FI92480B - Alkyylibentseenien valmistus - Google Patents

Description

92480

Alkyylibentseenien valmistus - Framställning av alkylben-sener 5 Tämä keksintö koskee alkyylibentseenien valmistusta antamalla bentseenin ja olefiinin reagoida zeoliittialkylointikata-lyytin läsnä ollessa. Tarkemmin sanoen tämä keksintö koskee etyylibentseenin ja kumeenin valmistusta antamalla bentseenin ja eteenin tai propeenin reagoida vaiheittaisessa alky-10 lointireaktorissa zeoliittialkylointikatalyytin läsnä ollessa.

Tekniikassa on aikaisemmin ollut tunnettua valmistaa alkyy-libentseenejä antamalla olefiinien ja bentseenin reagoida 15 alkylointikatalyytin, esim. zeoliittikatalyytin läsnä ollessa. Tyypillisessä prosessissa olefiinia ja bentseeniä syötetään alkylointireaktorin syöttöaukon läpi, joka reaktori sisältää alkylointikatalyyttiä. Poistovirta syötetään erotus- ja talteenotto-osaan bentseenin, halutun alkyylibent-20 seenituotteen (tavallisesti monoalkyylibentseeni), polyal-kyylibentseenien, nk. raskaiden jäännösten, erityisesti di-fenyylialkaanin talteenottamiseksi. Polyalkyylibentseenit voidaan johtaa transalkylointilaitteeseen konvertoitavaksi toivotummaksi monoalkyylibentseeniksi. Bentseeni voidaan 25 lähettää transalkylointilaitteeseen tai kierrättää takaisin alkylointilaitteeseen konvertoitavaksi alkyylibentseeneiksi.

Tämä keksintö kohdistuu menetelmään bentseenin alkyloimisek-si nestefaasissa zeoliittialkylointikatalyytin läsnä olles-30 sa, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että syötetään bentseeniä alkylointilaitteeseen, jossa on vain kaksi reak-tiovaihetta, joista kumpikin sisältää zeoliittialkylointika-talyyttiä, syöttäen olennaisesti kaikki vaadittu bentseeni ensimmäiseen vaiheeseen ja syöttäen tuoreen olefiinin syöttö 35 kumpaankin mainituista kahdesta mainitun alkylointilaitteen vaiheesta, jolloin olefiini reagoi olennaisen täydellisesti mainitun bentseenin kanssa alkylointilaitteen kummassakin reaktiovaiheessa, jolloin alkylointi suoritetaan molemmissa 2 92480 vaiheissa bentseenin ja olefiinin välisellä kokonaissuhteel-la 2:1 - 15:1 ottaen toisesta vaiheesta talteen nettotuotet-ta, jolloin olennaisesti kaikki alkyloinnin tarvitsema ole-fiini syötetään vain kahteen vaiheeseen. Lämpötilan nousu 5 alkylointilaitteen kummassakin vaiheessa on edullisesti korkeintaan 55°C ja edullisemmin korkeintaan 42°C. Edullisessa toteutusmuodossa kumpikin reaktiovaihe on adiabaattinen, ts. mitään ulkoista lämmitystä tai jäähdytystä ei syötetä alkylointilaitteen ja -prosessin vaiheisiin. Toisessa toteutus-10 muodossa minkään mainitun reaktiovaiheen ulostulossa lämpötila ei ylitä edellisen reaktiovaiheen ulostulolämpötilaa. Kaikkein edullisimmin lämpötilaolosuhteet pysyvät kummassakin vaiheessa samoina. Koska alkylointi on eksoterminen, poistovirta on edullista jäähdyttää vaiheiden välissä saman-15 laisten lämpötilaolosuhteiden ylläpitämiseksi kummassakin vaiheessa.

Alkyylibentseenien valmistuksessa bentseenin ja olefiinin kokonaissuhde on 2:1-15:1 ja edullisesti n. 3:1-10:1.

20 Tämän keksinnön toisessa toteutusmuodossa bentseeni alkyloi-daan olefiinilla ja alkylointilaitteesta tuleva poistovirta yhdessä kierrätyspolyalkyylibentseenin kanssa syötetään transalkylointilaitteeseen.

25

Transalkylointilaitteessa fenyyli- ja alkyyliryhmien väliset suhteet ovat n. 2-50 ja edullisesti n. 4-25.

Tämän keksinnön toisen toteutusmuodon mukaisesti kumeenia 30 valmistettaessa dialkyylibentseeni ja dialkyy^i- ja trial- kyylibentseenien seosta otetaan talteen alkylointipoistovir-rasta kierrättäen dialkyylibentseeni alkylointilaitteeseen ja syöttäen dialkyylibentseenien ja trialkyylibentseenien seos transalkylointilaitteeseen lisäkumeenin tuottamiseksi.

35 Tässä toteutusmuodossa alkylointilaitteeseen syötetty dialkyylibentseeni on olennaisesti vapaa trialkyylibentseenistä.

3 92480

Vielä muun toteutusmuodon mukaisesti aikaansaadaan menettely materiaalien talteenottamiseksi alkyloinnin poistovirrasta, joka menettely sisältää bentseenikolonnin reagoimattoman bentseenin talteenottamiseksi, monoalkyylibentseenikolonnin 5 alkylointituotteen talteenottamiseksi ja joka voi edelleen sisältää polyalkyylibentseenikolonnin polyalkyylibentseenien erottamiseksi raskaammista tuotteista. Erään kohdan mukaisesti osa monoalkyylibentseenikolonnin pohjajakeesta johdetaan strippauskolonniin polyalkyylibentseenien strippaami-10 seksi mainitusta pohjajakeesta ja jäljelle jäävän raskaan materiaalin tuottamiseksi, joka sisältää difenyylialkaania. Pääosa monoalkyylibentseenikolonnin pohjajakeesta syötetään transalkylointilaitteeseen. Kuten jäljempänä kuvataan, raskaan materiaalin voidaan antaa reagoida difenyylialkaanin 15 konvertoimiseksi polyalkyylibentseeniksi, monoalkyylibentse-eniksi ja bentseeniksi. Toisessa kohdassa pääosa monoalkyylibentseenikolonnin pohjajakeesta voidaan syöttää transalkylointilaitteeseen ja jäljellä oleva osa suoraan difenyylial-kaanikonvertteriin, kuten jäljempänä kuvataan. Näissä koh-20 dissa dialkyylibentseenikolonni jää pois.

Vielä muun tämän keksinnön toteutusmuodon mukaisesti prosessissa tuotetut raskaammat materiaalit (difenyyylialkaani) konvertoidaan polyalkyylibentseeniksi, monoalkyylibentsee-25 niksi ja bentseeniksi käyttäen zeoliittikatalyyttiä. Polyal-• kyylibentseenikolonnin (jos sitä käytetään) pohjajaetta tai osaa monoalkyylibentseenikolonnin pohjajakeesta voidaan käyttää syöttönä difenyylialkaanikonvertteriin. Difenyylialkaanin konversio voidaan toteuttaa erillisessä reaktorissa 30 tai konversio voidaan toteuttaa eri komponenttien talteenoton yhteydessä; esimerkiksi käyttäen zeoliittialkylointika-. talyyttiä haihduttimessa tai stripperissä eri komponenttien talteenottamiseksi. Reaktion poistovirta difenyylialkaani-konversiosta saatetaan sopivaan talteenotto-operaatioon tä-35 män poistovirran eri komponenttien erottamiseksi ja talteenottamiseksi. Difenyylialkaanin konversio-olosuhteisiin kuuluvat n. 177-427°C:n ja edullisesti n. 232-371°C:n lämpötila 4 92480 ja n. 5-80 minuutin ja edullisesti n. 10-60 minuutin viipy-misaika.

Tämän keksinnön prosesseilla tuotettuja edullisia alkyyli-5 bentseenejä ovat kumeeni, joka tunnetaan myös isopropyyli-bentseeninä, ja etyylibentseeni. Kumeenia valmistetan bent-seenin ja propeenin muodostamasta alkylointilaitteen syötöstä ja etyylibentseeniä valmistetaan bentseenin ja eteenin muodostamasta alkylointilaitteen syötöstä. Tämän keksinnön 10 prosessien yhteydessä käytettyjä edullisia tislauslaitteis-toja ovat paisuntatislauskolonni, bentseenikolonni, josta osa bentseenistä voidaan kierrättää alkylointilaitteeseen, etyylibentseeni- tai kumeenikolonni ja/tai polyalkyylibent-seenikolonni, josta voidaan ottaa talteen di-isopropyyli-15 bentseeniä, tri -isopropyylibentseeniä tai polyetyylibent-seeniä. Raskaita pohjajakeita, joita näissä prosesseissa tuotetaan, ovat difenyylipropaani ja difenyyiietaani. Kumee-nin valmistuksessa alkylointilaitteen ja/tai transalkyloin-tilaitteen poistovirta voidaan johtaa propaaninpoistokolon-20 niin ennen sen tislausta. Etyylibentseenin valmistuksessa alkylointilaitteen ja/tai transalkylointilaitteen poistovirta voidaan johtaa aromaattien talteenotto- ja/tai paisunta-tislauskolonnin läpi ennen kuin se tulee tislauslaitteis-toon.

25

Alkylointireaktion jakaminen kahteen vaiheeseen syöttämällä olefiinia alkylointilaitteen molempien vaiheiden syöttöauk-koon tekee mahdolliseksi välttää liian korkeita lämpötiloja ja pienentää bentseenin ja olefiinin välisiä kokonaissuhtei-30 ta samalla, kun suhde pidetään molemmissa vaiheissa riittävän korkeassa arvossa lämpötilan nousun pienentämiseksi mo-: lemmissa vaiheissa selektiivisyyden parantamiseksi ja kata lyytin eliniän pidentämiseksi tällä tavoin. Alemmat lämpötilat tekevät mahdolliseksi ylläpitää nestefaasia zeoliittika-35 talyytin läsnäollessa ja ne pidentävät aikaa siihen, kun zeoliittikatalyytti on regeneroitava. Vaiheisiin jako auttaa myös nostamaan halutun alkyylibentseenituotteen saantoa ja se pienentää bentseenin kierrätysmäärää.

li 5 92480 Näin ollen edullisessa kohdassa kumpaankin vaiheeseen syötetyn olefiinin määrä koordinoidaan lämpötilan nousun rajoittamiseksi kummassakin vaiheessa edellä kuvatulla tavalla. Mitä korkeampi bentseenin ja olefiinin välinen suhde kummas-5 sakin vaiheessa on, sitä pienempi on lämpötilan nousu kummassakin vaiheessa.

Alkylointiolosuhteet alkylointireaktioalueen vyöhykkeen kummassakin adiabaattisessa vaiheessa voivat olla seuraavat: 10

Taulukko 1

Laaia alue Edullinen alue

Poistolämpötila, °C 66-482 93-316

Paine, MPa 1,14-13,89 1,82-7,00 15 Kokonais-LHSV 2-1000 4-100

Kumeenin valmistuksessa bentseenin ja propeenin välinen ko-konaissuhde isopropyyliryhmät mukaanluettuna on n. 2:1-10:1 ja edullisesti vähintään n. 3:1. Etyylibentseenin valmistuk-20 sessa bentseenin ja eteeniryhmän välinen kokonaissuhde on n. 2:1-15:1 ja edullisesti n. 3:1-10:1.

Tätä keksintöä kuvataan piirrosten suhteen, joissa: 25 kuvio 1 on kaavamainen diagrammi sellaisen laitteiston to- • teutusmuodosta, jolla valmistetaan kumeenia tämän keksinnön mukaisesti; kuvio 2 on kaavamainen diagrammi, joka esittää "integraali -30 sen" transalkylointilaitteen käyttöä tämän keksinnön toteutusmuodon mukaisesti; • kuvio 3 on diagrammi di-isopropyylibentseenikolonnista, jossa osa di-isopropyylibentseenistä johdetaan alkylointilait-35 teeseen; kuvio 4 on diagrammi kumeenikolonnin pohjajakeen strippaus-kolonnista; 6 92480 kuvio 5 on diagrammi difenyylipropaanikonvertteristä, joka konvertoi kumeenikolonnin pohjajaesyöttöä; kuvio 6 on kaavamainen diagrammi sellaisen laitteiston to-5 teutusmuodosta, jolla valmistetaan etyylibentseeniä tämän keksinnön mukaisesti; kuvio 7 on kaavamainen diagrammi "integraalisen" transalky-lointilaitteen käytöstä, jota käytetään etyylibentseenin 10 valmistuksessa tämän keksinnön mukaisesti; kuvio 8 on diagrammi etyylibentseenikolonnin pohjajakeen stripperistä; ja 15 kuvio 9 on diagrammi difenyylietaanikonvertterista, joka konvertoi etyylibentseenikolonnin pohjajakeen tai etyylibentseenikolonnin stripatun pohjapuhdistusvirran.

Viitaten nyt piirroksiin kumeenin valmistuksessa tuoreen ja 20 kierrätysbentseenin ja tuoreen propeenin seosta syötetään alkylointilaitteen 10 syöttöaukkoon putken 11 kautta, kuten kuviossa 1 esitetään. Putkesta 12 tuleva propeeni liittyy putkessa li olevaan bentseeniin ennen sen tuloa alkylointi-laitteeseen 10. Alkylointilaitteessa 10 on kaksi vaihetta 14 25 ja 16. Nämä vaiheet 14 ja 16 sisältävät zeoliittialkylointi-katalyyttiä. Edullisia esimerkkejä katalyyteistä, joita voidaan käyttää tässä keksinnössä, ovat zeoliitti X, zeoliitti Y, zeoliitti L, zeoliitti beta, ZSM-5, omega-kidezeoliitit, mordeniitti, kabasiitti jne. Sen lisäksi, että tuoretta pro-30 peenia syötetään alkylointilaitteen 10 vaiheeseen 14 putken 11 kautta, sitä syötetään myös alkylointilaitteen 10 vaihee-; sen 16 putkien 13 ja 15 kautta. Reaktio-olosuhteet ovat samat kuin taulukossa 1 kuvattiin. Oleellisesti kaikki propeeni, joka syötetään alkylointilaitteesen 10 putkien 11 ja 15 35 kautta, reagoi bentseenin kanssa vaiheissa 14 ja 16 samassa järj estyksessä.

li 7 92480 ft

On edullista, että kummassakin vaiheessa 14 ja 16 tapahtuu adiabaattinen reaktio. On myös edullista, et-ti lämpötilan nousu alkylointilaitteen 10 kummassakin vaiheessa 14 ja 16 on korkeintaan 55°C ja edullisesti korkeintaan 42°C. Syötön 5 propeenipitoisuus voi olla vain 50 til.-%, mutta muiden ole-fiinien läsnäolo saattaisi aiheuttaa epämieluisten alkyyli-bentseenituotteiden muodostumista, mikä saattaisi huonontaa kumeenin puhtautta. Pieni määrä transalkylointia saattaa myös tapahtua alkylointilaitteen 10 vaiheissa 14 ja 16.

10 Kaikki bentseeni syötetään vaiheeseen 14 ja olennaisesti kaiken vaiheeseen 14 syötetyn propeenin annetaan reagoida bentseenin kanssa ennen kuin poistovirta johdetaan vaiheesta 14 vaiheeseen 16. Vaiheesta 14 tuleva poistovirta jäähdytetään lämmönvaihtimessa 10A ennen sen yhdistämistä putkessa 15 13 olevaan propeeniin. Kuten edellä kuvattiin edullisessa toteutusmuodossa, jäähdytys suoritetaan samojen lämpötila-olosuhteiden saavuttamiseksi vaiheessa 16 kuin vaiheessa 14.

Alkylointilaitteen 10 toisesta vaiheesta 16 tuleva poisto-20 virta joutuu tislaussysteemiin, jossa otetaan talteen propaani, kierrätysbentseeni, kumeenituote, di-isopropyylibent-seeni, tri-isopropyylibentseeni ja niin kutsutut raskaat pohjajakeet, jotka sisältävät difenyylipropaania. Alkyloin-tilaitteesta 10 tuleva poistovirta kulkee putken 17 läpi 25 paisuntatislauskolonniin 23. Bentseeni ja raskaammat aromaa-tit kulkevat putken 24 kautta bentseenikolonniin 20. Propaania ja jonkin verran bentseeniä poistetaan paisuntatislaus-kolonnista 23 ylävirtauksena ja se johdetaan putken 19 kautta propaaninpoistokolonniin 18. Propaani tislataan irti put-30 ken 21 kautta ja bentseeni kierrätetään putkien 22 ja 27 kautta alkylointilaitteeseen 10. Vaihtoehtoisesti alkyloin-: tilaitteesta 10 tuleva poistovirta johdetaan suoraan pro paaninpoistokolonniin 18. Propaani tislataan sitten irti putken 21 kautta ja bentseeni ja raskaammat aromaatit ote-35 taan talteen pohjajakeena ja johdetaan bentseenikolonniin 20 putken 22' kautta. Bentseeniylävirta, joka poistetaan bent-seenikolonnista 20 putken 25a kautta, kulkee putkien 25b, 26 ja 27 kautta kierrätysbentseeninä alkylointilaitteeseen 10.

8 92480

Bentseenikolonnista 20 tuleva pohjapoistovirta kulkee putkien 28, 29 ja 30 kautta kumeenikolonniin 32, jossa kumeeni-tuote tislataan pois putken 31 kautta. Kumeenikolonnista 32 tuleva pohjavirta kulkee putkien 33, 34 ja 35 kautta di-iso-5 propyylibentseeni- tai DIPB-kolonniin 36, jossa di- ja tri-propyylibentseenit erotetaan ylävirtauksena. Niin kutsutut raskaat jäännösjakeet, erityisesti difenyylipropaani poistetaan DIPB-kolonnista 36 putken 37 kautta.

10 Kun osaa kumeenikolonnin pohjavirrasta ei lähetetä difenyy-lipropaanikonvertteriin 66, käytetään DIPB-kolonnia 36. Kumeenikolonnin pohjavirta syötetään DIPB-kolonniin 36 putken 35 kautta. Ylävirtaus syötetään transalkylointilaitteeseen 42 jäljempänä kuvatulla tavalla. Raskaat jäännösjakeet pois-15 tetaan putken 37 kautta ja johdetaan difenyylipropaanikon- vertteriin 66. Konvertoimattomat raskaat jäännösjakeet poistetaan difenyylipropaanikonvertterista 66 putken 67 kautta ja kevyemmät aromaatit poistetaan putken 68 kautta palautettavaksi bentseenikolonniin 20 tai DIPB-kolonniin 36 jatko-20 tislausta ja/tai prosessointia varten. Katalyyttiset konversio-olosuhteet raskaille jäännösjakeille, jotka syötetään difenyylipropaanikonvertteriin 66 putken 37 läpi, ovat samat kuin silloin, kun siihen syötetään kumeenikolonnista tulevat pohjajakeet. Difenyylipropaanikonvertteri voi toimia myös 25 haihduttimena.

DIPB-kolonnin 36 ylävirtaus, joka sisältää pääasiassa di-isopropyylibentseeniä (DIPB) ja tri-isopropyylibentseeniä (TIPB), johdetaan putkien 38, 39 ja 41 kautta transalkyloin-30 tilaitteeseen 42. Samoin transalkylointilaitteeseen 42 siirretään putkessa 40 oleva ylimääräinen kierrätysbentseeni, joka on otettu talteen bentseenikolonnista 20. Tämä kierrätysbentseeni ohjataan putkesta 26 putkeen 40 sekoitettavaksi putkessa 41 olevaan DIPB:iin ja TIPB:iin. Bentseeni, DIPB ja 35 TIPB joutuvat sitten transalkylointilaitteeseen 42. Transal-kylointilaite 42 voi sisältää samaa katalyyt*·ityyppiä, jota sisältyy alkylointilaitteeseen 10.

9 92480

Transalkylointiolosuhteet voivat olla seuraavat:

Laaia alue Edullinen alue Lämpötila, °C 66-482 149-288 5 Paine, MPa 1,1-13,9 1,8-7,0

Kokonais-LHSV 1-1000 2-100

Fenyyli- ja alkyyli- ryhmien suhde 2-50 4-25 10 Transalkylointilaitteessa 42 tapahtuvat reaktiot ovat tasa-painorajoitteisia. Transalkylointilaite 42 toimii isotenmi-sesti, koska lähes mitään reaktiolämpöä ei synny. Transalkylointilaitteessa 42 tapahtuvat reaktiot ovat seuraavat: 15 Bentseeni + DIPB-----> 2 kumeeni

Kumeeni + TIPB-------> 2 DIPB

Tarvitaan ylimäärin bentseeniä säilyttämään katalyytin aktiivisuus ja siirtämään näiden reaktioiden tasapaino kohti 20 kumeenia, jolloin saadaan suuremmat DIPB:n ja TIPB:n konversiot .

Transalkylointilaitteen poistovirta johdetaan putkien 43, 44 ja 45 kautta bentseenikolonniin 20, koska poistovirta ei si-25 säilä propaania. Poistovirta tislataan sitten bentseeniko-lonnissa 20, kumeenikolonnissa 32 ja DIPB-kolonnissa 36 edellä kuvatulla tavalla.

Transalkylointilaitteen poistovirta voidaan ohjata putkesta 30 45 putkien 46, 47 ja 48 kautta paisuntatislauslaitteeseen 50. Paisuntatislauslaite 50 vapauttaa bentseenin, joka kul-‘ kee putkien 51, 52, 53 ja 54 kautta putkeen 26 kierrätyksenä, kun taas loput paisuntatislauslaitteen poistovirrasta johdetaan putken 49 kautta bentseenikolonniin 20.

Tämän keksinnön toinen toteutusmuoto koskee "integraalisen" transalkylointilaitteen käyttöä, joka on esitetty kuviossa 2. Tässä prosessissa tuoretta syöttö- ja kierrätysbentseeniä 35 10 92480 ja tuoretta syöttöpropeenia syötetään alkylaattoriin 10 samalla menetelmällä kuin kuvion 1 selostuksessa on esitetty. Tässä toteutusmuodossa kuitenkin alkylointilaitteesta 10 tuleva poistovirta johdetaan putken 17 kautta transalkyloin-5 tilaitteeseen 42 tislauslaitteiston sijasta, joka alkaa pai-suntatislauslaitteella ja propaanin poistolaitteella. Trans-alkylointi tapahtuu transalkylointilaitteessa 42 alkylointi-katalyytin läsnä ollessa. Poistovirta transalkylointilait-teesta 42 kulkee sitten tislaus- ja talteenottosysteemiin 10 (jollaista on kuvattu esimerkiksi viitaten kuvioon l) kumee-nin, bentseenin, propaanin ja DIPB:n ja TIPB:n ja raskaiden jäännösjakeiden talteenottamiseksi. Propaani otetaan talteen putken 21 kautta, bentseeni putken 25 kautta, kumeeni putken 31 kautta ja raskaat jäännösjakeet putken 37 kautta. DIPB ja 15 TIPB poistetaan putkien 38, 39 ja 41' kautta. Putki 41' siirtää DIPB:n ja TIPB:n putkeen 17, jossa DIPB ja TIPB yhdistetään alkylointilaitteesta tulevaan poistovirtaan. Tässä prosessissa mitään kierrätysbentseeniä ei sekoiteta transal-kylointilaitteeseen 42 syötettyyn DIPB:iin ja TIPB:iin. Tu-20 loksena on bentseenikierron pieneneminen.

Kuvioissa 1 ja 2 esitettyjen prosessien muunnoksessa DIPB-kolonnia (kuvio 3) käytetään di-isopropyylibentseenin tal-teenottamiseen ylävirtauksena (putki 58) ja di- ja tri-iso-25 propyylibentseenin seoksen talteenottamiseksi sivuvirtauk-: sena (putki 38). Kumeenikolonnin pohjajae syötetään DIPB- kolonniin 36 putken 35 kautta. Raskaat jäännösjakeet poistetaan putken 37 kautta. DIPB-ylävirtaus poistetaan DIPB-ko-lonnista 36 putken 58 kautta syötettäväksi suoraan alkyloin-30 tilaitteeseen 10. Tällä tavoin osa DIPB:stä siirretään suoraan alkylointilaitteeseen 10 sen sijaan, e^tä ne siirrettäisiin transalkylointilaitteeseen. Loput DIPBrstä ja TIPB:stä poistetaan DIPB-kolonnista 36 putken 38 kautta syötettäväksi transalkylointilaitteesen 42 edellä kuvatulla 35 tavalla. Tässä prosessissa bentseenin kierrätys kasvaa kuviossa 2 esitetyn "integraalisen" transalkylointiprosessin yli, mutta saannon menetys pienenee ja katalyytin aktiivisuus pysyy halutussa arvossa.

Il 11 92480

Vaihtoehtoisia prosesseja kumeenikolonnin pohjajakeiden tai-teenottamiseksi ja konvertoimiseksi esitetään kuvioissa 4 ja 5. Kuviossa 4 pääosa putkessa 35' olevista kumeenikolonnin pohjajakeista johdetaan putkien 62 ja 64 kautta suoraan 5 transalkylointilaitteeseen 42. Jäljelle jäävä virta kumeenikolonnin pohjajakeista johdetaan putken 35' kautta strip-pauskolonniin 60 polyalkyylibentseenien strippaamiseksi raskaista jäännösjakeista. Raskaat jäännösjakeet poistetaan putken 61 kautta. Strippauskolonnista 60 tuleva ylävirtaus 10 poistetaan putkien 63 ja 64 kautta ja siirretään transalkylointilaitteeseen 42. Vaikka strippauskolonni on esitetty, haihdutintä tai muuta laitteistoa voidaan käyttää. Tässä toteutusmuodossa ei ole mitään DIPB-kolonnia.

15 Kuviossa 5 osa putkessa 35 olevasta kumeenikolonnin pohjaja-keesta johdetaan transalkylointilaitteeseen 42 putkien 62 ja 64 kautta. Toinen osa kumeenikolonnin pohjajakeesta siirretään putken 35" kautta difenyylipropaanikonvertteriin 66. Tässä toteutusmuodossa ei ole mitään DIPB-kolonnia. Difenyy-20 lipropaanikonvertteriin 68 sisältyy zeoliittia oleva alky- lointikatalyytti, joka kykenee konvertoimaan oleellisen osan putkesta 35" tulevasta kumeenikolonnin pohjajakeesta kevyemmiksi aromaateiksi, kuten bentseeniksi, DIPBrksi ja TIPBrksi. Konvertoitumattomat raskaat jäännösjakeet poiste-25 taan putken 67 kautta, kun taas kevyemmät aromaatit poiste- : taan putken 68 kautta palautettavaksi lopulta bentseeniko- lonniin 20. Katalyyttiset konversio-olosuhteet difenyylipro-paanikonvertterissa 66 ovat n. 177-427°C:n ja edullisesti n. 232-371°C:n lämpötila ja viipymisaika n. 5-80 minuuttia ja 30 edullisesti n. 10-60 minuuttia. Eräässä toteutusmuodossa di-fenyylipropaanikonvertteri voi toimia haihduttimena.

Kuviossa 6 esitetään tämän keksinnön prosessi, jota käytetään etyylibentseenin valmistuksessa. Tuore ja kierrätys-35 bentseeni tulevat alkylointilaitteeseen 110 putken 111 kautta. Alkylointilaitteessa 110 on kaksi vaihetta 114 ja 116. Tuore eteeni kulkee putkien 112 ja 111 läpi ja tulee alky-lointilaitteen 110 vaiheeseen 114 ja kulkee myös putkien 113 12 92480 ja 115 läpi ja tulee alkylointilaitteen 110 vaiheeseen 116. Kummassakin vaiheessa 114 ja 116 on alkylointikatalyyttiä. Reagoivan seoksen lämpötila kohoaa kummankin vaiheen läpäis-tessään korkeintaan 55°C:een, edullisesti korkeintaan 5 42°C:een; jäähdytys on kuitenkin edullista suorittaa vaihei den välillä niin, että maksimilämpötila kummankin vaiheen poistokohdassa on suunnilleen sama. Eteeni reagoi oleellisen täydellisesti bentseenin kanssa alkylointilaitteen 110 kummassakin vaiheessa. Reaktion jakaminen vaiheisiin eteenin 10 lisäyksen ja jäähdytyksen suhteen parantaa saantoa ja auttaa pidentämään katalyytin elinikää. Bentseenin ja olefiinin väliset kokonaissuhteet pienenevät samalla, kun bentseenin ja olefiinin välinen suhde kummassakin vaiheessa pidetään riittävän korkeana lämpötilan nousun alentamiseksi kummassa-15 kin vaiheessa selektiivisyyden parantamiseksi ja katalyytin eliniän pidentämiseksi.

Syötön eteeniväkevyys voi olla vain n. 30 %; kuitenkin korkeampien olefiinien läsnäolo voi aiheuttaa sivutuotteiden, 20 kuten kumeenin, muodostumista, joka saattaa olla vaikea erottaa halutusta etyylibentseenituotteesta.

Inertit kaasut, kuten metaani ja etaani samoin kuin eräät aromaatit, poistuvat alkylointilaitteesta 110 putken 117 25 kautta aromaattien talteenottovyöhykkeeseen 70. Inertit kaa-; sut poistetaan putken 69 kautta. Aromaatit poistetaan putki-en 71, 72, 80 ja 81 kautta ja johdetaan bentseenikolonniin 120, jossa nämä aromaatit tislataan.

30 Nestefaasi poistetaan alkylointilaitteesta 110 putkien 73 ja 74 kautta bentseenikolonniin 120 tai valinnaiseen paisunta-tislauskolonniin 76. Kun paisuntatislauskolonnia 76 käytetään, se höyrystää suuren osan bentseenistä. Paisuntatis-lauskolonnin 76 pohjajae poistetaan putkien 80 ja 81 kautta 35 bentseenikolonniin 120, kun taas ylävirtaus kulkee putkien 75, 77, 78 ja 79 kautta putkeen 126, jossa tämä ylävirtaus sekoitetaan tislattuun bentseeniin kierrätysbentseenivirran muodostamiseksi putkiin 126 ja 127. Putki 127 kuljettaa 13 92480 kierrätysbentseenin putkeen 111, joka johtaa alkylointilait -teeseen 110.

Tislattu bentseeni poistetaan putkien 124, 125 ja 126 kautta 5 ja siirretään sitten putkeen 127 kierrätysbentseenivirtana. Bentseenikolonnin 120 pohjavirta poistetaan putken 128 kautta ja siirretään putkien 129 ja 130 kautta etyylibentseeni-kolonniin 82. Etyylibentseeni poistetaan etyylibentseeniko-lonnista 82 putken 83 kautta, kun taas pohjavirta poistetaan 10 putken 84 kautta ja siirretään putkien 85 ja 86 kautta poly-etyylibentseeni (PEB)-kolonniin 88. PEB poistetaan PEB-ko-lonnista 88 putken 89 kautta ja siirretään putkien 90 ja 91 kautta edelleen. PEB yhtyy tämän jälkeen putkesta 140 tulevaan bentseenivirtaan, joka virta on johdettu putkesta 126 15 ja se kulkee putken 141 kautta transalkylointilaitteeseen 142. Transalkylointilaitteessa 142 PEB:n ja bentseenin annetaan reagoida katalyytin läsnä ollessa etyyiirentseenin muodostamiseksi. Transalkylointilaite 142 toimii isotermisesti, koska siinä ei synny olennaisesti lainkaan reaktiolämpöä.

20 Reaktiot ovat myös tasapainorajoitteisia. Tasapainoreaktiot ovat seuraavat:

Bentseeni + dietyylibentseeni --> 2 etyylibentseeni Etyylibentseeni + trietyylibentseeni --> 2 dietyylibentseeni 25 : Bentseeniä vaaditaan ylimäärin katalyytin aktiivisuuden säi lyttämiseksi ja tasapainon siirtämiseksi kohti etyylibent-seeniä, jolloin saadaan suuret dietyylibentseenin ja tri-etyylibentseenin konversiot. Transalkyloinnin poistovirta 30 kulkee sitten putkien 143, 144, 145 ja 92 kautta ja yhtyy putkessa 74 olevaan alkylointilaitteen poistovirtaan ja kulkee paisuntatislauskolonniin 76, mikä saattaa päätökseen kierrätyksen tislauskolonnisarjaan. Vaihtoehtoisesti transalkyloinnin poistovirtaa voidaan prosessoida erikseen bent-35 seenikolonnin 120 läpi. Myös jonkin verran dietyylibentsee-niä voidaan syöttää alkylointilaitteeseen 110, jossa trans-alkylointia voi tapahtua jossain määrin jommassakummassa tai molemmissa vaiheista 114 ja 116.

14 92480 PEB-kolonnin pohjavirta, joka sisältää tetraetyylibent-seeniä, difenyylietaania ja muita korkealla kiehuvia aro-maatteja, poistetaan PEB-kolonnista 88 putken 87 kautta, kulkee putkien 93 ja 94 kautta DPE (difenyylietaani)-kolon-5 niin 96, jossa PEB-kolonnin pohjavirta konvertoidaan bent-seeniksi, etyylibentseeniksi ja dietyylibent.seeniksi sekä pieneksi määräksi korkealla kiehuvia aromaatteja zeoliitti-katalyytin läsnä ollessa. DPE-konvertterin 96 katalyyttiset konversio-olosuhteet ovat n. l77-427°C:n ja edullisesti n.

10 232-371°C:n lämpötilat ja n. 5-80 minuutin ja edullisesti n.

10-60 minuutin viipymisajat. Raskaat jäännösjakeet poistetaan DPE-konvertterista 96 putken 95 kautta, kun taas kevyemmät aromaatit poistetaan putken 97 kautta. Osa kevyemmistä aromaateista johdetaan putkien 140 ja 141 kautta transalky-15 lointilaitteeseen 142. Toinen osa johdetaan putkien 98, 99 ja 81 kautta bentseenikolonniin 120.

Vaihtoehtoisessa toteutusmuodossa, joka on esitetty kuviossa 7, PEB-kolonnin 88 ylävirtaus poistetaan putkien 89, 90, 91 20 ja 141' kautta putkeen 17, jossa PEB-kolonnin ylävirtaus sekoitetaan putkessa 117 olevaan, alkylointilaitteesta 110 tulevaan poistovirtaan ennen sen joutumista niin kutsuttuun "integraaliseen" transalkylointilaitteeseen 142. Transalky-lointi tapahtuu katalyytin läsnä ollessa. Transalkylointi-25 laitteesta 142 saatu poistovirta poistetaan sitten putkien j 100, 101 ja 102 kautta ja siirretään laitteiston tislaus-osaan, joka alkaa bentseenikolonnista 120. "Integraalisen" transalkylointilaitteen käyttö pienentää bentseenikierrätyk-sen määrää.

30

Vaihtoehtoisia toteutusmuotoja etyylibentseenikolonnin pohjavirran konvertoimiseksi esitetään kuvioissa 8 ja 9. Kuviossa 8 etyylibentseenikolonnin pohjavirran puhdistusvirta johdetaan putken 86' kautta strippauskolonniin 88' raskaiden 35 jäännösjakeiden poistamiseksi samalla, kun pääosa ohjataan putken 103 kautta, joka kuljettaa suurimman :>san etyylibentseenikolonnin pohjavirrasta putkeen 141, jota pitkin etyylibentseenikolonnin pohjavirta johdetaan transalkylointilait- li 15 92480 teeseen 142. Strippauskolonnista talteenotetut raskaat jäännös jakeet syötetään difenyylialkaanikonvertteriin putken 87' kautta .

5 Kuviossa 9 etyylibentseenikolonnin pohjajakeet syötetään suoraan putken 86'' kautta DPE-konvertteriin 96 tai stripat-tu etyylibentseenikolonnin pohjajakeiden puhdistusvirta, joka syötettiin strippauskolonniin 88', syötetään DPE-konvertteriin 96 putken 87' kautta. Tapauksissa, joissa DPE-10 konvertteriin syötetään etyylibentseenikolonnin pohjajakeet suoraan tai syötetään etyylibentseenikolonnin pohjajakeiden puhdistusvirta, DPE-konvertteri 96 toimii haihduttimena. Kun DPE-konvertteriin syötetään etyylibentseenikolonnin pohjavirta suoraan tai puhdistusvirta, PEB-kolonni jää pois. Kon-15 versio tapahtuu zeoliittikatalyytin läsnä ollessa edellä mainituissa DPE:n konversio-olosuhteissa. Raskaat jäännösja-keet poistetaan putken 95 kautta ja ylävirtauksen muodostava kevyiden aromaattien poistovirta poistetaan putken 97 kautta siirrettäväksi transalkylointilaitteeseen 142 tai bentseeni-20 kolonniin 120.

On kuitenkin ymmärrettävä, ettei tämän keksinnön suojapiiriä ole rajoitettava edellä kuvattuihin eirikoistoteutusmuotoi-hin. Tämän keksinnön menetelmien kohtiin voidaan tehdä muu-25 toksia ja ne ovat yhä oheisten patenttivaatimusten suojapii-• rin puitteissa.

Claims (20)

1. Menetelmä bentseenin alkyloimiseksi nestefaasissa zeo-liittialkylointikatalyytin läsnä ollessa, tunnettu siitä, että: 5 syötetään bentseeniä alkylointilaitteeseen (10, 110), jossa on vain kaksi reaktiovaihetta (14, 17, 114, 116), joista kumpikin sisältää zeoliittialkylointikatalyyttiä, syöttäen olennaisesti kaikki vaadittu bentseeni (11, 111) ensimmäi-10 seen vaiheeseen (14, 114) ja syöttäen tuoreen olefiinin syöttö (12, 15, 112, 115) kumpaankin mainituista kahdesta mainitun alkylointilaitteen vaiheesta, jolloin olefiini reagoi olennaisen täydellisesti mainitun bentseenin kanssa alkylointilaitteen kummassakin reaktiovaiheessa, jolloin alky-15 lointi suoritetaan molemmissa vaiheissa bentseenin ja olefiinin välisellä kokonaissuhteella 2:1 - 15*1 ottaen toisesta vaiheesta talteen nettotuotetta, jolloin olennaisesti kaikki alkyloinnin tarvitsema olefiini syötetään vain kahteen vaiheeseen. 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kumpikin mainituista kahdesta vaiheesta on adia-baattinen.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu sii- : tä, että alkylointiolosuhteisiin kummassakin reaktiovaihees sa kuuluvat n. 65-482°C:n lämpötilat ja n. 1,03-13,8 MPa:n paineet.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että alkylointiolosuhteisiin kummassakin reaktiovaiheessa kuuluvat n. 93-315°C:n lämpötilat ja n. 1,7-6,9 MPa:n paineet.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että mainitun alkylointilaitteen kummankin vaiheen lämpötilaolosuhteet pysyvät olennaisesti samoina. li 92480 17

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötilan nousu mainitun alkylointilaitteen kummassakaan vaiheessa ei ylitä n. 55°C.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että lämpötilan nousu mainitun alkylointilaitteen kummassakaan vaiheessa ei ylitä 42°C.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siilo tä, että jäähdytys tapahtuu mainitun alkylointilaitteen kummankin vaiheen välissä.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa mainitun bentseenin ja mainitun olefiinin annetaan reagoida mai- 15 nitussa alkylointilaitteessa alkylointipoistovirran tuottamiseksi, joka sisältää mono- ja polyalkyylibentseeniä, tunnettu siitä, että: syötetään alkylointipoistovirta suoraan erottamatta ensin 20 tuotteita siitä ja kierrätyspolyalkyylibentseeni transalky-lointivyöhykkeeseen polyalkyylibentseenin konvertoimiseksi monoalkyylibentseeniksi ja transalkyloinnin poistovirran tuottamiseksi, joka sisältää monoalkyyli- ja polyalkyylibentseeniä; ja 25 : otetaan talteen monoalkyylibentseenituote ja kierrätyspoly alkyylibentseeni transalkyloinnin poistovirrasta.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa mainit-30 tu olefiini on propeeni ja mainittu bentseeni alkyloidaan mainitulla propeenilla mainitussa alkylointilaitteessa alky-loinnin poistovirran tuottamiseksi, joka sisältää kumeenia, di-isopropyylibentseeniä ja tri-isopropyylibentseeniä, tunnettu siitä, että 35 erotetaan ja otetaan talteen alkyloinnin poistovirrasta di-isopropyylibentseeniä ja di-isopropyylibentseenin ja tri-isopropyylibentseenin seosta; syötetään di-isopropyylibent- 18 92480 seeni alkylointilaitteeseen; ja transalkyloidaan mainittu seos kumeenin tuottamiseksi.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa maini-5 tun bentseenin ja mainitun olefiinin annetaan reagoida mainitussa alkylointilaitteessa alkylointilaitteen poistovirran tuottamiseksi, joka sisältää monoalkyylibentseeniä, polyal-kyylibentseenejä ja difenyylialkaaneja, tunnettu siitä, että 10 johdetaan mainittu poistovirta erotus- ja talteenottovyöhyk-keen läpi, joka sisältää mono-alkyylibentseenikolonnin, mo-noalkyylibentseenin erottamiseksi pohjajakeesta, joka sisältää polyalkyylibentseenejä ja difenyylialkaania; 15 johdetaan ensimmäinen osa mainitusta pohjajakeesta transal-kylointilaitteeseen; stripataan toinen osa mainitusta pohjajakeesta polyalkyyli-bentseenien erottamiseksi raskaammista komponenteista, jotka 20 sisältävät difenyylialkaaneja; ja johdetaan erotetut polyalkyylibentseenit transalkylointi-laitteeseen.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa bent- : seenin ja olefiinin annetaan reagoida mainitussa alkylointi laitteessa poistovirran tuottamiseksi, joka sisältää monoal-kyylibentseenituotetta ja difenyylialkaanisivutuotetta, tunnettu siitä, että saatetaan difenyylialkaanisivutuote koske-30 tukseen zeoliittikatalyytin kanssa poistovirran tuottamiseksi, joka sisältää bentseeniä ja alkyylibentseenejä.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu difenyylialkaanisivutuote sisältyy 35 osaan pohjavirtaa, joka otetaan talteen tislauskolonnista, jolla otetaan talteen monoalkyylibentseeniä. Il 19 92480

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu difenyylialkaanisivutuote sisältyy osaan pohjavirtaa, joka otetaan talteen tislauskolonnista, jolla otetaan talteen polyalkyylibentseenejä. 5

15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu vähintään yksi difenyylialkaani valitaan ryhmästä, johon kuuluvat difenyylietaani ja difenyyli-propaani. 10

16. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että difenyylialkaani saatetaan kosketukseen katalyytin kanssa n. 177-427°C:n lämpötiloissa.

16 92480

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu lämpötila on n. 232-371°C.

18. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitut raskaammat komponentit saatetaan koske- 20 tukseen zeoliittikatalyytin kanssa n. 177-427°C:n lämpötilassa difenyylialkaanin konvertoimiseksi bentseeniksi ja al-kyylibentseeneiksi.

19. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menete.lmä, tunnettu 25 siitä, että difenyylialkaanisivutuote ei sisällä di-isopro-pyylibentseenejä tai tri-isopropyylibentseenejä.

20 92480