RO108958B1 - Para-diethylbenzene preparation process - Google Patents
Para-diethylbenzene preparation process Download PDFInfo
- Publication number
- RO108958B1 RO108958B1 RO9301423A RO9301423A RO108958B1 RO 108958 B1 RO108958 B1 RO 108958B1 RO 9301423 A RO9301423 A RO 9301423A RO 9301423 A RO9301423 A RO 9301423A RO 108958 B1 RO108958 B1 RO 108958B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- ethylbenzene
- zeolite
- benzene
- catalyst
- diethylbenzene
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Prezenta invenție se referă la un procedeu de obținere selectivă a paradietilbenzenului, prin contactarea cu un catalizator zeolitic, modificat, a unui amestec de reacție, format dintr-un precursor alchilaromatic și hidrogen, în condiții de reacție specifice, în prezența sau absența etilenei. Procedeul este deosebit de eficient și flexibil, permițând obținerea pnra-dietilbenzenuluiîn proces integrat cu obținerea etilbenzenului din benzenul rezultat în procesul de disproporționare selectivă.The present invention relates to a a process for the selective production of paradecylbenzene, by contacting with a catalyst modified zeolite, of a reaction mixture, composed of an alkylaryl precursor and hydrogen, under specific reaction conditions, in the presence or absence of ethylene. The process is particularly efficient and flexible, enabling it to be obtained pent-diethylbenzene in an integrated process to obtain ethylbenzene from the benzene resulting from the process selective disproportionation.
Description
Prezenta invenție se referă la un procedeu de obținere selectivă a paradietilbenzenului din etilbenzen de reformare catalitică sau de sinteză.The present invention relates to a process for the selective obtaining of ethylbenzene from ethylbenzene by catalytic reforming or synthesis.
Azra-dietilbenzenul este cunoscut ca un produs foarte valoros, cu utilizări multiple. Cea mai largă utilizare este ca desorbent pentru separarea /rara-xilenului în procedeul care implică utilizarea sitelor moleculare zeolitice ca adsorbent selectiv. Paradietilbenzenul se mai utilizează cu deosebit succes pentru obținereapara-â. i v inilbenzenului, care este precursor pentru rășini schimbătoare de ioni cu grad înalt de reticulare, sau precursor pentru tipuri noi de plastitîanți.Azra-diethylbenzene is known to be a very valuable product with multiple uses. The most widely used is as a desorbent for the separation / rare-xylene in the process involving the use of zeolite molecular sieves as a selective adsorbent. Paradietilbenzene is also used very successfully to obtain it. i v inilbenzene, which is a precursor for highly cross-linked ion exchange resins, or precursor for new types of plasticizers.
Se cunoaște căpara-dietilbenzenul este un produs mult mai valoros decât ceilalți izomeri ai dietilbenzenului, respectiv metadietilbenzenul și orra-dietilbenzenul. Comercial, acești trei izomeri se obțin de regulă împreună, în proporții determinate de echilibre termodinamice. Acești trei izomeri au punctele de fierbere foarte apropiate, diferențele fiind de aproximativ 5°C. Această apropiere a punctelor de fierbere face ca separarea /rara-dietilbenzenului de ceilalți izomeri să fie total neeconomică dacă se aplică procedeul clasic de fracționare. Separarea pnra-dietilbenzenului prin tehnica cristalizării sau adsorbției pe site moleculare este foarte dificilă sub aspectul tehnologiei utilizate și scumpă sub aspectul utilităților și energiei consumate.It is known that capar-diethylbenzene is a much more valuable product than the other isomers of diethylbenzene, namely metadiethylbenzene and orra-diethylbenzene. Commercially, these three isomers are usually obtained together, in proportions determined by thermodynamic equilibria. These three isomers have very close boiling points, the differences being about 5 ° C. This approximation of boiling points makes the separation / rare-diethylbenzene from the other isomers totally uneconomic if the classical fractionation procedure is applied. The separation of pnra-diethylbenzene by the technique of crystallization or adsorption on molecular sites is very difficult in terms of the technology used and expensive in terms of utilities and energy consumed.
In scopul obținerii unui paradietilbenzen de înaltă puritate, se cunosc procedee mai vechi, care se referă la prepararea și reducereapnra-etil-acetofenonei, sau absobția selectivă a izomerului para din amestecul de izomeri ai dietilbenzenului, prin utilizarea zeoliților de tip X sau Y care conțin bariu și/sau potasiu.For the purpose of obtaining a high purity paradietylbenzene, older processes are known, which refer to the preparation and reduction of pyrin-ethyl acetophenone, or the selective absorption of the para isomer from the mixture of diethylbenzene isomers, using X or Y-type zeolites containing barium and / or potassium.
Procedee mai moderne combină procesul de sorbție selectivă a izomerului para al dietilbenzenului cu un proces de transalchilare a produșilor recuperați din zona de adsorbție - desorbție, în urma căruia se produce un amestec complex ce se trece la etapa următoare de fracționare, unde se scot mai multe fracții care parțial se recirculă, parțial se separă și altă parte se transalchilează.More modern processes combine the process of selective sorption of the para isomer of diethylbenzene with a process of transalkylation of the products recovered from the adsorption - desorption zone, which results in a complex mixture which proceeds to the next fractionation step, where more is removed. fractions that are partially recirculated, partly separated and another part is transalkylated.
In scopul simplificării procedeului de obținere a p<3ra-dietilbenzenului s-au făcut eforturi mari pentru utilizarea zeoliților sintetici modificați, cu structură fizico-chimică strict delimitată, în reacții de conversie selectivă a hidrocarburilor alchilaromatice. Extinderea studiilor fundamentale în domeniul sintezei, caracterizării și modificării zeoliților sintetici a permis obținerea unor progrese însemnate și în reacțiile hidrocarburilor alchilaromatice care implică ioni de carboniu.In order to simplify the process of obtaining p <3ra-diethylbenzene, great efforts have been made to use modified synthetic zeolites, with a strictly delimited physico-chemical structure, in selective conversion reactions of alkylaromatic hydrocarbons. The extension of the fundamental studies in the field of synthesis, characterization and modification of the synthetic zeolites has allowed significant progress in the reactions of the alkylaromatic hydrocarbons involving carbon ions.
Aceste procedee prezintă dezavantajul comun al complexității mari a instalațiilor și a operațiilor unitare multiple, în cazul variantei reducerii para-etilacetofanei și al sorbției selective și, respectiv, a dificultăților și consumurilor mari în cazul tehnicii cristalizării și adsorbției selective.These processes have the common disadvantage of the high complexity of the multiple units and operations, in the case of the variant of para-ethylacetophane reduction and of the selective sorption and, respectively, of the difficulties and the high consumption in the case of the technique of selective crystallization and adsorption.
Un alt dezavantaj al procedeelor enumerate este dependența de sursa de dietilbenzeni în cazul procedeului de sorbție selectivă și de acetofenonă în cazul procedeului de reducere.Another disadvantage of the listed processes is the dependence on the source of diethylbenzene in the case of the selective sorption process and the acetophenone in the case of the reduction process.
In cazul procedeului de combinare a sorbției selective cu un proces de transalchilare urmat de fracționare, pe lângă complicația dată de această succesiune de procese, mai apare și dezavantajul coroziunii și toxicității catalizatorului de transalchilare.In the case of the process of combining selective sorption with a transalkylation process followed by fractionation, in addition to the complication given by this sequence of processes, there is also the disadvantage of the corrosion and toxicity of the transalkylation catalyst.
Utilizarea generației noi de zeoliți sintetici modificați a înlăturat parțial aceste dezavantaje, dar nu s-a reușit o simplificare a fluxului de obținere a catalizatorului și atingerea unei purități mari a paradietilbenzenului în condiții de economicitate a procedeului.The use of the new generation of modified synthetic zeolites partially eliminated these disadvantages, but it was not possible to simplify the flow of obtaining the catalyst and to achieve a high purity of the paradietilbenzene under economical conditions of the process.
Problema pe care o rezolvă invenția de față este obținerea a unui zeolit cu dimensiuni ale porilor apropiate de cele ale etilbenzenului și cu aciditate ridicată, din care, printr-un procedeu de eliminare a centrilor acizi de pe suprafața exterioară și dispersarea într-o matrice specială, se ajunge la un catalizator care transformă selectiv etilbenzenul numai în porii zeolitului.The problem solved by the present invention is to obtain a zeolite with pore sizes close to those of ethylbenzene and with high acidity, of which, by a process of elimination of acid centers on the outer surface and dispersion in a special matrix , a catalyst is reached which selectively transforms ethylbenzene into pores only of zeolite.
Procedeul conform invenției înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că etilbenzenul este contactat, eventual, în prezența unui agent alchilant, cu un catalizator zeolitic modificat, căruia i s-a modelat aciditatea suprafeței exterioare, prin impregnare cu fosfat acid de amoniu, astfel încât zeolitul să conțină în final 3,97% fosfor și 0,28 % sodiu, la o temperatură cuprinsă între 375 și 475°C, de preferință între 400 și 450°C, o presiune cuprinsă între 1 și 20 at, de preferință 5...10 at și o viteză volumară cuprinsă între 4 ore'1 și 12 h'1, de preferință între 8 h'1 și 10 h'! și un raport molar hidrogen/hidrocarbură cuprins între 3/1 și 10/1.The process according to the invention removes the mentioned disadvantages, in that the ethylbenzene is contacted, possibly, in the presence of an alkylating agent, with a modified zeolitic catalyst, which has been modeled the acidity of the outer surface, by impregnation with ammonium acid phosphate, so that the zeolite contains finally 3.97% phosphorus and 0.28% sodium, at a temperature between 375 and 475 ° C, preferably between 400 and 450 ° C, a pressure between 1 and 20 at, preferably 5 ... 10 at and a volume speed between 4 hours ' 1 and 12 h' 1 , preferably between 8 h ' 1 and 10 h' ! and a hydrogen / hydrocarbon molar ratio of 3/1 to 10/1.
Conform invenției, etilarea sau disproporționarea selectivă a etilbenzenului se realizează în prezența unui catalizator zeolitic cu proporietăți fizico-chimice dirijate încă din faza de sinteză a zeolitului și o aciditate controlată obținută în faza de modificare a zeolitului, și respectiv, de obținere a catalizatorului. Etilarea sau disproporționarea are loc prin combinarea compusului aromatic cu un agent de alchilare , sau trecerea numai a compusului aromatic peste catalizator, în condiții specifice de conversie, în prezența sau absența unui diluant inert, ca, hidrogen, azot, dioxid de carbon sau metan. Conversia selectivă a reactanților are loc pe un catalizator care prezintă o bună capacitate de adsorbție a benzenului, capacitate minimă de adsorbție pentru or/o-xilen, dimensiuni medii de cristalit a zeolitului mai mari de 1 micron, o suprafață specifică de minimum 300 m2/g, un volum de pori (10...300 Â ) de minimum 28 g/cm3, un raport siliciu pe aluminiu de minimum 11 și un conținut de sodiu de minimum 0,3 procente.According to the invention, ethylbenzene or selective disproportionation of ethylbenzene is carried out in the presence of a zeolite catalyst with physico-chemical properties directed from the zeolite synthesis phase and a controlled acidity obtained during the zeolite modification phase and, respectively, of obtaining the catalyst. Ethylation or disproportionation occurs by combining the aromatic compound with an alkylating agent, or passing only the aromatic compound over the catalyst, under specific conversion conditions, in the presence or absence of an inert diluent, such as hydrogen, nitrogen, carbon dioxide or methane. Selective conversion of the reactants takes place on a catalyst having a good adsorption capacity of benzene, minimum adsorption capacity for or / o-xylene, average crystallite dimensions of zeolite greater than 1 micron, a specific surface area of at least 300 m 2 / g, a volume of pores (10 ... 300 Â) of at least 28 g / cm 3 , a ratio of silicon to aluminum of at least 11 and a sodium content of at least 0.3 percent.
Catalizatorul specific conform prezentei invenții cuprinde un zeolit care prezintă o capacitate de sorbție a benzenului de minimum 10 g/100 g zeolit, o capacitate de absorbție a orto-xilenului de maximum 0,5 g/100 g zeolit în timp de 30 min, la o temperatură de 120°C și o presiune parțială de 7 mm coloană mercur.The specific catalyst according to the present invention comprises a zeolite having a benzene sorption capacity of at least 10 g / 100 g zeolite, an absorption capacity of ortho-xylene of not more than 0.5 g / 100 g zeolite for 30 minutes at a temperature of 120 ° C and a partial pressure of 7 mm mercury column.
Matricea în care a fost dispersat zeolitul, cât și zeolitul, au fost calcinați separat înainte de formarea catalizatorului la temperaturi cuprinse între 125 și 900°C timp de 1 până la 36 h, de preferință între 375 și 600°C, pentru o perioadă de 1 până la 16 h, iar catalizatorul final a fost tratat cu aer + abur la temperaturi cuprinse între 350 și 600°C, timp de 1...24 h.The matrix in which the zeolite, as well as the zeolite, were dispersed, were calcined separately before the formation of the catalyst at temperatures between 125 and 900 ° C for 1 to 36 h, preferably between 375 and 600 ° C, for a period of 1 to 16 h, and the final catalyst was treated with air + steam at temperatures between 350 and 600 ° C, for 1 ... 24 h.
Intr-o variantă preferată, prezenta invenție realizează alchilarea sau disproporționarea selectivă a etilbenzenului pentru a forma preponderent sau exclusiv /wra-dietilhenzen, printr-un proces flexibil, la o temperatură cuprinsă între 300 și 550°C, la o presiune cuprinsă între 0,3 până la 100 at, utilizând o viteză volumară a etilbenzenului cuprinsă între 0,5 și 40 litri etilbenzen/litri catalizator x oră.In a preferred embodiment, the present invention achieves selective alkylation or disproportionation of ethylbenzene to predominantly or exclusively / wraethyl diethylene oxide, by a flexible process, at a temperature between 300 and 550 ° C, at a pressure between 0, 3 to 100 at, using a volume ethylbenzene volume ranging from 0.5 to 40 liters ethylbenzene / liter catalyst x hour.
In cazul în care se utilizează și gaz purtător, raportul molar gaz purtător/reactant este în general cuprins între 1 și 25 mol/mol, iar în cazul variantei de alchilare a etilbenzenului, raportul dintre etilbenzen și agentul de etilare este cuprins între 1 și 10 mol/mol.When carrier gas is also used, the molar ratio carrier / reactant gas is generally between 1 and 25 mol / mol, and in the alkylation variant of ethylbenzene, the ratio between ethylbenzene and the ethylating agent is between 1 and 10 mol / mol.
Conversia selectivă a etilbenzenului se face numai la hidrocarburi care au diametrul apropiat de al precursorului, permițând în acest fel și difuzia preferențială a izomerului para, care prezintă aceleași dimensiuni cu reactantul inițial. Lipsa acidității de pe suprafața exterioară a catalizatorului împiedică reacțiile succesive de izomerizare și permite obținerea ca produs unic de reacție a paradietilbenzenului.The selective conversion of ethylbenzene is made only to hydrocarbons having a diameter close to the precursor, thus allowing the preferential diffusion of the para isomer, which has the same size as the initial reactant. The lack of acidity on the outer surface of the catalyst prevents successive isomerization reactions and allows the unique reaction product of paradietylbenzene to be obtained.
Procedeul, conform invenției, prezintă următoarele avantaje :The process according to the invention has the following advantages:
- prezintă o mare flexibilitate; în lipsa unui agent alchilant se poate lucra numai cu componenta alchilaromatică în varianta reacției de disproporționare ;- has great flexibility; in the absence of an alkylating agent one can only work with the alkylaromatic component in the variant of the disproportionate reaction;
- se elimină coroziunea instalației și toxicitatea.- eliminates corrosion and toxicity.
Se dau în continuare exemple de realizare a procedeului conform invenției.Examples of carrying out the process according to the invention are given below.
Exemplul 1. A. O soluție A, formată din 245 g silicat de sodiu (cu 9,36% gr.Na2 și 29,5% gr.SiO2) și 305 g apă, se transferă întro autoclavă de oțel inoxidabil, căptușit la interior cu teflon.Example 1. A. A solution, consisting of 245 g of sodium silicate (with 9.36% gr.Na2 and 29.5% gr.SiO 2 ) and 305 g of water, is transferred into a stainless steel autoclave, lined with interior with Teflon.
Intr-un vas separat se prepară o altă soluție B, prin combinarea a 416 g apă, 92 g NaCl, 60 g (C3H7)4NBr, 31 g C2H5OH și 18 g H2SO4 concentrat (96% gr.), se amestecă bine până ce soluția devine clară și omogenă. Soluția astfel obținută se toarnă dintr-o dată peste soluția A care se află în autoclavă. Se agită foarte bine timp de 5 min, iar amestecul astfel obținut se încălzește sub agitare continuă în cadrul autoclavei până ce presiunea proprie sistemului este de 10,5 at. Se menține această presiune timp de 24 h, după care autoclava se răcește la temperatura camerei, iar produsul solid este separat din soluție prin filtrare și apoi spălat pe pânza de filtru de mai multe ori cu apă, după care se usucă la o temperatură de 120°C în curent de aer, obținându-se o pulbere albă.In a separate vessel, another solution B is prepared by combining 416 g of water, 92 g NaCl, 60 g (C 3 H 7 ) 4 NBr, 31 g C 2 H 5 OH and 18 g H 2 SO 4 concentrated ( 96% gr.), Mix well until the solution becomes clear and homogeneous. The solution thus obtained is poured over the solution A which is in the autoclave. It is stirred very well for 5 minutes, and the mixture thus obtained is heated under continuous stirring in the autoclave until the system pressure is 10.5 at. This pressure is maintained for 24 hours, after which the autoclave is cooled to room temperature, and the solid product is separated from the solution by filtration and then washed on the filter cloth several times with water, then dried at a temperature of 120 ° C in air stream, obtaining a white powder.
B. Produsul obținut ca mai sus a fost calcinat peste noapte în aer la 520°C, pentru îndepărtarea compușilor organici, observânduse schimbări între intensitățile relative ale difractogramei de raze X.B. The product obtained as above was calcined overnight in air at 520 ° C, for the removal of the organic compounds, observing changes between the relative intensities of the X-ray diffractogram.
Măsurătorile de suprafață specifică efectuate prin metoda BET au evidențiat pentru pulberea calcinată o valoare de 357 m2/g.The specific surface measurements carried out by the BET method showed for the calcined powder a value of 357 m 2 / g.
Determinările de capacitate de adsorbție a benzenului efectuate în condiții statice au condus la o valoare de 12 g benzen/100 g zeolit, iar determinările de capacitate de adsorbție a orzo-xilenului au condus la o valoare de 0,32 g wfo-xilen/lOO g zeolit în timp de 30 minute la o temperatură de 120°C și o presiune parțială de 7 mm coloană mercur.Benzene adsorption capacity determinations carried out under static conditions resulted in 12 g benzene / 100 g zeolite, and orzo-xylene adsorption capacity determinations resulted in 0.32 g wfo-xylene / lOO. g zeolite for 30 minutes at a temperature of 120 ° C and a partial pressure of 7 mm mercury column.
Zeolitul calcinat a avut o dimensiune medie de cristalit cuprinsă între 1,7 și 2 microni, iar conținutul de sodiu a fost de 0,57% greutate.The calcined zeolite had an average crystallite size of between 1.7 and 2 microns, and the sodium content was 0.57% by weight.
C. Zeolitul astfel preparat a fost tratat cu o soluție de azotat de amoniu preparată din 43 g azotat de amoniu și 430 cm3 apă. Trei volume de soluție pentru un volum de zeolit au fost folosite pentru schimb ionic, în condiții de reflux, utilizând echipament de sticlă, timp de 2 h. După 2 h amestecul se răcește, se filtrează și se spală cu apă demineralizată până la pH neutru. Turta umedă de zeolit astfel obținută se usucă în etuvă timp de 2 h, la o temperatură de 120°C, după care zeolitul se calcinează la 520°C, în curent de aer, timp de 4 h.C. The zeolite thus prepared was treated with a solution of ammonium nitrate prepared from 43 g of ammonium nitrate and 430 cm 3 of water. Three volumes of solution for one volume of zeolite were used for ion exchange, under reflux conditions, using glass equipment, for 2 hours. After 2 hours the mixture was cooled, filtered and washed with demineralized water to neutral pH. . The wet zeolite cake thus obtained is dried in the oven for 2 hours, at a temperature of 120 ° C, after which the zeolite is calcined at 520 ° C, in an air stream, for 4 hours.
Gradul de schimb ionic al zeolitului tratat conform acestei proceduri a fost de 72%.The ion exchange rate of the zeolite treated according to this procedure was 72%.
D. 100 grame din zeolitul obținut conform procedurii descrise la punctul B a fost impregnat cu o soluție de fosfat acid de amoniu, obținută din dizolvarea a 75 g fosfat acid de amoniu în 190 ml apă demineralizată.D. 100 grams of zeolite obtained according to the procedure described in point B was impregnated with a solution of ammonium acid phosphate, obtained by dissolving 75 g of ammonium acid phosphate in 190 ml demineralized water.
După impregnare, zeolitul se usucă și apoi se calcinează la 520°C timp de 24 h.After impregnation, the zeolite is dried and then calcined at 520 ° C for 24 h.
Conținutul de fosfor al produsului final astfel obținut a fost de 4,12% greutate, iar conținutul de sodiu a fost de 0,5% greutate.The phosphorus content of the final product thus obtained was 4.12% by weight, and the sodium content was 0.5% by weight.
E. Zeolitul modificat conform procedurii descrise la punctul C a fost impregnat cu fosfat acid de amoniu în conformitate cu metodologia descrisă la punctul D, obținându-se un zeolit care a conținut în final 3,97% greutate fosfor și 0,23% greutate sodiu.E. The modified zeolite according to the procedure described in point C was impregnated with ammonium acid phosphate according to the methodology described in point D, giving a zeolite which finally contained 3.97% phosphorus and 0.23% sodium .
F. Produsul obținut ca la punctul D a fost amestecat cu o pulbere de aluminiu tip pseudoboehmit, formată din 20 părți alumină calcinată la 520°C și 80 părți alumină uscată la 120°C, într-un malaxor, până se omogenizează amestecul. Raportul de combinare a pulberilor a fost de 65% greutate zeolit și 35% greutate alumină. Noua compoziție se tratează în mod treptat cu 10 mililitri de acid azotic concentrat, dizolvat în 210 ml apă, până ce pasta din malaxor devine suficient de plastică pentru a fi extrudată.F. The product obtained as in point D was mixed with a pseudoboehmite aluminum powder, consisting of 20 parts alumina calcined at 520 ° C and 80 parts alumina dried at 120 ° C, in a mixer, until the mixture was homogenized. The powder mixing ratio was 65% by weight zeolite and 35% by weight alumina. The new composition is gradually treated with 10 milliliters of concentrated nitric acid, dissolved in 210 ml of water, until the paste in the mixer becomes sufficiently plastic to be extruded.
Extrudatele cu un diametru de 1,5 mm se taie la o lungime de 2,7...3,2 mm și se calcinează în aer la 520°C timp de 8 h, se răcesc apoi la temperatura camerei și se pun în pungi de plastic ermetic închise.The extrudates with a diameter of 1.5 mm are cut to a length of 2.7 ... 3.2 mm and calcined in air at 520 ° C for 8 hours, then cooled to room temperature and put into bags hermetically sealed plastic.
G. 100 cm3 din catalizatorul obținut conform procedurii de mai sus se diluează cu 200 centimetri cubi de cuarț sau alfa alumină cu diametrul echivalent apropiat de al catalizatorului, se introduce într-un reactor din oțel inoxidabil rezistent la presiune și temperatură. Reactorul este încălzit cu ajutorul unui cuptor electric, prevăzut cu trei zone de încălzire, care să permită obținerea unei zone izoterme pentru catalizatorul zeolitic. După încărcarea catalizatorului, acesta este activat în curent de aer la temperatura de 520°C timp de 4 h. Se răcește la 400°C și se purjează cu azot pur până se elimină tot oxigenul, apoi se presurizează cu hidrogen de înaltă puritate până la presiunea de 10 at.G. 100 cm 3 of the catalyst obtained according to the above procedure is diluted with 200 cubic centimeters of quartz or alpha alumina with the equivalent diameter of the catalyst, it is introduced in a stainless steel reactor resistant to pressure and temperature. The reactor is heated by means of an electric furnace, provided with three heating zones, which allows to obtain an isothermal zone for the zeolite catalyst. After charging the catalyst, it is activated in air at 520 ° C for 4 hours. It is cooled to 400 ° C and purged with pure nitrogen until all oxygen is removed, then pressurized with high purity hydrogen to the pressure of 10 at.
Catalizatorul astfel activat a fost supus unui test de activitate catalitică în reacția de alchilare a hidrocarburilor alchilaromatice. In procesul de alchilare, componenta aromatică care poate fi alchilată conține cel puțin un inel aromatic și cel puțin o poziție alchilabilă. Cele mai preferabile hidrocarburi aromatice sunt benzenul, etilbenzenul și toluenul. Procedeul permite și alchilarea unui amestec de compuși aromatici, în special benzen și etilbenzen sau benzen și toluen.The catalyst thus activated was subjected to a catalytic activity test in the alkylation reaction of the alkylaromatic hydrocarbons. In the alkylation process, the aromatic component that can be alkylated contains at least one aromatic ring and at least one alkylable position. The most preferred aromatic hydrocarbons are benzene, ethylbenzene and toluene. The process also allows alkylation of a mixture of aromatic compounds, especially benzene and ethylbenzene or benzene and toluene.
Ca agent de alchilare se poate utiliza etilena, dar și alcool etilic, bromura și clorură de etil și etilmercaptanul pot fi utilizați cu succes. In particular, oricare agent de alchilare cunoscut poate fi utilizat în prezentul procedeu. Agentul de alchilare preferat pentru această invenție este etilena.As an alkylating agent, ethylene can be used, but also ethyl alcohol, ethyl bromide and chloride, and ethylmercaptan can be used successfully. In particular, any known alkylating agent may be used in the present process. The preferred alkylating agent for this invention is ethylene.
Temperatura de alchilare este cuprinsă între 275 și 500°C, preferabil între 375 până la 450°C. Presiunea de alchilare poate fi situată în intervalul 1,5 at până la 30 at, de preferință fiind intervalul 5 at până la 25 at.The alkylation temperature is between 275 and 500 ° C, preferably between 375 and 450 ° C. The alkylation pressure can be in the range of 1.5 at up to 30 at, preferably being in the range 5 at up to 25 at.
Raportul molar dintre hidrocarbura alchilaromatică și agentul de alchilare este cuprins între 1/1 și 20/1, de preferință între 2/1 și 12/1.The molar ratio between the alkylaromatic hydrocarbon and the alkylating agent is between 1/1 and 20/1, preferably between 2/1 and 12/1.
Dacă în proces este prezent și hidrogenul, raportul molar dintre hidrogen și agentul alchilant este cuprins între 10/1 și 1/4. In cazul în care se utilizează un alt gaz diluant, raportul menționat mai înainte se păstrează.If hydrogen is present in the process, the molar ratio of hydrogen to the alkylating agent is between 10/1 and 1/4. If another diluent gas is used, the abovementioned report shall be retained.
In lipsa unui agent alchilant se poate lucra numai cu componenta alchilaromatică în varianta reacției de disproporționare. Această ultimă variantă este cea mai de preferat pentru obținerea para-dietilbenzenului din etilbenzen.In the absence of an alkylating agent, one can only work with the alkylaromatic component in the variant of the disproportionate reaction. The latter variant is most preferable for obtaining para-diethylbenzene from ethylbenzene.
Procesul de obținere a paradietilbenzenului atât în varianta alchilării, cât și disproporționării, implică viteze volumare exprimate ca raportul dintre debitul de hidrocarbură lichidă și volumul de catalizator mari, cuprinse între 1 și 20 h'1, de preferat între 3 și 12 h1, demonstrând productivități ridicate ale catalizatorului.The process of obtaining paradietylbenzene in both alkylation and disproportionate variants involves volumetric speeds expressed as the ratio between the liquid hydrocarbon flow and the volume of large catalysts, between 1 and 20 h ' 1 , preferably between 3 and 12 h 1 , demonstrating high catalyst productivity.
Condițiile de reacție și rezultatele obținute în cazul alchilării etilbenzenului cu etilenă sunt prezentate în continuare în tabelulThe reaction conditions and the results obtained in the case of alkylation of ethylbenzene with ethylene are presented in the table below.
1.1.
Tabelul 1Table 1
Este evident din rezultatele de mai înainte că acest tip de catalizator cu un conținut de sodiu mai mic prezintă performanțe deosebite în reacția de obținere a /wu-dietilbenzenului. Conversia etilenbenzenului este foarte apropiată de cea teoretică (20% moli datorită raportului molar ales), iar selectivitatea la izomerul para. este deosebit de ridicată față de cea indicată de echilibrul termodinamic (28,5% moli la temperatura de 400°C). Raportul izomeriîorpara/meta/ortoîn cazul testului 3 a fost 98,3/1,69 0,01.It is evident from the above results that this type of catalyst with a lower sodium content exhibits outstanding performances in the reaction of obtaining wu-diethylbenzene. The conversion of ethylene benzene is very close to the theoretical one (20 mol% due to the chosen molar ratio), and the selectivity to the para isomer. it is particularly high compared to that indicated by the thermodynamic balance (28.5% moles at 400 ° C). The isomer / meta / ortho ratio for test 3 was 98.3 / 1.69 0.01.
Aceste performanțe demonstrează unicitatea catalizatorului în procesul de obținere a ;7izra-dietilbenzenului. Această unicitate se traduce într-o structură poroasă bine determinată a zeolitului, unei acidități ridicate prezente numai în interiorul porilor, într-un conținut impus de sodiu și difuzie controlată a reactanților și produșilor de reacție datorată formei geometrice a acestora, dimensiunilor mari de cristalit a zeolitului și nivelului termic ales.These performances demonstrate the uniqueness of the catalyst in the process of obtaining 7isra-diethylbenzene. This uniqueness translates into a well-determined porous structure of the zeolite, a high acidity present only inside the pores, an imposed sodium content and controlled diffusion of the reactants and reaction products due to their geometric shape, large crystallite dimensions of of the zeolite and the chosen thermal level.
Exemplul 2. Testul de activitate catalitică în reacția de alchilare a etilbenzenului cu etilenă s-a reluat în aceleași condiții ca la exemplul 1, luând însă drept catalizator proba obținută conform exemplului 1 pct.E.Example 2. The catalytic activity test in the alkylation reaction of ethylbenzene with ethylene was resumed under the same conditions as in example 1, but taking as the catalyst the sample obtained according to example 1 point E.
Condițiile de reacție și rezultatele analitice sunt prezentate în rezumat în tabelulThe reaction conditions and the analytical results are summarized in the table
2.2.
ίοίο
Tabelul 2Table 2
Rezultatele obținute și eu acest catalizator demonstrează o selectivitate deosebită a catalizatorului față de obținerea para-dietiibenzenului, cu mențiunea că, datorită conținutului de sodiu mai ridicat față de catalizatorul precedent, conversia reactanților a fost mai mică. Ținând cont de considerente tehnologice se impune ca cel puțin conversia etilenei să fie cât mai aproape de 100%, din acest punct de vedere rezultă că nivelul sodiului din zeolit este foarte important.The results obtained by me and this catalyst demonstrate a great selectivity of the catalyst with respect to the obtaining of para-diethylbenzene, with the mention that, due to the higher sodium content compared to the previous catalyst, the conversion of the reactants was lower. Taking into account technological considerations, it is required that at least the conversion of ethylene to be as close as 100%, from this point of view, the level of sodium in zeolite is very important.
Exemplul 3. 50 cm3 de catalizator obținut conform exemplului 1 pct.E s-au diluat cu 100 cm3 de alfa alumină inertă cu dimensiuni similare cu ale catalizatorului. După ce catalizatorul a fost adus în condiții de reacție în mod similar ca la exemplul 1 pct.G sistemul catalitic a fost testat în reacția de disproporționare a etilbenzenului.Example 3. 50 cm 3 of catalyst obtained according to the example 1 point E were diluted with 100 cm 3 of inert alpha alumina with dimensions similar to that of the catalyst. After the catalyst was brought under reaction conditions in the same manner as in Example 1 pt.G the catalytic system was tested in the disproportionate reaction of ethylbenzene.
Condițiile de reacție și rezultatele analitice reprezentative sunt redate în tabelul 3.The reaction conditions and representative analytical results are shown in Table 3.
Tabelul 3Table 3
Din datele obținute la disproporționarea etilbenzenului rezultă că și în acest caz selectivitatea la para izomer este foarte ridicată. Raportul izomerilor para!metalbrto fiind în cazul testului 8 de 98,4/1,6/0 demonstrează că în aceste condiții de reacție se poate elimina în totalitate izomerul indezirabil orto.From the data obtained for the disproportionation of ethylbenzene, it is also shown that in this case the selectivity to the para isomer is very high. The ratio of the para-metalbrto isomers being in the case of test 8 of 98,4 / 1,6 / 0 shows that in these reaction conditions the ortho undesirable isomer can be completely eliminated.
Un alt fapt semnificativ este că paraselectivitatea are tendința de creștere în timp, ca urmare a depunerii probabile a cocsului pe suprafață și de asemenea pe măsură ce viteza volumară a reactanților crește.Another significant fact is that the paraselectivity tends to increase over time, as a result of the likely deposition of the coke on the surface and also as the volume velocity of the reactants increases.
Ținând cont și de influența nesemnificativă a presiunii asupra performanțelor catalizatorului rezultă că și viteza volumară ridicată pentru acest proces prezintă interes.Taking into account also the insignificant influence of the pressure on the performances of the catalyst, it results that the high volume speed for this process is of interest.
Exemplul 4. Testul de activitate de la exemplul 3 a fost reluat și în acest exemplu, cu diferența că în sistemul de reacție s-a introdus ca gaz purtător hidrogenul, la presiune de 10 at.Example 4. The activity test from example 3 was resumed in this example, with the difference that hydrogen was introduced into the reaction system as a carrier gas, at a pressure of 10 at.
Rezultatele în rezumat sunt cuprinse în tabelul 4.The results are summarized in Table 4.
Tabelul 4Table 4
Datele obținute în acest exemplu arată efectul pozitiv al hidrogenului în procesul de alchilare. Acest gaz are un efect de creștere a stabilității catalizatorului în timp și de împiedicare a depunerii rapide a cocsului. Ținând cont că selectivitatea la izomer para și conversia etilbenzenului se menține practic la nivelul catalizatorului proaspăt testat în condiții fără hidrogen, rezultă că prezența hidrogenului într-un raport molar cuprins între 3 și 10 este de asemenea o caracteristică importantă a procesului.The data obtained in this example show the positive effect of hydrogen in the alkylation process. This gas has an effect of increasing the stability of the catalyst over time and preventing the rapid deposition of the coke. Given that the selectivity to the para isomer and the conversion of ethylbenzene is practically maintained at the level of the freshly tested catalyst under hydrogen-free conditions, it turns out that the presence of hydrogen in a molar ratio between 3 and 10 is also an important feature of the process.
Exemplul 5. Verificarea performanțelor catalizatorului obținut conform exemplului 1, pct.E, în prezența hidrogenului conform exemplului 4, s-a făcut într-o instalație industrială cu reactor adiabatic în care s-au introdus 5,7 t catalizator, diluat cuExample 5. Verification of the catalyst performance obtained according to example 1, point E, in the presence of hydrogen according to example 4, was done in an industrial plant with adiabatic reactor in which 5.7 t of catalyst were introduced, diluted with
3,5 t alumină inertă, în condițiile de reacție definite printr-o temperatură de 400°C, o presiune de 10 at, o viteză volumară de 8 h'1 și un raport H;/hidrocarbură = 5 mol/mol.3.5 t inert alumina, under reaction conditions defined by a temperature of 400 ° C, a pressure of 10 at, a volume velocity of 8 h ' 1 and a ratio H ; / hydrocarbon = 5 mol / mol.
In aceste condiții performanțele catalizatorului au fost ca medie pe 520 zile de funcționare următoarele :Under these conditions, the catalyst's performance was on average 520 days of operation as follows:
- conversie etilbenzen 22,7% mol :- ethylbenzene conversion 22.7% mol:
- selectivitate la j>ara-dietilbenzen 98,9% mol.- selectivity for j> ara-diethylbenzene 98.9% mol.
După cum se poate observa și din acest test industrial, catalizatorul și condițiile de proces oferă performanțe foarte bune pentru obținerea /wa-dietilbenzenului, precum și o stabilitate notabilă a catalizatorului pe parcursul celor 520 de zile de funcționare.As can be seen from this industrial test, the catalyst and the process conditions offer very good performance for the obtaining of / w-diethylbenzene, as well as a remarkable stability of the catalyst during the 520 days of operation.
Exemplul 6. Produsul de reacție obținut în cadrul exemplului 4 este trecut peste catalizatorul obținut ca în exemplul 1, pct.E, fără a face separarea compușilor din acest produs. Practic, prin acest procedeu s-a trecut din nou printr-o recirculare completă produsul peste același catalizator, în condiții de reacție definite prin : temperatura : 400°C, presiune : 10 at și raport molar hidrogen/etilbenzen : 5/1.Example 6. The reaction product obtained in Example 4 is passed over the catalyst obtained as in Example 1, point E, without separating the compounds from this product. Basically, through this process the product was passed through a complete recirculation over the same catalyst, under reaction conditions defined by: temperature: 400 ° C, pressure: 10 at and molar ratio hydrogen / ethylbenzene: 5/1.
Rezultatele rezumative sunt redate în tabelul 5.The summary results are shown in table 5.
Tabelul 5Table 5
Din datele obținute rezultă că performanțele procesului pot fi crescute prin recircularea parțială sau totală a produsului de reacție sau prin trecerea amestecului de reacție prin mai multe reactoare în serie. Reactoarele pot fi în număr de 1 până la 5, iar într-un exemplu preferat reactoarele pot fi în număr de 1 până la 3.It is clear from the data obtained that the process performance can be increased by partial or total recirculation of the reaction product or by passing the reaction mixture through several reactors in series. The reactors may be from 1 to 5, and in a preferred example the reactors may be from 1 to 3.
Exemplul 7. 300 grame de zeolit preparat conform metodologiei prezentate în exemplul 1, pct.C, se pastilează cu o presă.Example 7. 300 grams of zeolite prepared according to the methodology presented in Example 1, point C, is pelleted with a press.
Pastilele sunt apoi sparte și sitate astfel încât să se rețină particulele cu diametrul echivalent de 1,5 mm. 100 cm3 din aceste particule sunt încărcate în reactor și testate în reacția de alchilare a benzenului cu etilenă. Procedura este similară ca la exemplul 1, pct.G, singura deosebire este cea care se referă la componenta aromatică, care este benzenul în loc de etilbenzen.The pellets are then broken and placed so that particles with an equivalent diameter of 1.5 mm are retained. 100 cm 3 of these particles are charged to the reactor and tested in the alkylation reaction of benzene with ethylene. The procedure is similar as in Example 1, point G, the only difference is that of the aromatic component, which is benzene instead of ethylbenzene.
Condițiile de reacție și rezultatele obținute sunt prezentate în tabelul 6.The reaction conditions and the results obtained are presented in table 6.
Tabelul 6Table 6
Datele obținute la alchilarea benzenului demonstrează foarte bune performanțe ale zeolitului obținut conform exemplului 1 pct.C, în reacția de obținere a etilbenzenului. Ținând cont că din condițiile de raport molar impus conversia teoretică este de 25% mol, se poate constata că valorile conversiei se situează foarte aproape de valorile maxime posibil de obținut.The data obtained on the alkylation of benzene demonstrate very good performances of the zeolite obtained according to example 1 pt. C, in the reaction of obtaining ethylbenzene. Considering that from the conditions of molar ratio imposed the theoretical conversion is 25% mol, it can be seen that the values of the conversion are very close to the maximum values possible to obtain.
Exemplul 8. Produsul de reacție obținut în reacția de alchilare de la exemplul 6 conține 20,7% etilbenzen, 1,67% dietilbenzeni, restul fiind în principal benzen nereacționat. Acest produs este supus unei fracționări care permite obținerea unei fracții de vârf (78,7% din produs), constituită în principal din benzen și o altă fracție ce se găsește la baza coloanei, formată în principal din etilbenzen (92,6% puritate), benzen nereacționat și dietilbenzeni, în care paradietilbenzenul reprezintă 73,1%.Example 8. The reaction product obtained in the alkylation reaction of Example 6 contains 20.7% ethylbenzene, 1.67% diethylbenzene, the remainder being mainly unreacted benzene. This product is subjected to a fractionation that allows to obtain a peak fraction (78.7% of the product), consisting mainly of benzene and another fraction which is at the base of the column, consisting mainly of ethylbenzene (92.6% purity). , unreacted benzene and diethylbenzene, in which paradietylbenzene represents 73.1%.
Benzenul recuperat este reîntors în reactorul de alchilare, condițiile de reacție și rezultatele obținute sunt similare ca în exemplul 6.The recovered benzene is returned to the alkylation reactor, the reaction conditions and the results obtained are similar as in Example 6.
Concentratul de etilbenzen și dietilbenzeni de la baza coloanei este trecut la disproporționarea selectivă în condițiile de reacție similare cu cele de la exemplul 3, în vederea obținerii selective a paradietilbenzenului.The concentrate of ethylbenzene and diethylbenzene from the base of the column is passed to the selective disproportionation under the reaction conditions similar to those of example 3, in order to selectively obtain paradietylbenzene.
In condițiile de reacție specifice testului 8 din tabelul 3, conversia etilbenzenului a fost 19,7% mol., iar selectivitatea la /?tfra-dietilbenzen a fost de 97,8%.Under the reaction conditions specific to the test 8 in Table 3, the conversion of ethylbenzene was 19.7% mol., And the selectivity to / tfa-diethylbenzene was 97.8%.
Rezultatele obținute demonstrează o flexibilitate mare a utilizării zeolitului de bază în cadrul unui complex de reacție integrat, în care în primul reactor se obține etilbenzen din benzen și etilenă, iar în al doilea reactor se obține para- 5 dietilenbenzen din etilbenzen, prin disproporționarea selectivă. Benzenul rămas nereacționat în procesul de alchilare și benzenul rezultat în procesul de disproporționare este readus în reactorul de alchilare, iar secția de 10 fracționare poate fi utilizată în comun, dacă în coloana de fracționare a produsului rezultat în procesul de alchilare se prevede un taler lateral, de unde se va lua concentratul de etilbenzen. în acest caz /?ara-dietilbenzenul se va lua de la baza 15 acestei coloane.The obtained results demonstrate a high flexibility of the use of the basic zeolite within an integrated reaction complex, in which in the first reactor ethylbenzene is obtained from benzene and ethylene, and in the second reactor para-diethylene benzene is obtained from ethylbenzene by selective disproportionation. The benzene remaining unreacted in the alkylation process and the benzene resulting in the disproportionate process is returned to the alkylation reactor, and the fractionation section 10 can be used jointly, if a side cutter is provided in the fractionation column of the product resulting in the alkylation process. where will the ethylbenzene concentrate be taken. In this case, ara-diethylbenzene will be taken from the base 15 of this column.
Din exemplele date în această invenție rezultă că se pot face mai multe variații în procesul de obținere a pnra-dietilbenzenului, care ne permit să obținem integrat sau separat 20 para-dietilbenzen și etilbenzen.From the examples given in this invention it follows that several variations can be made in the process of obtaining pnra-diethylbenzene, which allow us to obtain 20 para-diethylbenzene and ethylbenzene integrated or separately.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RO9301423A RO108958B1 (en) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | Para-diethylbenzene preparation process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RO9301423A RO108958B1 (en) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | Para-diethylbenzene preparation process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RO108958B1 true RO108958B1 (en) | 1994-10-31 |
Family
ID=20099959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RO9301423A RO108958B1 (en) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | Para-diethylbenzene preparation process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RO (1) | RO108958B1 (en) |
-
1993
- 1993-10-25 RO RO9301423A patent/RO108958B1/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5571950B2 (en) | Molecular sieve composition (EMM-10), production method thereof, and hydrocarbon conversion method using the composition | |
EP2051805B1 (en) | A mcm-22 family molecular sieve composition, its method of making, and use for hydrocarbon conversions | |
EP2056964B1 (en) | A novel molecular sieve composition, a method of making and a process of using the same | |
CA1322744C (en) | Alkylation of polycyclic aromatic compounds to alkylates enriched in the para-substituted isomers | |
US3716597A (en) | Process for alkylating aromatic hydrocarbons | |
EP0214147B1 (en) | Crystalline magnesia-silica composites and process for producing same | |
JP5211049B2 (en) | Molecular sieve composition (EMM-10-P), process for producing the same, and process for converting hydrocarbons using the composition | |
US4721827A (en) | Crystalline magnesia-silica composites and process for producing same | |
EP0021445B1 (en) | Method for preparing zeolites, zeolites obtained by such method and their use for the conversion of hydrocarbons | |
US8748685B1 (en) | Aromatic transformation using UZM-44 aluminosilicate zeolite | |
WO2013096075A2 (en) | Aromatic transformation using uzm-39 aluminosilicate zeolite | |
EP0094693B1 (en) | Crystalline aluminosilicate zeolite and process for its production | |
EP0087720B1 (en) | Crystalline aluminosilicate zeolite | |
RO108958B1 (en) | Para-diethylbenzene preparation process | |
RO108955B1 (en) | Alkylation process of an isoparafine with an olefine | |
JP2008238136A (en) | Bifunctional catalyst for dealkylating ethylbenzene and isomerizing xylene | |
WO1997012838A1 (en) | Synthetic porous crystalline mcm-61, its synthesis and use | |
WO2014093440A1 (en) | Conversion of methane to aromatic compounds using uzm-44 aluminosilicate zeolite | |
US4812536A (en) | Selective para-ethylation of toluene with magnesium compound-impregnated, crystalline, gallosilicate based, molecular sieve catalyst compositions | |
RO112722B1 (en) | Process for dehydrogenation and dehydrocyclization of aliphatic hydrocarbons | |
JPH09316011A (en) | Selective production of p-xylene | |
RO112424B1 (en) | Alkyl benzenes preparation process on an aluminium silicate type catalyst | |
RO112109B1 (en) | Izopropylbenzene preparation process | |
JPH0526545B2 (en) | ||
JPH10324649A (en) | Selective production of p-xylene and crystalline silicate |