Procesul de alchilare a benzenului cu etilenă și un catalizator pentru implementare, brevete Bank sale

Invenția se referă la un catalizator pentru alchilarea benzenului cu etilenă pe bază de zeolit ​​ZSM-5, precum și un procedeu pentru alchilarea benzenului cu etilenă folosind catalizatorul, în care catalizatorul este caracterizat prin aceea că este extrudat (Cerenkov) constând din 55-90% gr. Tipul de zeoliți HCaZSM- 5 având un raport molar de oxid de siliciu. 60-220 alumină și 10-45% în greutate alumină (liant) și având o compoziție chimică, în greutate. Oxid% :. 10,3-47,1 aluminiu, oxid de 0,2-1,0 de calciu, oxid de sodiu 0 01-0,1, oxid de siliciu repaus. Aplicarea invenției permite creșterea randamentului etilbenzenului și selectivitatea procesului de alchilare. 2 bp f CONTEXT Tabelul 2.

Invenția se referă la producerea etilbenzenului prin alchilarea catalitică a benzenului cu etilenă și catalizatorul de alchilare.

O metodă de producere a etilbenzenului prin reacția benzenului cu etilenă la o temperatură de 100-250 ° C și un raport molar de benzen. etilen (3-10): 1, în prezența unui catalizator de mordenit acidă având un raport molar de oxid de siliciu. oxid de aluminiu mai mari de 30 la 1 și care conține silice ca liant inert (Brevet № 4849570, cl S07S 02/68.).

Dezavantajele acestor metode, alchilarea benzenului cu etilenă nu sunt randamente suficient de ridicate de etilbenzen și selectivitate la produsul dorit - etilbenzen.

Dezavantajele acestui procedeu pentru alchilarea benzenului cu etilenă sunt randament scăzut de etilbenzen și selectivitatea procesului de alchilare, precum și o rezistență mecanică scăzută a catalizatorului.

Conform stadiului tehnicii de alchilare a benzenului cu etilenă se realizează la o temperatură de 250-425 ° C, o presiune de 1-25 atmosfere, un raport molar de benzen. etilen (1-5): 1, viteza de alimentare benzen volum de 0.5-3.5 h -1, iar catalizatorul este utilizat în formă sferică, cu un diametru de 3-8 mm, granule constând din 5-55% în greutate mare de siliciu de tip zeolit ​​ZSM-. 5 având un raport molar de oxid de siliciu. oxid de aluminiu (20-150): 1 și 45-95% în greutate dintr-un cadru amorf aluminosilicat (liant) și având o compoziție chimică, în% greutate: alumină 3,0-9,5; .. oxizi de pământuri rare (REM) 0-4,5; Oxid de calciu 1,0-5,0; oxid de sodiu 0,1-0,6; oxid de siliciu altceva.

Catalizatorul pentru alchilarea benzenului cu etilenă, catalizatorul din stadiul tehnicii cuprinde o formă sferică, cu un diametru de 3-8 mm, format din 5-55% gr. Înaltă silice zeolit ​​NaZSM-5 tip având un raport molar de oxid de siliciu. alumină de 20-150 și 45-95% în greutate cadru amorf aluminosilicat (liant) și având o compoziție chimică, în% greutate: alumină 3,0-9,5; .. 0-4,5 oxizi de pământuri rare; Oxid de calciu 1,0-5,0; oxid de sodiu 0,1-0,6; oxid de siliciu altceva.

Catalizatorul este preparat prin următoarea procedură. Soluțiile apoase: sulfat de aluminiu acidifiat cu acid sulfuric conținând 3-25 kg / m 3, oxid de aluminiu, și 40-80 kg / m3 de acid sulfuric și silicat de sodiu (sticlă solubilă) conținând tip vysokokremnezemnyh zeolit ​​Na ZSM-5 într-o cantitate de 20 -140 kg / m 3. SiO2 140-180 kg / m 3 și Na2 o 55-75 kg / m 3. amestecate pentru a forma un hidrosol aluminosilicat ce conține zeolit, care încă coagulează la 5-20 ° C și pH 7,8-8 7 în stratul de hidrogel, pentru a forma o minge de ulei mineral. Hidrogel într-o soluție apoasă de concentrație de sulfat de sodiu de 0,25 kg / m3 a fost supus sinereză la 20-50 ° C timp de 4-8 ore. Apoi, hidrogel a fost tratat cu soluție apoasă de concentrație de sulfat de amoniu de 5-20 kg / m 3 la 20-50 ° C pentru 6-18 ore, și / sau o soluție apoasă de nitrați de pământuri rare concentrația elementului de 0-5 kg ​​/ m 3 (pe baza de oxizi de pământuri rare), timp de 6-10 ore la 20-50 ° C și o soluție apoasă de concentrație de clorură de calciu de 5- 20 kg / m 3 la 20-50 ° C timp de 6-18 ore, se spală cu apă de condens la 20-50 ° C timp de 8-24 ore, se usucă la 110-190 ° C și se calcinează la 600 ° C în echenie 6 ore într-un curent de vapori.

Dezavantajele metodei cunoscute

2. Desfasurarea procesului de alchilare a benzenului cu etilenă într-un raport molar de benzen. etilen (1-5). 1, temperatura de 250-425 ° C și WHSV de furaje benzen 0.5-3.5 hr -1 conduce la conversii de etilenă scăzute de etilbenzen și pentru a reduce randamentul.

4. Complexitatea și procedeul în mai multe etape de preparare a catalizatorului, necesitatea de a dispune de un volum mare format efluenți dăunătoare pentru mediu și, în consecință, costul ridicat al catalizatorului.

Scopul invenției este de a crește randamentul etilbenzenului și selectivitatea procesului de alchilare prin schimbarea condițiilor procesului de alchilare și aplicarea unui nou catalizator zeolit-alumină extrudat.

Acest obiectiv este realizat prin alchilarea benzenului cu etilenă, în prezența unui catalizator care conține zeolit, conform invenției, presupus este efectuată la o temperatură de 370-470 ° C, un raport de greutate benzen. Etilena (17-27): 1, viteza spațială de benzen de 15-17 h 1 și folosind extrudat (Cerenkov) un catalizator constituit din 55-90% în greutate de mare siliciu zeolit ​​HCaZSM-5 tip având un raport molar de oxid de siliciu .. 60-220 alumină și 10-45% în greutate alumină (liant) și având o compoziție chimică, în% în greutate ..:

EXEMPLUL 1 55 kg pudră HCaZSM-5 zeolit ​​având un raport molar de oxid de siliciu. oxid de aluminiu de 80: 1 au fost amestecate cu 45 kg de liant - hidroxid de aluminiu, structura pseudobohemit (bazată pe substanță absolut uscată de zeolit ​​și alumină). Amestec (dacă este necesar) este umezită și turnat prin extrudare într-un granulator cu șurub. granule extrudate catalizatori au fost uscate la 110-150 ° C și se calcinează la 500-750 ° C

Această compoziție de fază și chimică a catalizatorului sunt prezentate în Tabelul 1. Tabelul 2 Condiții de spectacole și rezultatele procesului de alchilare a benzenului cu etilenă, în care este testat catalizatorul (exemplul 1).

Aceste alte exemple care ilustrează compoziția fazei și chimică a propus noi catalizatori extrudate alchilarea benzenului cu etilenă sunt prezentate în Tabelul 1 (Exemplele 2-9). Tabelul 2 prezintă condițiile de încercare (deținute) în procesul și procesul de alchilare a benzenului cu etilenă în catalizatorii propuse. Catalizatorul preparat în conformitate cu exemplul 2 (tabelul 1), testat în condițiile din exemplul 2 (tabelul 2), etc. respectiv.

Exemplele 4-9 (Tabelul 1, 2) sunt comparative și ilustrează procedeul de alchilare a benzenului cu etilenă în desfășurarea acestui proces este revendicat parametrii și valorile condiții de alchilare ale catalizatorului.

raportul de demultiplicare benzen. etilenă este mai mică de 17: 1 (Exemplul 4 *) conduce la conversia incompletă a etilenei, o scădere a randamentului și creșterea randamentului etilbenzenului de subproduse (impurități). Creșterea acestui raport mai mare de 27: 1 este de dorit din punct de vedere al reducerii producției de impurități, dar, de asemenea, nu este de dorit din cauza randamentului mai mic de etilbenzen.

Temperatura de proces Reducerea alchilare (exemplul 5) conduce la conversia incompletă a etilbenzenului, etilenă și randament mai scăzut. Creșterea temperaturii (exemplul 6) - crește randamentul produselor secundare prin (impurități).

Modul de reducere a HCaZSM-5 zeolit ​​- partea activă a catalizatorului (exemplul 7) reduce conversia etilenei și randamentul crescut de impurități.

Creșterea modulului zeolitului (exemplul 8) reduce randamentul etilbenzenului și crește formarea impurităților.

Reducerea HCaZSM-5 zeolit ​​în catalizator (Exemplul 9) reduce randamentul etilbenzenului. Creșterea conținutului de zeolit ​​în compoziția catalizatorului este de dorit, dar dificil de implementat, bazat pe întreaga și condițiile de obținere pelete de catalizator mecanic puternic.