Алкилирование ароматических субстратов и способ трансалкилирования

Номер патента: 20157

Опубликовано: 30.09.2014

Автор: Кэри Жан-Бернард

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ алкилирования ароматического субстрата в реакционной зоне алкилирования, содержащей катализатор алкилирования, при котором

наблюдают исходное сырье, содержащее ароматический субстрат и алкилирующее средство, при помощи сухой колориметрии для проверки, находится ли количество соединений-примесей, содержащих азот, в ароматическом субстрате, или в алкилирующем средстве, или и в ароматическом субстрате, и в алкилирующем средстве в диапазоне 15 wppb-35 wppm, где образец указанного сырья отправляют через пористый субстрат, несущий реагент, который реагирует на NH3, NH4OH, метиламин, диметиламин, этиламин и триметиламин;

временно обходят указанную реакционную зону алкилирования, содержащую указанный катализатор алкилирования, в случае, если количество примесей превышает диапазон 15 wppb-35 wppm; или

вводят указанное исходное сырье, содержащее ароматический субстрат и алкилирующее средство, во впускное отверстие указанной реакционной зоны алкилирования и в контакт с указанным катализатором алкилирования;

осуществляют алкилирование указанного ароматического субстрата в присутствии указанного катализатора алкилирования в указанной реакционной зоне алкилирования при эффективных условиях температуры и давления алкилирования для получения продукта алкилирования, содержащего смесь указанного ароматического субстрата и моноалкилированных и полиалкилированных ароматических соединений;

извлекают продукт алкилирования из указанной реакционной зоны алкилирования.

2. Способ по п.1, где реакционную зону алкилирования эксплуатируют в жидкой фазе.

3. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, где ароматическим субстратом является бензол, а алкилирующим средством является этилен.

4. Способ трансалкилирования полиалкилированных ароматических соединений в реакционной зоне трансалкилирования, содержащей катализатор трансалкилирования, при котором

наблюдают исходное сырье, содержащее, по меньшей мере, полиалкилированное ароматическое соединение, полученное из ароматического субстрата, при помощи сухой колориметрии для проверки, находится ли количество соединений-примесей, содержащих азот, в ароматическом субстрате в диапазоне 15 wppb-35 wppm, где образец указанного сырья отправляют через пористый субстрат, несущий реагент, который реагирует на NH3, NH4OH, метиламин, диметиламин, этиламин, триметиламин и H2S;

временно обходят указанную реакционную зону, содержащую указанный катализатор трансалкилирования в случае, если количество примесей превышает диапазон 15 wppb-35 wppm; или

вводят исходное сырье, содержащее, по меньшей мере, полиалкилированное ароматическое соединение, полученное из ароматического субстрата, во впускное отверстие указанной реакционной зоны трансалкилирования и в контакт с указанным катализатором трансалкилирования;

поставляют ароматический субстрат в указанную зону трансалкилирования, причем указанный ароматический субстрат является таким же, что и на этапе наблюдения;

перераспределяют указанные полиалкилированные ароматические соединения в указанной реакционной зоне трансалкилирования при эффективных условиях температуры и давления трансалкилирования для получения продукта перераспределения, имеющего пониженное содержание полиалкилированного ароматического соединения и повышенное содержание моноалкилированного ароматического соединения;

извлекают продукт перераспределения из указанной зоны трансалкилирования.

5. Способ по п.4, где ароматическим субстратом является бензол, а полиалкилированным ароматическим компонентом является диэтилбензол.

6. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, где соединения-примеси, содержащие азот, наблюдают в диапазоне 30 wppb-25 wppm.

Текст

Смотреть все

АЛКИЛИРОВАНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ СУБСТРАТОВ И СПОСОБ ТРАНСАЛКИЛИРОВАНИЯ Данное изобретение относится к способу алкилирования ароматического субстрата и к способу трансалкилирования полиалкилированных ароматических компонентов, где соединенияпримеси, содержащие азот, в исходном сырье ароматического субстрата и/или исходном сырье алкилирующего средства наблюдают в диапазоне 15 wppb-35 wppm при помощи сухой колориметрии. В преимущественном варианте осуществления способа алкилирования ароматическим субстратом является бензол, а алкилирующим средством является этилен. В преимущественном варианте осуществления способа трансалкилирования ароматическим субстратом является бензол, а полиалкилированным ароматическим компонентом является диэтилбензол. Область изобретения Данное изобретение относится к алкилированию ароматических субстратов и связанному способу трансалкилирования. Алкилирование ароматических субстратов, таких как бензол, для получения алкилированных ароматических соединений, таких как этилбензол и диэтилбензол, известны в данной области. Более определенно, данное изобретение относится к наблюдению соединений-примесей, содержащих азот, в исходном сырье ароматического субстрата и/или в исходном сырье алкилирующего средства. Трансалкилирование полиалкилированных ароматических соединений, таких как диэтилбензол, с ароматическим субстратом, таким как бензол, для получения алкилированных ароматических соединений, таких как этилбензол, известно в данной области. Данное изобретение также относится к наблюдению соединений-примесей, содержащих азот, в исходном сырье ароматического субстрата указанного способа трансалкилирования. Предпосылки изобретения Способы алкилирования и трансалкилирования с использованием катализаторов часто зависят от регенерации катализатора и требований замены, обусловленных отравлением катализатора одной или более примесями, содержащимися в углеводородном исходном сырье. Во многих случаях разработки катализатора, например, для снижения формования кокса и других реакций побочных продуктов, проходили до этапа, где отравление примесями исходного сырья является основной причиной того, что эффективность катализатора ухудшается, что требует замены или регенерирования катализатора. Способы алкилирования ароматических соединений, использующие катализаторы молекулярного сита, можно провести либо в паровой фазе, либо в жидкой фазе. Тем не менее, ввиду улучшенной избирательности и сниженной капитальной и эксплуатационной стоимостей, связанных с эксплуатацией в жидкой фазе,большинство коммерческих способов алкилирования теперь функционируют при, по меньшей мере, условиях частичной жидкой фазы. К сожалению, одним недостатком эксплуатации в условиях жидкой фазы является то, что катализаторы молекулярного сита склонны быть более чувствительными к присутствию примесей в исходном сырье, в частности полярных соединений, таких как соединения азота. Такие примеси снижают кислотную активность катализатора и, таким образом, снижают время цикла между требуемыми регенерациями катализатора. Разработаны различные способы удаления таких примесей перед их контактом с катализатором. В следующем уровне техники существует описание указанных примесей, а также способов удаления этих примесей. В патенте США 6002057 описывается способ алкилирования ароматического углеводорода, содержащегося в потоке углеводорода, при котором:(a) отделяют, по сути, все ароматические соединения, за исключением указанного ароматического углеводорода, от указанного потока углеводорода, тем самым, формируя богатый ароматическими соединениями поток;(b) обрабатывают указанный богатый ароматическими соединениями поток (а) преобразованием, по сути, всех олефиновых соединений, содержащихся в нем, гидрогенизацией;(c) приводят в контакт таким образом обработанный богатый ароматическими соединениями поток из (b) с содержащим олефин потоком, включающим по меньшей мере один олефин, выбранный из группы, содержащей этилен, пропилен и бутилен, где молярное соотношение олефина(олефинов) к указанному ароматическому углеводороду не менее чем 1 в присутствии катализатора, включающего цеолит бета, при условиях алкилирования, тем самым образуя моно и полиалкилированные ароматические соединения; и(d) отделяют указанные моно и полиалкилированные ароматические соединения, образованные в(с), от остальных углеводородов. В колонке 6 строках 48-53 упоминается, что олефины могут присутствовать в примеси с водородом,метаном, С 2-С 4 парафинами, но обычно предпочтительно удалить диены, ацетилены, соединения серы или соединения азотистого основания (NH3 или амины), которые могут присутствовать в потоке исходного сырья олефина, для предупреждения быстрой деактивации катализатора. В патенте США 6617482 описывается способ удаления полярных соединений из исходного сырья ароматических соединений, которое содержит полярные соединения и которое затем применяли в способах алкилирования. Способ включает приведение в контакт исходного сырья в зоне адсорбции при температуре менее чем или равной 130 С с адсорбентом, селективным для адсорбции указанных полярных соединений и включающим молекулярное сито, имеющее поры и/или полости поверхности с размерами поперечного сечения более 5,6 . Обработанное исходное сырье, в основном не содержащее указанные полярные соединения, извлекают из зоны адсорбции и подают в зону алкилирования для контакта при условиях алкилирования в жидкой фазе с алкилирующим средством в присутствии катализатора алкилирования. Более конкретно, этот уровень техники относится к способу алкилирования в жидкой фазе ароматических соединений, при котором подвергают исходное сырье ароматических соединений этапу предварительной обработки для селективного удаления полярных загрязнителей, которые отравляют катализаторы алкилирования ароматических соединений. Такие загрязнители включают соединения, содержащие азот, серу и кислород, в частности те, которые кипят в тех же диапазонах что и бензол,толуол или ксилолы. В заявке на патент США 20050143612 описывается способ получения алкильных ароматических соединений, где ароматические соединения, которые можно обработать для удаления опасных веществ,реагируют с олефиновыми соединениями, которые также можно обработать для удаления загрязнителя, в присутствии кислотного цеолитного катализатора(катализаторов) для получения желаемого алкильного ароматического соединения(соединений). Подачи ароматических и предпочтительно также олефиновых соединений обработали, главным образом, для удаления загрязнителей, в частности соединений азота,содержащихся там, перед их объединением для реакции в присутствии цеолитного катализатора(катализаторов). Предварительная обработка подачи для удаления соединений азота значительно улучшает длину пробега и срок службы кислотного цеолитного катализатора(катализаторов). Конкретной целью данного уровня техники является обеспечение способов и устройства для обработки олефинового или ароматического исходного сырья для удаления органических или неорганических соединений азота при получении для способа каталитического алкилирования или трансалкилирования. В соответствии с указанным уровнем техники обнаружили, что примеси, содержащие азот, в одном или обоих видах исходного сырья могут нейтрализовать кислотные активные центры на кислотном цеолитном катализаторе и, тем самым, снизить каталитическую активность и его способность выполнять желаемую реакцию. Длительное накопление таких содержащих азот примесей на катализаторе постепенно снижает каталитическую активность до точки, где рабочие характеристики установки становятся неприемлемыми,требуя, чтобы установка была отключена для повторного задействования, регенерации или замены катализатора. Патент США 7199275 относится к способу алкилирования потока ароматического углеводорода,включающего примеси, в котором указанные примеси удалили в системе предварительной обработки,имеющей первый этап, второй этап, локализованный на выходе указанного первого этапа, и длину цикла,причем указанный способ включает этапы, на которых: (а) приводят в контакт поток ароматического углеводорода с первым молекулярным ситом, которое составляет 13 Х, на указанном первом этапе указанной системы предварительной обработки для удаления по меньшей мере части указанных примесей для получения частично обработанного потока ароматического углеводорода;(b) приводят в контакт указанный частично обработанный поток ароматического углеводорода со вторым молекулярным ситом, которое составляет 4 А, на втором этапе указанной системы предварительной обработки для удаления, в основном, всех из остальной части указанных примесей, и для получения полностью обработанного потока ароматического углеводорода; и(c) приводят в контакт указанный полностью обработанный поток ароматического углеводорода с алкилирующим средством в присутствии катализатора алкилирования и при условиях алкилирования для получения потока алкилированного ароматического углеводорода; и где указанная длина цикла указанной системы предварительной обработки больше указанной длины цикла, использующего указанный первый этап указанной системы предварительной обработки отдельно или указанный второй этап указанной системы предварительной обработки отдельно. В предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно включает этап, на котором приводят в контакт указанное алкилирующее средство этапа (с) с третьим молекулярным ситом для получения обработанного алкилирующего средства и приводят в контакт указанное обработанное алкилирующее средство с указанным обработанным потоком ароматического углеводорода этапа (b) для получения указанного потока алкилированного ароматического углеводорода этапа (с). Однако в вышеописанном уровне техники не упоминается о проверке этих примесей промышленным способом. Сейчас известно, что при помощи сухой колориметрии можно получить менее чем за 5 мин количество соединений-примесей, содержащих азот, в ароматическом субстрате или в алкилирующем средстве. Образец анализируемого исходного сырья выпарили, если оно не находится в газообразной фазе, и пропустили через пористый субстрат, несущий реагент, который изменяет цвет соразмерно с примесями. Электронное устройство изменяет цвет в зависимости от количества примесей. Для улучшения своевременного ответа параллельно можно применять много таких аппаратов и запускать измерения,например, каждую минуту или каждые десять секунд. Если обнаруживаются примеси выше требуемого уровня, реактор, содержащий катализатор, можно временно обойти. Краткое описание изобретения Данное изобретение представляет собой способ алкилирования ароматического субстрата, при котором:(a) обеспечивают реакционную зону алкилирования, содержащую катализатор алкилирования;(b) вводят исходное сырье, содержащее ароматический субстрат и алкилирующее средство, во впускное отверстие указанной реакционной зоны алкилирования и в контакт с указанным катализатором алкилирования;(c) эксплуатируют указанную реакционную зону алкилирования при условиях температуры и давления для обеспечения алкилирования указанного ароматического субстрата в присутствии указанного катализатора алкилирования для получения продукта алкилирования, включающего смесь указанного ароматического субстрата и моноалкилированных и полиалкилированных ароматических компонентов;(d) извлекают продукт алкилирования из указанной реакционной зоны алкилирования,-2 020157 где соединения-примеси, содержащие азот, в ароматическом субстрате или в алкилирующем средстве, или и в ароматическом субстрате, и в алкилирующем средстве наблюдают в диапазоне 15 wppb-35wppm при помощи сухой колориметрии. В преимущественном варианте осуществления реакционную зону алкилирования эксплуатируют в жидкой фазе. В другом варианте осуществления ароматическим субстратом является бензол, а алкилирующим средством является этилен. Данное изобретение также относится к способу трансалкилирования полиалкилированных ароматических компонентов, при котором:(a) обеспечивают трансреакционную зону алкилирования, содержащую катализатор трансалкилирования;(b) вводят исходное сырье, включающее, по меньшей мере, полиалкилированный ароматический компонент, полученный из ароматического субстрата, во впускное отверстие указанной трансреакционной зоны алкилирования и в контакт с указанным транскатализатором алкилирования;(c) поставляют ароматический субстрат в указанную зону трансалкилирования, причем указанный ароматический субстрат является таким же, как и в этапе (b);(d) эксплуатируют указанную зону трансалкилирования при условиях температуры и давления для обеспечения перераспределения указанных полиалкилированных ароматических компонентов для получения продукта перераспределения, имеющего пониженное содержание полиалкилированного ароматического соединения и повышенное содержание моноалкилированного ароматического соединения;(e) извлекают продукт перераспределения из указанной зоны трансалкилирования; где соединения-примеси, содержащие азот, в ароматическом субстрате наблюдают в диапазоне 15wppb-35 wppm при помощи сухой колориметрии. В преимущественном варианте осуществления ароматическим субстратом является бензол и полиалкилированным ароматическим компонентом является диэтилбензол. Подробное описание изобретения Что касается катализаторов, которые можно применять для алкилирования бензола пропиленом, а также для трансалкилирования бензола и полиизопропилбензолов в жидкой фазе, они включают цеолит бета, цеолит Y, цеолит омега, ZSM-5, ZSM-12, ITQ-1, ITQ-2, ERB-3, SSZ-25, МСМ-22, МСМ-36, МСМ 49, МСМ-56, МСМ-58, МСМ-68, фожазит, морденит, пористые кристаллические силикаты магния и оксид циркония, модифицированный вольфраматом, все из которых известны в данной области. Катализаторы, которые можно применять для алкилирования бензола этиленом и в способах трансалкилирования бензола и полиэтилбензолов в жидкой фазе включают цеолит бета, цеолит Y, цеолит омега, ZSM-5, ZSM-12, ITQ-1, ITQ-2, ERB-3, SSZ-25, МСМ-22, МСМ-36, МСМ-49, МСМ-56, МСМ-58,МСМ-68, фожазит, морденит, пористые кристаллические силикаты магния и оксид циркония, модифицированный вольфраматом. Большинство из этих катализаторов описаны в следующих патентах: WO 2007/081923, ЕР 0485683,ЕР 0467007, ЕР 0507761, ЕР 1691923, ЕР 0826653, ЕР 0733608, ЕР 0726242, ЕР 0844023, ЕР 0879809, ЕР 943594, ЕР 1043296, ЕР 1059277, ЕР 1002778, ЕР 1031549, US 6268305, ЕР 1188734, ЕР 1211233, ЕР 1208907, ЕР 1556318, ЕР 1546071, ЕР 1727860, ЕР 1581466, ЕР 1807201, ЕР 1851184, содержание которых включено ссылкой в данную заявку. МСМ-22 и его применение для катализации синтеза алкильных ароматических соединений, например, в патенте США 4954325 (Rubin), патенте США 4992606 (Kushnerick), патенте США 5077445(Le), патенте США 5334795 (Chu) и патенте США 5900520 (Mazzone), каждый из которых включен в данное описание ссылкой. МСМ-36 и его применение в синтезе алкильных ароматических соединений описаны в патенте США 5250277 (Kresge), в патенте США 5292698 (Chu) и в патенте США 5258565 (Kresge), каждый из которых включен в данное описание ссылкой. МСМ-49 и его применение в синтезе алкильных ароматических соединений описаны в патенте США 5236575 (Bennett), патенте США 5493065 (Cheng) и патенте США 5371310 (Bennett), каждый из которых включен в данное описание ссылкой. МСМ-56 и его применение для катализации синтеза алкильных ароматических соединений описаны в патенте США 5362697 (Fung), патенте США 5453554 (Cheng), патенте США 5536894 (Degnan), патенте США 5557024 (Cheng) и патенте США 6051521 (Cheng), каждый из которых включен в данное описание ссылкой. МСМ-58 и его применение для получения алкильных ароматических соединений описаны в патенте США 5437855 (Valyocsik) и патенте США 5569805 (Beck),каждый из которых включен в данное описание ссылкой. МСМ-68 и его применение для получения алкильных ароматических соединений описаны в патенте США 6049018 (Calabro), который включен в данное описание ссылкой. Применение оксида циркония, модифицированного вольфрамат-анионом, для катализации синтеза алкильных ароматических соединений описан в патенте США 5563311 (Chang), который включен в данное описание ссылкой. В патенте США 5081323 (Innes), который включен в данное описание ссылкой, описывают алкилирование жидкой фазы или способ трансалкилирования с применением цеолита бета. Получение кумола над цеолитом Y описано в патенте США 5160497 (Juguin) и патенте(Shamshoum) и в патенте США 5980859 (Gajda) и в Европейском патенте 0467007 (Butler), которые включены в данное описание ссылкой, описывают получение алкильных ароматических соединений с цеолитом бета, цеолитом Y и цеолитом Омега. В патенте США 5522984 (Gajda), патенте США 5672799 (Perego), патенте США 5980859 (Gajda) и патенте США 6162416 (Gajda), которые включены в данное описание ссылкой, описывают получение кумола с цеолитом бета. Применение цеолита Морденит в получении моноалкилированного бензола, такого как кумол и этилбензол, описано в патенте США 5198595 (Lee), который включен в данное описание ссылкой. Получение этилбензола с ex situ селективированным катализатором цеолитом описан в патенте США 5689025 (Abichandani), который включен в данное описание ссылкой. Получение этилбензола с ZSM-5 описано в патенте США 5157185 (Chu), который включен в данное описание ссылкой. Получение этилбензола над цеолитами со средним размером пор описано в патенте США 3751504 (Keown), патенте США 4547605 (Kresge) и патенте США 4016218 (Haag), которые включены в данное описание ссылкой. В патенте США 4169111 (Wight) и патенте США 4459426 (Inwood),которые включены в данное описание ссылкой, раскрывают получение этилбензола над цеолитами с большим размером пор, такими как цеолит Y. Синтез цеолита ZSM-12 описан в патенте США 5021141(Rubin), который включен в данное описание ссылкой. Способ получения этилбензола над цеолитомZSM-12 описан в патенте США 5907073 (Kumar), который включен в данное описание ссылкой. Получение этилбензола над цеолитом Морденит описано в патенте США 5430211 (Pogue), который включен в данное описание ссылкой. Жидкофазный синтез этилбензола с цеолитом бета описан в патенте США 4891458 (Innes) и патенте США 6060632 (Takamatsu), которые включены в данное описание ссылкой. В патенте США 4849569 (Smith), патенте США 4950834 (Arganbright), патенте США 5086193 (Sy), патенте США 5113031 (Sy) и патенте США 5215725 (Sy), которые включены в данное описание ссылкой, описаны различные системы для каталитического дистилляционного получения алкилированных ароматических соединений, включая этилбензол и кумол. Выражение "ароматическое соединение" относительно алкилируемых соединений, которые применяют в данном описании, понимают в соответствии с его определенным в уровне техники объемом, которое включает алкилзамещенные и незамещенные моно- и полиядерные соединения. Соединения ароматического характера, которые содержат гетероатом (например, N или S) также применимы при условии, что они не действуют как отравы для катализатора при выбранных условиях реакции. Замещенные ароматические соединения, которые могут здесь быть алкилированными, должны содержать по меньшей мере один атом водорода, непосредственно связанный с ароматическими ядрами. Ароматические кольца можно заместить одним или более алкилом, арилом, алкиларилом, алкокси, арилокси, циклоалкилом,галидом и/или другими группами, которые не препятствуют реакции алкилирования. Пригодные ароматические углеводороды включают бензол, нафталин, антрацен, нафтацен, перилен, коронен и фенантрен. Вообще, алкильные группы, которые могут присутствовать как заместители на ароматическом соединении, содержат от 1 до приблизительно 22 атомов углерода и предпочтительно от приблизительно 1 до 8 атомов углерода, и наиболее предпочтительно от приблизительно 1 до 4 атомов углерода. Пригодные алкилзамещенные ароматические соединения включают толуол; ксилен; изопропилбензол; нормальный пропилбензол; альфа-метилнафталин; этилбензол; кумол; мезителен; дурол; р-цимол; бутилбензол; псевдокумол; о-диэтилбензол; m-диэтилбензол; р-диэтилбензол; изоамилбензол; изогексилбензол; пентаэтилбензол; пентаметилбензол; 1,2,3,4-тетраэтилбензол; 1,2,3,5-тетраметилбензол; 1,2,4-триэтилбензол; 1,2,3-триметилбензол, m-бутилтолуол; р-бутилтолуол; 3,5-диэтилтолуол; о-этилтолуол; р-этилтолуол; mпропилтолуол; 4-этил-m-ксилол; диметилнафталины; этилнафталин; 2,3-диметилантрацен; 9 этилантрацен; 2-метилантрацен; о-метилантрацен; 9,10-диметилфенантрен; и 3-метил-фенантрен. Высокомолекулярные алкилароматические углеводороды также можно применять как подачу, и они включают ароматические углеводороды, такие, что получены алкилированием ароматических углеводородов с олигомерами олефина. Такие продукты часто называются - в технике как алкилат и включают гексилбензол, нонилбензол, додецилбензол, пентадецилбензол, гексилтолуол, нонилтолуол, додецилтолуол, пентадецилтолуол и т.д. Очень часто алкалат получают как высококипящую фракцию, в которой алкильная группа, присоединенная к ароматическим ядрам, изменяется в размере от приблизительно С 6 до приблизительно С 12. Продукт реформинга, особенно продукт реформинга, содержащий значительное количество бензола, толуола и/или ксилола, также будет составлять применимую подачу для способа алкилирования данного изобретения. Алкилирующие средства, которые применимы в способах данного изобретения, обычно включают любое алифатическое или ароматическое органическое соединение, имеющее одну или более доступных алкилирующих алифатических групп, способных реагировать с алкилируемым ароматическим соединением, предпочтительно с алкилирующей группой, содержащей от 1 до 5 атомов углерода. Примерами пригодных алкилирующих средств являются олефины, такие как этилен, пропилен, бутены и пентены; спирты (включая моноспирты, диспирты, триспирты и т.д.), такие как метанол, этанол, пропанолы, бутанолы и пентанолы; альдегиды, такие как формальдегид, ацетальдегид, пропиональдегид, бутиральдегид и n-валеральдегид; и алкилгалиды, такие как метилхлорид, этилхлорид, пропилхлориды, бутилхлориды и пентилхлориды и так далее. Смеси легких олефинов также применимы как алкилирующие средства в способе алкилирования данного изобретения. Соответственно, смеси этилена, пропилена, бутенов и/или пентенов, которые являются основными составляющими различных очищенных потоков, например топливный газ, отходящий газ газового завода, содержащий этилен, пропилен и т.д., отходящий газ при крекинге нефти, содержащий легкие олефины, очищенные потоки FCC (флюид каталитический крекинг) пропана/пропилена и т.д., применимы здесь как алкилирующие средства. Типичные реакции алкилирования ароматических соединений, которые могут улучшаться данным изобретением, включают получение этилбензола из реакции бензола с этиленом, кумола из реакции бензола с пропиленом, этилтолуола из реакции толуола с этиленом и цимолов из реакции толуола с пропиленом. Способ алкилирования по данному изобретению проводят таким образом, что органические реагенты, т.е. алкилируемое ароматическое соединение и алкилирующее средство, приводят в контакт с катализатором алкилирования в пригодной зоне реакции, такой как, например, в проточный реактор, содержащий неподвижный слой композиции катализатора, при эффективных условиях алкилирования. Такие условия включают температуру от приблизительно 0 до приблизительно 500 С и предпочтительно от приблизительно 50 до приблизительно 250 С; давление от приблизительно 0,2 до приблизительно 250 атм и предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 100 атм, молярное отношение алкилируемого ароматического соединения к алкилирующему средству от приблизительно 0,1:1 до приблизительно 50:1, и предпочтительно может быть от приблизительно 0,5:1 до приблизительно 10:1; и объмная скорость подачи сырья (WHSV) от приблизительно 0,1 до 500 ч-1, предпочтительно от 0,5 до 100 ч-1. Реагенты могут быть либо парообразной фазой, либо жидкой фазой и могут быть чистыми, т.е., не содержать намеренной примеси или разбавления другим материалом, или их можно привести в контакт с композицией цеолитного катализатора с помощью газов-носителей или разбавителей, таких как, например, водород или азот. Когда бензол алкилировали с этиленом для получения этилбензола, реакцию алкилирования можно проводить в жидкой фазе. Пригодные условия жидкой фазы включают температуру от 150 до 316 С, предпочтительно от 205 до 260 С; давление до приблизительно 3000 фунтов на кв. дюйм (20875 кПа); предпочтительно от 400 до 800 фунтов на кв. дюйм (2860 и 5600 кПа), объемная скорость от приблизительно 0,1 до 20 ч-1 WHSV, предпочтительно от 1 до 6 ч-1 WHSV, на основе подачи этилена; и соотношение бензола к этилену в реакторе алкилирования от 1:1 до 30:1 моляр, предпочтительно от приблизительно 1:1 до 10:1 моляр. Что касается сухого колориметрического анализа, его принцип объяснили выше. Образец анализируемого исходного сырья выпаривают, если он недоступен в газообразной фазе, и отправляют через пористый субстрат, несущий реагент, который изменяет цвет соразмерно с примесями. Жидкий образец,если имеется, можно выпарить любыми средствами. Пористым субстратом может быть бумага типа фильтровальной бумаги. Пористый субстрат переносит химический реагент, характерный для соединений-примесей, содержащих азот, и преимущественно реагирует на аммиак (NH3 или NH4OH), метиламин, диметиламин, этиламин и триметиламин. Этот химический реагент также реагирует положительно на H2S, но обычно H2S не присутствует в подаче ароматического субстрата и в подаче алкилирующего средства. Цвет сравнивают со стандартными цветами, полученными с образцами, содержащими известные количества соединений, содержащих азот (калибровка). Для сравнения можно использовать любые способы. Преимущественно, электронное устройство, такое как фотооптическая система, считывает цвет и сравнением со стандартными цветами преобразовывает цвет в количество примесей. Преимущественно диапазон равен 30 wppb-25 wppm. Анализируемый образец газа протекает через пористый субстрат, переносящий реагент в течение приблизительно 1-5 мин в соответствии с калибровкой. Чтобы ускорить ответ по времени, много таких аппаратов применяют параллельно и запускают измерения, например, каждую минуту или каждые десять секунд. В случае если обнаруженные примеси выше требуемого уровня, реактор, содержащий катализатор, можно временно обойти. Посредством примера вышеупомянутый анализ можно сделать при помощи автоматического устройства, поставляемогоC.I. Analytics в Канаде под названием Sensi-tape 7510. В ходе операции Sensi-Tape увеличивают посредством отбора "окна", где его подвергают отмерянному потоку образца. Если целевой газ присутствует, окраска проявляется пропорционально концентрации. Одновременно луч света отражается от открытой части ленты, и интенсивность измеряют непрерывно. Поскольку количество отраженного света снижается по причине проявления окраски, снижение распознается при помощи фотодетектора как аналоговый сигнал. Этот сигнал преобразовывают в цифровой формат, соответствующий кривой чувствительности газа, которая хранится в постоянной памяти анализатора, и отображенный/зарегистрированный как фактическое значение концентрации. Все эти функции управлялись микропроцессором. Применение этой спектрофотометрической методики в комбинации с микропроцессорным управлением обеспечивает отличную точность, воспроизводимость и возможность выявления низких ppb (частей на миллиард) концентраций. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ алкилирования ароматического субстрата в реакционной зоне алкилирования, содержащей катализатор алкилирования, при котором наблюдают исходное сырье, содержащее ароматический субстрат и алкилирующее средство, при помощи сухой колориметрии для проверки, находится ли количество соединений-примесей, содержащих азот, в ароматическом субстрате, или в алкилирующем средстве, или и в ароматическом субстрате, и в алкилирующем средстве в диапазоне 15 wppb-35 wppm, где образец указанного сырья отправляют через пористый субстрат, несущий реагент, который реагирует на NH3, NH4OH, метиламин, диметиламин, этиламин и триметиламин; временно обходят указанную реакционную зону алкилирования, содержащую указанный катализатор алкилирования, в случае, если количество примесей превышает диапазон 15 wppb-35 wppm; или вводят указанное исходное сырье, содержащее ароматический субстрат и алкилирующее средство,во впускное отверстие указанной реакционной зоны алкилирования и в контакт с указанным катализатором алкилирования; осуществляют алкилирование указанного ароматического субстрата в присутствии указанного катализатора алкилирования в указанной реакционной зоне алкилирования при эффективных условиях температуры и давления алкилирования для получения продукта алкилирования, содержащего смесь указанного ароматического субстрата и моноалкилированных и полиалкилированных ароматических соединений; извлекают продукт алкилирования из указанной реакционной зоны алкилирования. 2. Способ по п.1, где реакционную зону алкилирования эксплуатируют в жидкой фазе. 3. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, где ароматическим субстратом является бензол, а алкилирующим средством является этилен. 4. Способ трансалкилирования полиалкилированных ароматических соединений в реакционной зоне трансалкилирования, содержащей катализатор трансалкилирования, при котором наблюдают исходное сырье, содержащее, по меньшей мере, полиалкилированное ароматическое соединение, полученное из ароматического субстрата, при помощи сухой колориметрии для проверки,находится ли количество соединений-примесей, содержащих азот, в ароматическом субстрате в диапазоне 15 wppb-35 wppm, где образец указанного сырья отправляют через пористый субстрат, несущий реагент, который реагирует на NH3, NH4OH, метиламин, диметиламин, этиламин, триметиламин и H2S; временно обходят указанную реакционную зону, содержащую указанный катализатор трансалкилирования в случае, если количество примесей превышает диапазон 15 wppb-35 wppm; или вводят исходное сырье, содержащее, по меньшей мере, полиалкилированное ароматическое соединение, полученное из ароматического субстрата, во впускное отверстие указанной реакционной зоны трансалкилирования и в контакт с указанным катализатором трансалкилирования; поставляют ароматический субстрат в указанную зону трансалкилирования, причем указанный ароматический субстрат является таким же, что и на этапе наблюдения; перераспределяют указанные полиалкилированные ароматические соединения в указанной реакционной зоне трансалкилирования при эффективных условиях температуры и давления трансалкилирования для получения продукта перераспределения, имеющего пониженное содержание полиалкилированного ароматического соединения и повышенное содержание моноалкилированного ароматического соединения; извлекают продукт перераспределения из указанной зоны трансалкилирования. 5. Способ по п.4, где ароматическим субстратом является бензол, а полиалкилированным ароматическим компонентом является диэтилбензол. 6. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, где соединения-примеси, содержащие азот,наблюдают в диапазоне 30 wppb-25 wppm.

МПК / Метки

МПК: C07C 6/12, C07C 15/02, C07C 2/66, C07C 15/073

Метки: способ, алкилирование, ароматических, трансалкилирования, субстратов

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/7-20157-alkilirovanie-aromaticheskih-substratov-i-sposob-transalkilirovaniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Алкилирование ароматических субстратов и способ трансалкилирования</a>

Похожие патенты