочтительно -цеолит или бета-цеолит. Реакция переалкилирования может быть проведена так, как описано в патенте США 5476978. В случае переалкилирования полиэтилбензолов бензолом молярное соотношение бензол/этилен,вычисленное по отношению к общему числу молей бензола, как в виде собственно бензола, так и в виде полиэтилбензола, и с учетом общего числа молей этилена, присутствующего в виде заместителя в полиэтилбензолах, составляет от 1,8/1 до 17/1, предпочтительно от 2,4/1 до 10/1. Температуру в реакторе переалкилирования поддерживают в пределах от 50 до 300 С, предпочтительно от 120 до 250 С, а давление поддерживают в пределах от 0,02 до 5,5 МПа, предпочтительно от 0,7 до 4,5 МПа. Алкильный углеводород С 2-С 5 или, в предпочтительном случае, этан, который также может быть смешан с продуктом алкилирования, представляет собой поток свежего сырья, поступающего непосредственно с нефтепереработки, и, таким образом,является доступным, как и бензол, с чистотой не менее 95 масс. Этан, загружаемый на этой стадии,обычно составляет 0-70 масс, от общего количества этана. Поток, содержащий продукт алкилирования, который также может быть смешан с этаном, подают в газообразном состоянии в основание реактора дегидрирования, который работает при температурах,лежащих в пределах от 450 до 650 С и давлениях от 0,1 до 3 атм. абс. (ата), предпочтительно при ат 4 мосферном давлении или давлении чуть больше атмосферного скорость потока реагентов, выраженная в единицах объема реагента в час на литр катализатора (газовая часовая объемная скорость,или ) лежит в пределах от 100 до 10000 час-1,предпочтительно от 100 до 1000 час-1, а время пребывания катализатора в зоне псевдоожиженного слоя составляет от 5 до 30 минут, предпочтительно от 10 до 15 минут. Для оптимального проведения дегидрирования катализатор загружают в верхнюю часть реактора и поддерживают в псевдоожиженном состоянии с помощью потока углеводорода, подаваемого в основание аппарата, так что катализатор медленно движется вниз к нижней части аппарата, противотоком к поднимающейся газовой фазе. По мере продвижения катализатор медленно дезактивируется и накапливается в нижней части аппарата по существу в отработанном виде. Отработанный катализатор непрерывно удаляют из нижней части реактора дегидрирования и подают с помощью транспортирующей среды, такой как воздух или азот, в реактор регенерации. Реактор регенерации работает по существу так же, как и реактор дегидрирования. Отработанный твердый катализатор загружают в верхнюю часть реактора и поддерживают в псевдоожиженном состоянии с помощью предварительно нагретого воздуха, возможно обогащенного кислородом, так что катализатор медленно движется вниз к нижней части аппарата, противотоком к поднимающемуся горячему воздуху. По мере продвижения углеродсодержащие остатки, содержащиеся в катализаторе, медленно выгорают, так что в нижней части регенератора накапливается по существу регенерированный катализатор. Благодаря высокой селективности реакции дегидрирования, для снабжения теплом, необходимым для поддержания теплового баланса системы, в регенератор также может быть подан топливный газ, горение которого обеспечивает поддержание указанного баланса. Предпочтительно, чтобы регенератор работал при атмосферном давлении или давлении немного больше атмосферного, при объемной скорости в пределах от 100 до 1000 час 1 и времени пребывания твердых частиц в аппарате в пределах от 5 до 60 минут, предпочтительно от 20 до 40 минут. Температурный профиль в реакторе регенерации обычно составляет от 600 до 800 С. Регенерированный катализатор при температуре около 650-800 С непрерывно удаляют из нижней части реактора регенерации и подают в реактор дегидрирования при помощи алкильного углеводорода С 2-С 5 или этана, используемого в качестве транспортирующей среды и составляющего от 30 до 100 масс, от его общего используемого количества,предпочтительно от 50 до 70 масс. Во время транспортировки из регенератора в реактор дегидрирования этан превращается в этилен, охлаждая,таким образом, катализатор, который затем подают в реакцию дегидрирования, создавая в реакторе оп 16655 тимальный температурный профиль для превращения этилбензола в стирол. В способе в соответствии с настоящим изобретением может быть использован любой катализатор,способный осуществить дегидрирование, по возможности, одновременное, парафина, такого как этан, и алкилароматического углеводорода, такого как этилбензол. Например, особенно предпочтительными являются катализаторы, описанные в Международной патентной заявке РСТ/ЕР 00/9196,приготовленные на основе железа и одного или более промоторов, выбранных из щелочных или щелочноземельных металлов и лантаноидов, на подложке из оксида алюминия, находящегося в дельтаили тета-фазе или в смешанной дельтатета, тетаальфа или дельтатетаальфа-фазе, модифицированного оксидом кремния и имеющего площадь поверхности, определенную способом БЭТ, предпочтительно менее 150 м 2/г. Более конкретно, это катализатор, который включает- 0,1-20 масс, предпочтительно 0,5-10 масс,по меньшей мере одного оксида щелочного или щелочноземельного металла, например, калия- 0-15 масс, предпочтительно 0,1-7 масс,второго промотора, выбранного из оксидов лантаноидов, например, церия, лантана или празеодима- причем дополнение до 100 составляет оксид алюминия, модифицированный 0,08-5 масс, оксида кремния. Другими примерами катализаторов являются катализаторы на основе галлия и платины, описанные в Европейском патенте 637578, или на основе хрома и олова, описанные в Европейском патенте 894781. Другие катализаторы дегидрирования парафинов и/или алкилароматических углеводородов описаны в Европейских патентах 400448 и 335130 и в Международной патентной заявке 96/34843. Катализатор на основе галлия и платины может быть выбран из катализаторов, включающих- 1-99 частей на миллион (масс), предпочтительно 3-80 частей на миллион, платины- причем дополнение до 100 составляет оксид алюминия, находящийся в дельта- или тета-фазе или в смешанных дельтатета-, тетаальфа- или дельтатетаальфа-фазах и имеющий площадь поверхности менее 150 м 2/г, определенную способом БЭТ. Катализатор на основе хрома и олова может быть выбран из катализаторов, включающих- причем дополнение до 100 составляет оксид алюминия, находящийся в дельта- или тета-фазе или в смешанных дельтатета-, тетаальфа- или дельтатетаальфа-фазах и имеющий площадь поверхности менее 150 м 2/г, определенную способом БЭТ. По окончании дегидрирования выделяют дегидрированный поток, по существу состоящий из этилена и стирола. Более конкретно, поток включает 15-30 масс. стирола 7-15 масс. этилена 10-50 масс, непрореагировавшего этилбензола и 15-55 масс, непрореагировавшего этана, а также другие продукты, такие как водород, метан, толуол,бензол, образовавшиеся как на стадии алкилирования, так и на стадии дегидрирования. Дегидрированный поток охлаждают, фильтруют и направляют в секцию дистилляции для извлечения стирола и непрореагировавшего этилбензола, который подают рециклом на дегидрирование, а также для извлечения потока, содержащего этилен, который подают рециклом на загрузку в установку алкилирования. Если имеющийся в наличии катализатор дегидрирования достаточно активен, т.е. для проведения реакции дегидрирования достаточно небольшого времени контакта реагирующего газа с катализатором, реактор дегидрирования может перейти в режим с сопутствующими потоками, при котором газ полностью переносит твердые вещества вверх пневматически (реактор с восходящим потоком). В этом случае скорость газа на единицу сечения реактора должна быть больше, чем конечная скорость самых крупных частиц, присутствующих в псевдоожиженном слое. Поэтому скорость газа на единицу сечения реактора имеет порядок величины по меньшей мере несколько м/с. Объемная скорость газадля такого реактора превышает 500 час-1, и предпочтительно превышает 1000 час-1. В этом случае алкильный углеводород поступает в нижнюю часть реактора с восходящим потоком,входя в контакт с катализатором при максимальной температуре реакции. Поток, содержащий алкилароматическое соединение, с другой стороны, вводят в реактор с восходящим потоком на подходящей высоте, когда уже произошло дегидрирование большей части алкильного углеводорода, и температура снизилась до значений, совместимых с правильным протеканием реакции дегидрирования алкилароматического соединения. Интегрированный способ получения этилбензола и стирола в соответствии с настоящим изобретением можно дополнительно объяснить с помощью прилагаемой на фигуре блок-схемы, на которой в качестве неорганичивающего примера представлен один из возможных вариантов выполнения. В соответствии с обозначениями на схеме, (А) представляет собой установку алкилирования,реактор дегидрирования,- установку регенерации катализатора, (С) - водяной конденсатор,5 16655 скруббер,-сепарационную секцию установки,представленную последовательно соединенными средствами дистилляции,- фильтрационную установку (1) и (2) представляют собой два теплообменника для теплообмена между газами, (К 1) и(К 2) - компрессоры,- сепаратор для разделения газа и жидкости,- мембранная сепарационная установка, (Т 1) и (Т 2) -пневматические трубопроводы для транспортировки катализатора между реактором и регенератором, и- дымовая труба для выброса дыма в атмосферу. Таким образом, настоящее изобретение полностью проиллюстрировано на основании прилагаемой схемы и вышеизложенного описания. Действительно, поток (1), состоящий из бензола, и рециркулирующий поток (14), по существу состоящий из этилена и этана, вместе со следами водорода и метана, подают в качестве реагентов в установку (А) алкилирования. Инертные продукты (3), которые в противном случае могли бы накапливаться в производственном цикле, удаляют из установки алкилирования. Алкилированный поток (4), по существу состоящий из этилбензола и этана, смешивают со вторым рециркулирующим потоком (16), содержащим этилбензол и поступающим из дистилляционной секции. Часть этана, необходимая для интегрированного способа в соответствии с настоящим изобретением,может быть добавлена посредством трубопровода(2) к потоку (4). Полученную таким образом смесь (5) после предварительного подогрева в (1) загружают через трубопровод (7) в реактордегидрирования. Реакторработает вместе с установкойрегенерации катализатора. В частности, отработанный катализатор, который накапливается в нижней части, непрерывно удаляют и транспортируют пневматическим способом по трубопроводу (Т 1), и, вводя транспортирующий газ, например, воздух или азот, в верхнюю часть регенератора . Поток (21) воздуха, отобранный из атмосферы (19), подвергают сжатию в (К 2) с образованием потока (20), который предварительно подогревают в (2) и подают в регенератор. Воздух (21), подаваемый в основание аппарата с помощью подходящего распределительного устройства, не показанного на чертеже, выжигает углеродсодержащие отложения (кокс), осевшие на поверхности катализатора, и, поднимаясь в противотоке, поддерживает твердые частицы в псевдоожиженном состоянии. Отходящие газы (22) из регенератора охлаждают в (2), фильтруют ви выбрасывают через . Аналогично, регенерированный катализатор, который накапливается в нижней части , непрерывно удаляют и транспортируют пневматическим способом по трубопроводу (Т 2), вводя в качестве транспортирующего газа этан (6), в верхнюю часть реакторадегидрирования. В процессе переноса этан тщательно смешивают с горячим катализатором, при этом он частично превращается в этилен,снижая температуру катализатора до значений, приемлемых для дегидрирования этилбензола. 6 Дегидрированный продукт (8), который по существу состоит из стирола, этилена, непрореагировавших этилбензола и этана, метана, водорода и других продуктов, таких как толуол и бензол, охлаждают в (1), промывают от захваченных мелких частиц в , охлаждают далее в конденсаторе (С) и направляют в сепаратор . Поток (12) продуктов,способных к конденсации, по существу состоящий из стирола, этилбензола и других побочных продуктов (бензола, толуола), удаляют из нижней части, в то время как поток (11) легких продуктов, по существу состоящий из этилена, этана, метана и водорода, извлекают из верхней части аппарата. Поток (12) направляют в дистилляционную установку , например, установку, включающую одну или более дистилляционных колонн, из которых извлекают стирол (18) высокой чистоты (99,5), вместе с этилбензолом (16), направляемым рециклом на дегидрирование, и побочными продуктами (17) направляемыми на последующую обработку. Поток (11) доводят в аппарате (К 1) до рабочего давления установки алкилирования, отделяют от водорода (15) в мембранной разделительной системеи подают рециклом в (А) в качестве первичного сырья по трубопроводу (14). Ниже для лучшего понимания настоящего изобретения и варианта его осуществления приведен неограничивающий иллюстрирующий пример. Пример Описана интегрированная установка для получения стирола, работающая в течение 8400 часов в год с нормальной годовой производительностью 3500 тонн стирола. На установке производят одновременное дегидрирование этана и этилбензола способом, аналогичным способу, описанному в патенте США 6031143. Этилбензол, необходимый для производства стирола, предварительно смешивают с этаном так, чтобы загружаемый в реактор поток состоял из 30 мол. этилбензола и 70 мол. этана. Реакцию проводят в псевдоожиженном слое при среднем давлении 1,5 атмосфер и температуре от 550 С в нижней части реактора до 600 С в верхней части каталитического слоя, куда загружают горячий регенерированный катализатор, выходящий из реактора. Объемная скорость газасоставляет 300 стандартных литров газа (приведенных к нормальным условиям) в час на литр катализатора. Катализатор дегидрирования включает оксид галлия (2,33 масс), оксид калия (0,6 масс), платину (75 частей на миллион),оксид кремния (1,56 масс) дополнение до 100 составляет оксид алюминия, а время пребывания твердых частиц (катализатора) в аппарате равно 12 минутам. Степень превращения этилбензола составляет 52 масс, а селективность по стиролу 92 масс. Степень превращения этана составляет 10 масс, а селективность по этилену - 90 масс. Таким образом, молярное соотношение между прореагировавшим этилбензолом и получаемым этиленом равно 2,5. 16655 Дополнительное количество этана, равное 60 от количества, предварительно смешанного с этилбензолом, поступает в основание трубопровода,транспортирующего катализатор из регенератора в реактор, в котором температуру регенерированного катализатора доводят до средней температуры 650 С и до среднего давления 2 бар (0,2 МПа). Этан действует как транспортирующий газ и также частично реагирует с образованием этилена. Выход этилена составляет 20 масс, и, следовательно,после того, как отходящий газ из псевдоожиженного слоя реактора смешивают с транспортирующим газом, поступающим из регенератора в реактор, молярное соотношение между прореагировавшим этилбензолом и образовавшимся этиленом составляет 0,99. Таким образом, с помощью дегидрирования этана получают дополнительное количество этилена, которое достаточно для использования в качестве реагента в секции алкилирования и для получения всего этилбензола, который вступает в реакцию в реакторе дегидрирования. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Интегрированный способ получения алкил- и алкенилзамещенных ароматических соединений,который включает а) подачу потока, состоящего из ароматического углеводорода С 6-С 12 и рециркулирующего потока,содержащего алкенильный углеводород С 2-С 5, в установку алкилирования б) возможное смешивание потока, выходящего из установки алкилирования и содержащего алкилароматическое соединение, с потоком, состоящим из алкильного углеводорода С 2-С 5 в) подачу потока полученного на стадии (б), в установку дегидрирования/регенирации с псевдоожиженным слоем, содержащую катализатор, способный к одновременному осуществлению дегидрирования алкильного углеводорода, возможно присутствующего в потоке, и алкилароматического соединения г) непрерывную выгрузку отработанного катализатора, который накапливается в нижней части реактора дегидрирования, и его подачу в верхнюю часть реактора регенерации д) непрерывную выгрузку регенерированного катализатора, который накапливается в нижней части реактора регенерации, и подачу в верхнюю часть реактора дегидрирования е) подачу потока углеводорода, выходящего из реактора дегидрирования, в сепарационную секцию для получения потока, по существу состоящего из алкенилзамещенного ароматического соединения, и потока, содержащего алкенильный углеводород ж) рециркуляцию потока, содержащего алкенильный углеводород, в установку алкилирования причем указанный интегрированный способ отличается тем, что текучая среда для транспортировки катализатора, который осаждается в нижнюю часть регенератора при температуре 650-800 С в реактор дегидрирования состоит из алкильного углеводорода С 2-С 5. 2. Интегрированный способ по п. 1, в котором ароматический углеводород С 6-С 12 представляет собой бензол. 3. Интегрированный способ по п.п. 1 или 2, в котором алкильный/алкенильный углеводород С 2-С 5 представляет собой этан/этилен. 4. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, а котором рециркулирующий поток состоит на 20-95 мол. из этана и на 5-80 мол. из этилена, соответственно. 5. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором потоки подают в установку алкилирования так, чтобы молярное отношение бензол/этилен составляло от 1,8 до 50. 6. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором установка алкилирования включает каталитический дистилляционный реактор, который работает в смешанной газожидкостной фазе. 7. Интегрированный способ по любому из п.п. 15, в котором установка алкилирования включает реактор непрерывного действия с неподвижным слоем, работающий в газовой фазе. 8. Интегрированный способ по п. 6, в котором катализатор алкилирования выбирают из синтетических и природных пористых кристаллических твердых веществ, таких как кислотные цеолиты, в которых атомное соотношение кремний/алюминий составляет от 5/1 до 200/1. 9. Интегрированный способ по п. 8, в котором катализатор алкилирования выбирают из -, бетацеолитов, морденита, омега-, А-, Х- и -цеолитов или пористых кристаллических твердых веществ МСМ-22, МСМ-36, МСМ-49, МСМ-56 и -10. 10. Интегрированный способ по п. 7, в котором катализатор алкилирования выбирают из цеолитов группы , в которых атомное соотношение кремний/алюминий составляет от 20/1 до 200/1. 11. Интегрированный способ по п. 10, в котором катализатор алкилирования выбирают из цеолитов-5, -11, -12, -23, -35, -38 и -48. 12. Интегрированный способ по п. 11, в котором катализатор алкилирования - это -5. 13. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором реакцию алкилирования проводят при температуре, составляющей от 50 до 450 С. 14. Интегрированный способ по п. 6, в котором температура алкилирования, варьируя в пределах слоя катализатора, составляет от 140 до 350 С. 15. Интегрированный способ по п. 7, в котором температура алкилирования составляет от 325 до 450 С. 16. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором давление в реакторе алкилирования поддерживают на уровне,составляющем от 0,5 до 6 МПа. 17. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором установка 7 16655 алкилирования включает сепарационную систему для получения, соответственно, по существу чистого потока непрореагировавшего ароматического продукта (бензола), по существу чистого потока алкилзамещенного ароматического соединения(этилбензола), и потока более тяжелых продуктов,по существу состоящего из ди- или полиалкилзамещенных ароматических соединений (ди- или полиэтилбензолов). 18. Интегрированный способ по п. 17, в котором сепарационная система состоит из серии дистилляционных колонн, при этом в первой колонне извлекают непрореагировавший бензол, который затем подают рециклом в реактор алкилирования или в установку переалкилирования, во второй дистилляционной колонне извлекают этилбензол и направляют его на дегидрирование, а в третьей колонне извлекают полиэтилбензолы, по существу представляющие собой диэтилбензолы и триэтилбензолы. 19. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором полиалкилзамещенные ароматические соединения подают в реактор переалкилирования для осуществления переалкилирования с ароматическими углеводородами С 6-С 12 для получения соответствующих монозамещенных ароматических соединений. 20. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором реакцию переалкилирования проводят в реакторе с неподвижным слоем катализатора, работающим в жидкой фазе, в котором присутствует катализатор переалкилирования, выбираемый из -цеолита, бетацеолита или морденита. 21. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором в случае переалкилирования полиэтилбензолов бензолом, молярное соотношение бензол/этилен, вычисленное с учетом общего числа молей бензола как в виде собственно бензола, так и в виде полиэтилбензола, и с учетом общего числа молей этилена, присутствующего в виде заместителя в полиэтилбензолах, составляет от 1,8/1 до 17/1. 22. Интегрированный способ по п. 21, в котором температуру в реакторе переалкилирования поддерживают в пределах от 50 до 300 С, а давление поддерживают в пределах от 0,02 до 5,5 МПа. 23. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором алкильный углеводород С 2-С 5, подаваемый в поток, выходящий из установки алкилирования, составляет 0-70 масс, от общего количества. 24. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором поток, содержащий продукт алкилирования, подают в газообразном состоянии в основание реактора дегидрирования, который работает при температурах, составляющих от 450 до 650 С, и давлениях от 0,1 до 3 атм. абс. (ата). 25. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором в реактор регенерации подают предварительно нагретый воздух 8 и, возможно, топливный газ для подвода тепла, получаемого при его сжигании. 26. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором температурный профиль в реакторе регенерации обычно лежит в пределах от 600 до 800 С. 27. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором регенерированный катализатор непрерывно удаляют из нижней части реактора регенерации и подают в реактор дегидрирования при использовании в качестве транспортирующей среды алкильного углеводорода С 2-С 5 в количестве, составляющем от 30 до 100 масс.,от его общего используемого количества. 28. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором катализатор дегидрирования приготовлен на основе железа и одного или более промоторов, выбираемых из щелочных или щелочноземельных металлов и лантаноидов, на подложке из оксида алюминия, находящегося в дельта- или тета-фазе или в смешанных дельтатета-, тетаальфа- или дельтатетаальфа-фазах, модифицированного оксидом кремния и имеющего площадь поверхности, определенную способом БЭТ предпочтительно менее 150 м 2/г. 29. Интегрированный способ по п. 28, в котором катализатор дегидрирования включает- 0,1-20 масс., по меньшей мере, одного оксида щелочного или щелочноземельного металла- 0-15 масс., второго промотора, выбираемого из оксидов лантаноидов, причем дополнение до 100 составляет оксид алюминия, модифицированный 0,08-5 масс., оксида кремния. 30. Интегрированный способ по любому из п.п. 1-27, в котором катализатор дегидрирования выбирают из катализаторов, приготовленных на основе галлия и платины или приготовленных на основе хрома и олова. 31. Интегрированный способ по п. 30, в котором катализатор, приготовленный на основе галлия и платины, включает- 1-99 частей на миллион (масс.) платины- 0,08-3 масс., оксида кремния причем дополнение до 100 составляет оксид алюминия, находящийся в дельта- или тета-фазе или в смешанных дельтатета-, тетаальфа- или дельтатетаальфа-фазах и имеющий площадь поверхности, определенную способом БЭТ, менее 150 м 2/г. 32. Интегрированный способ по п. 30, в котором катализатор, приготовленный на основе хрома и олова, включает- причем дополнение до 100 составляет оксид алюминия, находящийся в дельта- или тета-фазе или 16655 в смешанных дельтатета-, тета - альфа- или дельтатетаальфа-фазах и имеющий площадь поверхности, определенную способом БЭТ, менее 150 м 2/г. 33. Интегрированный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по окончании дегидрирования извлекают дегидрированный поток,который включает 15-30 масс, стирола, 7-15 масс., этилена, 10-50 масс., непрореагировавшего этилбензола и 15-55 масс., непрореагировавшего этана. 34. Интегрированный способ получения алкил- и алкенилзамещенных ароматических соединений,который включает а) подачу потока, состоящего из ароматического углеводорода С 6-С 12 и рециркулирующего потока,содержащего алкенильный углеводород С 2-С 5, в установку алкилирования б) возможное смешивание потока, выходящего из установки алкилирования и содержащего алкилароматическое соединение, с потоком, состоящим из алкильного углеводорода С 2-С 5 в) подачу потока, полученного на стадии (б), в установку дегидрирования/регенерации с псевдоожиженным слоем, содержащую катализатор дегидрирования, способный осуществить дегидрирование, также и одновременное, алкильного углеводорода, возможно присутствующего в потоке, и алкилароматического соединения г) непрерывную выгрузку отработанного катализатора, который накапливается в нижней части реактора дегидрирования, и его подачу в верхнюю часть реактора регенерации д) непрерывную выгрузку регенерированного катализатора, который накапливается в нижней части реактора регенерации, и его подачу в верхнюю часть реактора дегидрирования е) подачу потока углеводорода, выходящего из реактора дегидрирования, в сепарационную секцию для получения потока, по существу состоящего из алкенилзамещенного ароматического соединения, и потока, содержащего алкенильный углеводород ж) рециркуляцию потока, содержащего алкенильный углеводород, в установку алкилирования причем указанный интегрированный способ отличается тем, что среда для транспортировки катализатора, который осаждается в нижней части регенератора при температуре 650-800 С, в реактор дегидрирования состоит из алкильного углеводорода С 2 С 5, и тем, что реактор дегидрирования представляет собой реактор с восходящим потоком, находящийся в режиме с сопутствующими потоками, при котором газ пневматически полностью переносит твердые вещества вверх. 35. Интегрированный способ по п. 34, в котором объемная скорость газапревышает 500 ч-1 и предпочтительно превышает 1000 ч-1. 36. Интегрированный способ по п.п. 34 или 35, в котором алкильный углеводород поступает в нижнюю часть реактора с восходящим потоком, входя в контакт с катализатором при максимальной температуре реакции, а поток, содержащий алкилароматическое соединение, вводят в реактор с восходящим потоком на средней высоте, где температура снизилась до значений, совместимых с протеканием соответствующей реакции дегидрирования.

МПК / Метки

МПК: C07C 15/46, C07C 15/073, C07C 2/66

Метки: алкил, интегрированный, алкенилзамещенных, соединений, способ, получения, ароматических

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/11-16655-integrirovannyjj-sposob-polucheniya-alkil-i-alkenilzameshhennyh-aromaticheskih-soedinenijj.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Интегрированный способ получения алкил- и алкенилзамещенных ароматических соединений</a>

Похожие патенты