ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство этилбензола и диэтилбензола из "Общая химическая технология и основы промышленной экологии" Этилбензол С6Н5С2Н5 используют в промышленности в основном как сырье для синтеза стирола. Большую часть этилбензола получают алкилированием бензола этиленом и значительно меньшее его количество выделяют сверхчеткой ректификацией из продуктов риформинга прямогонного бензина. [c.398] Алкилирование осложнено побочными реакциями (крекинг, полимеризация). Среди них наибольшее значение имеет образование полиалкилированных ароматических углеводородов. В результате в продуктах реакции содержится смесь моно-, ди-, три-, тетра- и более алкилированных этилбензолов. Выбирая оптимальное соотношение бензола и этилена в исходном сырьевом потоке, можно получить максимальный выход моноэтил-бензола, однако совсем исключить образование полиэтилбензо-лов нельзя. [c.398] Эта реакция переалкилирования позволяет фактически всему этилену и бензолу, поступившим в реактор, превратиться в этилбензол. Равновесные содержания алкилбензолов представлены в табл. 5.3. [c.399] На процессы алкилирования и переалкилирования оказывают влияние такие главные факторы концентрация катализатора (хлорида алюминия), концентрация промотора (H I), температура, время контакта, мольное соотношение этилена и бензола, давление. [c.399] Технологические схемы действующих производств не имеют принципиальных различий одна из них показана на рис. 5.9. В ней можно вьщелить реакционный узел (аппараты /, 2) и системы вьшеления продукта ректификацией (колонны 7), подготовки свежего (б) и нейтрализации отработанного (J) катализатора, очистки хвостовых газов 4, S). [c.399] Процесс алкилирования бензола этиленом проводится в полом реакторе колонного типа в режиме барботажа. Одновременно с алкилированием осуществляется и реакция переалкилирования полиэтилбензолов. В реактор вводятся потоки бензола, полиэтилбензолов, свежего и рециркулирующего катализаторного комплекса, газообразного олефина. Отвод теплоты реакции осуществляют за счет испарения бензола в реакторе и отвода его паров с последующей конденсацией и рециркуляцией. Температура процесса составляет 80-130 °С и ее поддерживают регулированием давления в реакторе (0,1-0,6 МПа) - от него зависит температура испарения. [c.400] Показанный в реакции (5.1) катализаторный комплекс частично растворен в реакционной смеси и присутствует также в виде отдельной фазы. В ней образуются более сложные комплексы, не активные в реакции алкилирования. При недостаточно интенсивном перемещивании фазы катализаторного комплекса и реакционной смеси могут расслаиваться в реакторе (комплекс почти вдвое тяжелее алкилата), что отрицательно сказывается на процессе - ухудшается растворение активной части комплекса в реакционной смеси, большая часть активного комплекса переходит в неактивный, накапливаются полимерные образования. Поэтому барботаж этилена как способ перемешивания должен быть организован таким образом, чтобы исключить застойные зоны в реакторе и обеспечить хорошее растворение активной части катализатора в реакционной смеси. Для этого был разработан алкилатор, схема которого показана на рис. 5.10, а. В нем газ распределяется по сечению реактора через множество маленьких форсунок. Свежий бензол и катализатор вводят через отдельный штуцер в середину газового потока этилена. Тем самым обеспечивается быстрое диспергирование и контакт реагентов. Рециркулирующие бензол и катализаторный комплекс вводят по касательной вдоль корпуса (рис. 5.10, б), что способствует размыванию застойных зон у днища реактора. Более чистый алкилат отбирается из верхней части реактора и отстаивается от катализаторного комплекса, который возвращается в реакционную зону. [c.400] Углеводородный слой, образовавшийся после обработки катализаторного комплекса водой, смешивают с кислым алкила-том и направляют на разделение продуктов, а водный слой выводят из системы. [c.401] Обработка продуктов реакции описанным способом приводит к образованию большого количества сточных вод (10-12 на 1 т этилбензола). Кроме того, образовавшийся хлороводород вызывает коррозию аппаратуры и трубопроводов и приводит к необходимости использования дорогостоящих сплавов. [c.401] Для очистки сточных вод сначала проводят отправку органических примесей, затем добавляют к воде известковое молоко и полиакриламид. Скоагулировавший осадок обезвоживают на фильтр-прессах и передают на утилизацию. Осветленную воду выводят на установку биохимической очистки или передают на восполнение потерь воды в других производствах (например, в производстве стирола). [c.401] ОТГОНКИ бензола, имеет около 20 тарелок и работает при атмосферном давлении. Во второй колонне (60 тарелок) получается концентрированный этилбензол (99,8%). Третья колонна служит для отделения полиалкилбензолов от смолы, она снабжена 40-50 тарелками и работает при остаточном давлении 5,3 кПа (40 мм рт. ст.). [c.402] Фирма Monsanto (США) внедрила процесс гомогенного высокотемпературного алкилирования бензола этиленом. Характерными особенностями процесса являются подача очень малого количества катализатора и отсутствие рециркуляции катализаторного комплекса, проведение процесса при температуре выше 150 °С. Катализатор используется однократно и выводится из системы. Наряду с реактором алкилирования имеется отдельный реактор переалкилирования. Принципиальная технологическая схема процесса приведена на рис. 5.11. [c.402] В реактор 1 подаются реагенты и катализатор. Тепло реакции используется для генерирования водяного пара в парогенераторе 7. Зто существенно улучшает экономические показатели процесса. Алкилат поступает в реактор переалкилирования 2, туда же подаются рециркулирующие полиалкилбензолы. Смесь находится в реакторе в течение времени, необходимого для достижения равновесия. Выходящий из реактора 2 продукт освобождается от газообразных компонентов в испарителе 3 за счет снижения давления и далее направляется на промывку водой. Пары через конденсатор 4 и сепаратор 5 поступают в абсорбер 6, где промываются бензолом. Жидкая фаза из абсорбера возвращается в реактор, а газ отдувается и передается в топливную сеть. Ввиду меньшего расхода хлорида алюминия в данном процессе понижена коррозионность реакционных сред, и аппараты изготовлены из углеродистой стали, покрытой торкрет-бетоном. [c.402] По данной технологии осуществляется производство этилбензола с единичной мощностью в 750 тыс. т в год. [c.403] Положение второй метильной группы в диэтилбензоле показано в скобках, так как образуется равновесная смесь изомеров - 0-, м- и -диэтилбензола в соотнощении при 400 К 0,28 0,51 0,21. Равновесное превращение диэтилбензола равно 0,37. Образуются также полиалкилбензолы. [c.403] Схема процесса включает в себя две основные системы - реакционный узел и систему разделения (рис. 5.12). [c.403] Катализаторный комплекс аналогичен комплексу для алкилирования бензола и обладает теми же недостатками - расслоение с реакционной средой, дезактивация алкилбензолами. Поэтому длительное его пребывание в реакторе и недостаточно интенсивное перемешивание снижают интенсивность процесса и ухудшают качество продукта. В реакторе смешения необходимое время пребывания составляет более 50 мин. Из-за распределения времени пребывания реакционной смеси в таком реакторе часть ее пребывает в нем достаточно долго. Происходит непрерывное испарение бензола. Все это приводит к повышенному образованию полиалкилбензолов. [c.403] Хорошо рассчитанная бензольная ректификационная колонна с некоторыми усовершенствованиями позволяет получить еще один ценный продукт - бензол высокой чистоты. [c.404] Вернуться к основной статье