Технологическая схема производства изопропилбензола - е

На рисунке 1 показана принципиальная схема алкилирования бензола пропиленом в присутствии хлористого алюминия.

Влажный бензол, поступающий со склада, проходит через теплообменник 1, в котором подогревается приблизительно до 65 °С за счет тепла осушенного бензола (с температурой 83--84 °С), вытекающего из нижней части ректификационной колонны 2.

Подогретый бензол подают в колонну, из верхней части которой отгоняются пары, имеющие температуру 75--78 °С. Затем пары поступают на конденсацию и охлаждение в холодильник 3, откуда конденсат стекает в разделительный сосуд 5, в котором разделяется на два слоя. Сырой бензол (верхний слой) возвращают на повторную азеотропную ректификацию, а нижний слой после очистки от бензола сливают в канализацию. Обезвоженный бензол, содержащий 0,001--0,003 вес. % воды, после охлаждения до 30 °С направляют на алкилирование.

Процесс алкилирования проводят в колонном аппарате 6, в нижнюю часть которого непрерывно подают осушенный бензол, смесь полиизопропилбензолов, хлористый алюминий в виде комплексного соединения с полиизопропилбензолами и газообразную пропан-пропиленовую фракцию (С3-фракцию). Алкилат непрерывно отбирают из верхней части аппарата 6 и направляют в отстойник 8, где отделяется механически увлеченный жидкостью тяжелый катализаторный слой, возвращаемый в алкилатор.

Более легкий углеводородный слой, пройдя холодильник 9, в котором он охлаждается до ~30 °С, и напорный бак 12, поступает в аппарат 14 для разложения водой растворенного в алкилате катализаторного комплекса. Так как растворимость комплекса в алкилате с повышением температуры практически не изменяется, устанавливать охлаждающие поверхности в отстойнике 8 не обязательно. Для предохранений алкилатора и отстойника от коррозии стенки этих аппаратов футеруют графитовыми плитками.

Отходящие из верхней части алкилатора газы, насыщенные парами бензола, охлаждаются до 25--30 °С в конденсаторе-холодильнике 7, при этом значительная часть бензола конденсируется и возвращается в алкилатор. Далее газы направляют в противоточный скруббер 10, где их. промывают охлажденной смесью полиизопропилбензолов для улавливания нескоденсировавшихся паров бензола. Давление в скруббере поддерживается равным давлению в алкилаторе. Газ, отмытый от бензола и представляющий собой почти чистый пропан, нейтрализуют в противоточной колонне 11 раствором NaOH и промывают водой, после чего подают на пиролиз. Вытекающая из скруббера 10 насыщенная бензолам полиалкилбензольная фракция поступает при помощи насоса в алкилатор.

На линии ввода алкилата в напорный бак 12 установлен дроссельный вентиль, в результате давление редуцируется до атмосферного и выделяется значительное количество растворенного газа (пропана). Газ сжимается в компрессоре 13 до 4--6 ат (избыточное давление, при котором проводят алкилирование) и направляется в конденсатор 7, присоединяясь к основному потоку отходящих из алкилатора газов.

Для отделения алкилата от растворенных в нем газов, кроме описанного метода, в некоторых случаях можно применять метод, по которому алкилат "отпаривают" в специальной ректификационной колонне (депропанизаторе), работающей под таким же (или несколько пониженным) давлением, как и алкилатор.

Комплексные соединения хлористого алюминия, растворенные в алкилате, разлагают в аппарате 14 путем обработки реакционной массы водой при перемешивании. Вытекающую из разлагателя смесь воды и алкилата подают на разделение в аппарат 15. Водный слой, содержащий алюминиевые соли, поступает в ловушку 24 и после окончательной очистки от углеводородов --в канализацию.

Для дополнительного отстаивания алкилата иногда используют отстойник 17, где периодически отделяется задерживаемый перегородкой слой углеводородов, эмульгированных в воде раствором алюминиевых солей. Эта эмульсия собирается в емкость 16, откуда ее периодически направляют в колонну 26 для отгонки углеводородов [3].

Алкилат, вытекающий из отстойника 17, смешивается с растворам едкого натра, подаваемого из напорного бака 18. Для лучшей гомогенизации смесь пропускают через диффузорный смеситель 20 и затем подают в разделительный сосуд 21. После отделения раствор NaOH возвращают в напорный бак 18 и используют до тех пор, пока содержание щелочи в растворе не снизится до 5--6% NaOH. Из аппарата 21 алкилат направляют в противоточную насадочную колонну 23 для промывки водой, а затем собирают в отстойниках 25, откуда насосом подают на ректификацию.

Средний состав получаемого алкилата: около 50% бензола, 30--35% изопропилбензола и 15--18% полиалкилбензолов (главным образом смесь м - и n-диизопропилбензолов). Поскольку в пропан-пропиленовой фракции, поступающей на алкилирование, могут содержаться этилен и бутилены, также реагирующие с бензолом, в алкилате будут присутствовать некоторые количества этилбензола и бутилбензолов.

Выделение индивидуальных продуктов из алкилата достигается путем ректификации. Разделение многокомпонентной смеси можно осуществить по нескольким схемам. Принципиальная схема ректификации алкилата, показана на рисунке 2.

В первой по ходу процесса колонне 3 отгоняют бензол. Поскольку алкилат, подаваемый на ректификацию, не подвергают предварительной осушке, он содержит около 0,2% растворенной воды, которая при отгонке увлекается бензолом. Выходящие из верхней части колонны пары бензола и воды конденсируются в дефлегматоре, откуда жидкость поступает в разделительный сосуд 6. Нижний водный слой после очистки от бензола сливается в канализацию; верхний бензольный слой разделяется на два потока: один из них подают на орошение колонн, другой -- направляют на азеотропную осушку.

I - алкилат; II - бензол; III - полиизопропилбензолы; IV - смола; V - тилбензольная фракция; VI - изопропилбензол; VII - бутилбензольная фракция 1 - подогреватель; 2 - кипятильники; 3, 7, 8, 9, 10 - ректификационные колонны; 4 - дефлегматоры; 5 - насосы; 6 - разделительный сосуд

Рисунок 2 - Принципиальная схема ректификации алкилата

Кубовая жидкость из колонны 3 поступает в колонну 7, где отгоняется смесь изопропил-, бутил - и этилбензолов. Вследствие высокой температуры кипения кубовой жидкости ректификацию проводят в. вакууме (остаточное давление 190--200 мм рт. ст.); при 103--106 °С отбирают фракцию, называемую техническим изопропилбензолом. Из нижней части колонны 7 остающиеся полиалкилбензолы и смолу подают на разделение в насадочную колонну 8, также работающую при разряжении (остаточное давление ~50 мм рт. ст.). Дистиллят, состоящий из чистых полиизопропилбензолов (главным образом диизолропилбензолов), применяют для приготовления катализаторного комплекса, улавливания из отходящих газов бензола и затем направляют в алкилатор вместе с исходным сырьем.

Колонна 9 предназначена для отделения технического изопропилбензола от этилбензольной фракции и возможных продуктов полимеризации пропилена, температура кипения которых близка к температуре кипения изопропилбензола. В колонне - 10 отгоняют в вакууме (остаточное давление 420-- 450 мм рт. ст.) товарный изопропилбензол от бутилбензолов.

Практика работы показывает, что товарный изопропилбензол бывает загрязнен примесями фенола (иногда даже определяемыми количественно), который, вероятно, образуется при окислении алкилата кислородом воздуха. Удаление этих нежелательных примесей достигается пропусканием изопропилбензола через слой едкого натра [3].

Выход изопропилбензола по описанному. методу составляет 95% (по бензолу) и до 97% (по пропилену). Расход хлористого алюминия на 1 т кумола равен 15--20 кг [5].

Похожие статьи




Технологическая схема производства изопропилбензола - е

Предыдущая | Следующая