ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Технология алкилирования ароматических углеводородов из "Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза" К наиболее многотоннажным продуктам, вырабатываемым алкилированием ароматических соединений, относятся этил- и изо-пропилбензол. [c.352] Первоначально изопропилбензол применяли в качестве высокооктановой добавки к моторным топливам, а в настоящее время основным его потребителем является химическая промышленность. [c.352] Немаловажное значение имеют алкилароматические пластификаторы, смазочные масла и присадки, получаемые алкилированием ароматических углеводородов. Смазочные масла синтезируют алкилированием в присутствии А1С1з нафталина или смесей ароматических углеводородов, экстрагируемых из нефтяных фракций. Алкилируюшими агентами служат олефины (от этилена до высших олефинов, получаемых крекингом парафина) или хлорированные фракции керосина. В случае низших олефинов для синтеза смазочного масла в молекулу нафталина необходимо вводить 6—7 алкильных групп, а при использовании высших олефинов — от 2 до 4 алкильных групп. [c.353] Синтетические пластификаторы (мягчители) для каучуков вырабатывают аналогичным образом из тех же исходных веществ. [c.353] Из всех катализаторов алкилирования ароматических углеводородов наибольшее практическое значение получил хлористый алюминий, обладающий высокой каталитической активностью и широким диапазоном действия. При его использовании удается избежать образования полиалкилированных соединений, можно проводить синтез при небольшом избытке ароматического компонента и применять разбавленные фракции олефинов. [c.355] Процесс часто осуществляют при атмосферном давлении. Для алкилирования газообразными олефинами иногда создают давление до 5—6 ат (особенно в случае применения разбавленных фракций олефинов) для интенсификации процесса, уменьшения уноса бензола и поддержания нужной температуры. Выбор температуры ограничивается побочными реакциями деструкции и осмоления под влиянием А1С1з. Так, в синтезе моющих веществ для введения длинных алкильных групп температуру при алкилировании поддерживают от 30 до 60 °С. В процессе получения этил- и изопропилбензолов ее повышают до 90—100 °С и даже до 120 °С, что ускоряет процессы переалкилирования побочно образующихся полиалкилбензолов, возвращаемых в реактор. [c.355] Чтобы исключить индукционный период реакции при катализе твердым хлористым алюминием, обычно готовят в отдельном аппарате каталитический комплекс А1С1з с ароматическим углеводородом путем нагревания их смеси при перемешивании и с добавкой подходящего хлорпроизводного. Лучше пользоваться ал-килбензолами, так как сам бензол образует этот комплекс с большим трудом. [c.355] Типы основных реакционных устройств изображены на рис. 73. [c.356] Именно таким образом осуществлен синтез высших алкилбензолов из хлорированного керосина, тетрамера пропилена или а-олефинов. Время пребывания реакционной массы в каскаде при температуре реакции 40—60 °С составляет около 50 мин, причем оно определяется условиями отвода тепла и желанием приблизиться к равновесию, благоприятному для получения моноалкилированных соединений. [c.357] Алкилирование ароматических углеводородов газообразными олефинами ведут и в колоннах, иногда снабженных водяными рубашками для охлаждения и в верхней части брызгоуловителем (рис. 73, в). Как и другие реакторы, колонну выполняют из легированной стали или защищают ее внутреннюю поверхность эмалью или кислотостойкими материалами. Реакционная масса состоит из жидкого каталитического комплекса (20—30 объемн. %) и нерастворимой в нем смеси углеводородов. Перемешивание достигается путем барботирования газообразного олефина, подаваемого в низ колонны, куда поступают также свежий бензол и полиалкилбензолы со стадии разделения. Часть реакционной массы непрерывно выходит из колонны через боковой перелив и попадает в сепаратор, где более тяжелый каталитический комплекс отделяется от углеводородного слоя и возвращается в реактор. Отвод тепла реакции происходит главным образом за счет испарения бензола. Пары его, захваченные отходящими газами, попадают в обратный конденсатор, где бензол конденсируется и возвращается в реактор. Так создается автотермический режим работы реакционной колонны, и в ней устанавливается температура, зависящая от давления и концентрации исходного олефина. [c.357] При алкилировании олефинами хлористый водород, содержащийся в каталитическом комплексе, постепенно уносится с отходящими газами или выводится с углеводородным слоем. Его потери возмещаются за счет влаги, содержащейся в исходных реагентах и гидролизующей катализатор с образованием НС1. Однако подача слишком влажных реагентов невыгодна из-за повышения расхода AI I3. Поэтому бензол подвергают специальной сушке путем азеотропной ректификации. Сухим должен быть и исходный олефин. Расход AI I3 увеличивается также при недостаточно чистых реагентах, особенно при наличии в них диенов и сернистых соединений. Обычно расход AI I3 составляет 0,01— 0,05 мол. % но алкилирующему агенту. [c.357] Технологическая схема производства. На рис. 74 изображена технологическая схема производства этил- или изопропилбензола алкилированием бензола газообразным олефином в присутствии AI I3. Исходный олефин может применяться в виде концентрированной фракции (95—99%-ный этилен) или фракции, разбавленной примесями парафинов (пропан-пропиленовая фракция газов пиролиза или крекинга нефтепродуктов). [c.357] Свежий бензол вместе с бензолом, возвращенным со стадии разделения, поступает в колонну 1, предназначенную для осушки бензола азеотропной ректификацией. Низкокипящая азеотропная смесь бензола с водой конденсируется в конденсаторе 2 и разделяется в сепараторе 3 на два слоя. Воду с растворенным в ней бензолом отводят (ее можно использовать для промывки реакционной массы), а бензольный слой стекает на верхнюю тарелку колонны 1, создавая орошение. Осушенный бензол из куба колонны 1 охлаждается в холодильнике 4 и попадает в сборник 5, а из него насосом передается в алкилатор 7. [c.358] Каталитический комплекс готовят в аппарате 6 с мешалкой и рубашкой для обогрева паром. В него загружают полиалкилбензолы (ПАБ) или смесь бензола и полиалкилбензола (примерно в отношении 1 1) и хлористый алюминий (1 моль на 2,5—3 моль ароматических углеводородов), после чего при нагревании и перемешивании подают хлорпроизводное. Приготовленный комплекс периодически вводят в алкилатор. [c.358] ИЗ обратного холодильника 9. Температуру в алкилаторе поддерживают 90—100°С и выше. [c.359] отходящие после конденсатора 9, содержат значительное количество паров легколетучего бензола (особенно при использовании разбавленных фракций олефинов). Для улавливания бензола эти газы направляют в абсорбер 10, который орошается полиалкил-бензолами, выделенными из реакционной массы на стадии разделения. Собирающийся в нижней части абсорбера раствор бензола в полиалкилбензолах поступает в реакционный аппарат 7 для переалкилирования. Газы после абсорбера 10 промывают водой в скруббере 11 для удаления НС1 и сбрасывают в атмосферу. [c.359] Разделение продуктов реакции осуществляют в нескольких непрерывно действующих ректификационных колоннах (на рисунке не показаны). В первой из них отгоняют бензол и воду, растворившуюся в углеводородах на стадии промывки. В следующей колонне в вакууме отгоняют фракцию, содержащую главным образом целевой продукт, но с примесью ближайших гомологов бензола. Ее подвергают затем дополнительной ректификации с выделением технического этил- или изопропилбензола. Кубовая жидкость второй колонны содержит полиалкилбензолы с примесью продуктов осмоления, которые образуются под действием AI I3. Полиалкилбензолы отгоняют в вакууме от смол и используют для абсорбции бензола из отходящих газов и приготовления каталитического комплекса. Через эти промежуточные операции полиалкилбензолы снова возвращают в аппарат 7, где их подвергают деалкилированию. Выход целевого продукта с учетом всех потерь достигает 94—95% при расходе 6—10 кг AI I3 на 1 г моноалкилбензола. [c.359] Вернуться к основной статье