•ОЗНЛЯ Советский патент 1973 года по МПК C07C15/02 C07C2/66 C07C15/73 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛБЕНЗОЛА ИЛИ КУМОЛА

1

Изобретение относится к получению ароматических углеводородов, в особенности, этилбензола и кумола - важнейшего сырья для получения стиролов, фенола, ацетона и других продуктов нефтехимического синтеза.

Известен способ получения алкилароматических углеводородов, например этилбензола или кумола, алкилированием бензола этиленом или пропиленом при 35-315° С при давлении, достаточном для поддержания реакции алкилирования в жидкой фазе на цеолите типа X, содержащем редкоземельные элементы. Молярное соотношение бензола к этилену составляет 12:1.

Однако использование такого катализатора алкилирования требует высокой температуры процесса, не обеспечивает достаточно высокой конверсии и производительности. Катализатор быстро дезактивируется вследствие протекания побочных процессов.

Цель изобретения - повысить выход целевого продукта и производительность процесса.

Это достигается за счет использования в качестве катализатора цеолито,в типа У, содержащих катионы кальция и редкоземельных элементов.

Использование в качестве основы для приготовления катализатора гранулированных цеолитов без связующего, полученных по

способу кристаллизации в гранулах, позволяет осуществить процесс алкилирования с более высокой производительностью (в несколько раз), более высоким выходом конечного продукта (60-85%), более длительной работой без регенерации катализатора (350 час) и низкой рабочей температурой (200-250° С), которую легко поддерживать с помощью промышленных теплоносителей.

Пример 1. Катализатор РЗЭ-Х с отношением Si:Al 2,3 получен обменом исходного цеолита NaX без связующего компонепта на смесь редкоземельных элементов состава, %: Се-63, Za-21, Рг-4, Nd-10, Sm-0,6. Степень замещения Na в цеолите на редкоземельные элементы 40-50%, на NH4- 15-20%. Доминирующий диаметр вторичных пор 112-2700 А, сорбционная емкость по бензолу до загрузки - 25,67%, после выгрузки - 24,47%. Прочность на раздавливание до загрузки 1,95 кг/мм, после выгрузки- 1,42 кг/мл. Загрузка в проточпый изометрический реактор составляет 22 г катализатора. При объемной скорости по бензолу 3 час соотношении бензол; этилен 3:1, давлении СО атм и температуре 300° С выход этилбензола составляет 56-62% при концентрации его в катализаторе 22,8 - 25,4% и съеме 0,59-0,66 г в час с 1 см катализатора. При тех же условиях при 330-350° выходы

этилбензола составляют 67-69% при концентрации 27% и производительности 0,73 г/час с 1 см катализатора.

Пример 2. В проточный, адиабатический реактор загружают 1 кг катализатора СаУ с отношением Si:Al 3,6, содержащего 11% СаУ и 1,6% Na2O. Диаметр вторичных пор

о

до загрузки 112-393 А, после выгрузки -

о

112-524 А, сорбционная емкость но бензолу до за1г.руз.ки - 32,99%, после выгрузки - 31,68%, прочность на раздавливание до загрузки - 3,34 кг/мм, после выгрузки - 1,25 кг/мм. В условиях, близких к промышленным, при объемной скорости 2 , 30 атм, соотношении бензол : этилен - 4:1 и температуре в середине слоя катализатора 300° С выход этилбензола составляет 60-75%, в течение 200 час непрерывной работы без регенерации, затем выход сост-авляет 40-60% в течение по крайней мере еще 150 час. При этом концентрация полиэтилбензолов (в основном диэтилбензола) не превышает . Степень превращения этилена первые 200 час- 70-95%. При регенерации азотно-кислородной смесью (содержание 02-3%) акти&ность полностью восстанавливается. При работе в течение 1000 час не было замечено «усталости катализатора.

Пример 3. В проточный изотермический реактор загружают 30 г (50 см) катализатора Са-РЗЭ-У с отношением Si:Al 3,6. Степень обмена на Са - 24%, на редкоземельные элементы - 46,3%. Состав редкоземельных элементов, %: La - 75: Рг - 6; Се - 2. Прочность катализатора 2,1 KZJMM. При алкилировании бензола этиленом при объемной скорости 3 , давлении 30 йт -и соотношении бензол: этилен 3:1 степень превращения при 250 -275° С по этй-лену составляет 90-97% при выходе этилбензола 50-60% и производительности 0,50-0,56 г этилбензола с 1 см катализатора. С понижением Температуры до 150- 200° С степень превращения достаточно высока 80-90%, но происходит интенсивное коксообразование.

Пример 4., В проточный изотермический реактор загружают 30 г (50 см) катализатора Са-РЗЭ-У. Степень обмена на Са - 25%,. на редкоземельные элементы - 44%. Состав редкоземельных элементов, %: Рг - 85; Nd- 5; CI-1,5; L - 0,6. Прочность катализатора 2,9 кг/см. При алкилировании бензола этиленом при 30 ат, объемной скорости 3 час соотношении реагентов 3 : 1 и 250-275° степень превращения этилена составляет 85-95%, выход этилбензола - 60-70%, а производительность по этилбензояу - 0,5-0,56 г/час с 1 см катализатора.

Пример 5. В проточный изотермически реактор загружают 30 г (50 см) катализатора СаН-РЗЭ-У. Степень обмена на Са-17%, на Н -7%, на РЗЭ - 46%. Состав редкоземельных элементов, %: С1 - 63, La - 21, Nd- 10, Рг - 4, Sm - 0,6. Прочность катализатора 2,1 кг/мм.

В процессе алкилирования бензола этилено.м при 30 ат, объемной скорости 3 час, соотношении реагентов 3 : 1 и температуре 250° степень превращения этилена составляет 92- 96%, выход этилбенэола 50-60%., а производительность по этилбензолу - 0,54-0,69 г/час с 1 см катализатора.

Пример 6. Катализатор и реактор тот же, что и в примере 5. В процессе алкилирования бензола пропиленом при соотношении 3:1, давлении 30 ат и температуре -275° С выход кумола составляет 65-70%, степень превращения на пропилен - 85-95%, концентрация кумола в катализаторе - 27-29%, производительность по кумолу - 0,7-0,85 г/час с 1 с-из катализатора. При соотношении 5 : 1 выход кумола увеличивается до 85%.

Предмет изобретения

Способ получения этилбензола или кумола алкилированием бензола этиленом или пропиленом на цеолит-содержащем катализаторе при повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и производительности процесса, в качестве катализатора используют цеолит типа У, содержащий катионы кальция и редкоземельных элементов.