Процесът на алкилиране на бензен с етилен и катализатор за неговото изпълнение, патенти банка

Изобретението се отнася до катализатор за алкилиране на бензен с етилен базата на зеолит ZSM-5, както и метод за алкилирането на бензен с етилен използване на катализатора, при което катализаторът се характеризира с това, че се екструдира (Cherenkov), състоящ се от 55-90% тегл. Тип зеолит HCaZSM- 5, имащ моларно съотношение на силициев оксид. 60-220 алуминий и 10-45 тегл% двуалуминиев триоксид (свързващо вещество) и с химичен състав, тегл.% :. 10,3-47,1 алуминиев оксид, 0,2-1,0 калциев оксид, натриев оксид 0 01-0,1, силициев оксид почивка. Прилагането на изобретението позволява да се увеличи добивът на етилбензен и селективност на процеса на алкилиране. 2 т.к. Предшестващо състояние е таблица 2.

Изобретението се отнася до производството на етилбензен чрез каталитично алкилиране на бензен с етилен и катализатор на алкилирането.

Метод за получаване на етилбензен чрез взаимодействие на бензен с етилен при температура 100-250 ° С и моларно съотношение бензол. етилен (3-10): 1 в присъствието на катализатор морденит киселинна имащ моларно съотношение на силициев оксид. алуминиев оксид, по-голяма от 30 към 1 и съдържащ силикагел като инертно свързващо вещество (патент на САЩ № 4,849,570, CI S07S 02/68.).

Недостатъците на тези методи, алкилирането на бензен с етилен не са достатъчно високи добиви от етилбензен и селективността към желания продукт - етилбензен.

Недостатъците на този процес на алкилиране на бензен с етилен са нисък добив на етилбензен и селективност на процеса на алкилиране, както и ниска механична якост на катализатора.

Съгласно предшестващото състояние на техниката алкилиране на бензен с етилен се провежда при температура от 250-425 ° С, налягане от 1-25 атмосфери, моларно съотношение бензол. етилен (1-5): 1, скорост обем храна бензен на 0.5-3.5 часа -1, и катализаторът се използва в сферична форма с диаметър от 3-8 мм гранули, състоящи се от 5-55% от теглото високо силикагел тип зеолит ZSM-. 5, имащ моларно съотношение на силициев оксид. алуминиев оксид (20-150): 1 и 45-95 тегловни% аморфен рамка алумосиликат (свързващо вещество) и с химичен състав в тегловни%: алуминиев 3,0-9,5; .. оксиди на редкоземни елементи (REM) 0-4.5; Калциев оксид 1,0-5,0; 0.1-0.6 натриев оксид; друго силициев оксид.

Катализаторът за алкилирането на бензен с етилен, катализаторът на предшестващото състояние на техниката включва сферична форма с диаметър от 3-8 mm, състояща се от 5-55 тегл.% Силициев диоксид висока зеолит NaZSM-5 тип, имащ моларно съотношение на силициев оксид. алуминиев на 20-150 и 45-95 тегловни% аморфен рамка алумосиликат (свързващо вещество) и с химичен състав в тегловни%: алуминиев 3,0-9,5; .. 0-4.5 оксиди на редкоземни елементи; Калциев оксид 1,0-5,0; 0.1-0.6 натриев оксид; друго силициев оксид.

Катализаторът се получава чрез следната процедура. Водни разтвори: алуминиев сулфат подкислява чрез сярна киселина, съдържащи 3-25 кг / м3, алуминиев оксид и 40-80 кг / м 3 на сярна киселина и натриев силикат (водно стъкло), съдържащ тип vysokokremnezemnyh зеолит Na ZSM-5 в количество от 20 -140 кг / м 3. SiO 2 140-180 кг / м 3 и Na2 О 55-75 кг / м 3. смесват до образуване на алумосиликат зеолит, съдържащ хидрозол, което допълнително коагулира при 5-20 ° с и рН 7,8-8 7 в хидрогелния слой за образуване на топка на минерално масло. Хидрогелът във воден разтвор на натриев сулфат концентрация от 0,25 кг / м 3 се подлага на синереза ​​при 20-50 ° С в продължение на 4-8 часа. След това, хидрогелът се обработва с воден разтвор на амониев сулфат концентрация от 5-20 кг / м 3 при 20-50 ° С за 6-18 часа, и / или воден разтвор на нитрати на редкоземни концентрация елемент от 0-5 кг / м 3 (въз основа на оксиди на редкоземни елементи) за 6-10 часа при 20-50 ° с и воден разтвор на калциев хлорид концентрация на 5- 20 кг / м 3 при 20-50 ° с в продължение на 6-18 часа, промива се с кондензат вода при 20-50 ° с в продължение на 8-24 часа, суши се при 110-190 ° с и се калцинира при 600 ° с в echenie 6 часа в поток от пара.

Недостатъците на известния метод

2. Провеждане на процеса на алкилиране на бензен с етилен в моларно съотношение бензол. етилен (1-5). 1, температура 250-425 ° С и WHSV от храна бензен 0.5-3.5 часа -1 води до ниски етилен реализации на етилбензен и намаляване на добива.

4. многостепенен процес препарат катализатор Сложността и необходимостта от разполагане на голям обем, образуван вредни за околната среда отпадъчни води, а оттам и висока цена на катализатора.

Целта на изобретението е да се увеличи добива на етилбензен и селективност на процеса на алкилиране чрез промяна на условията на процеса на алкилиране и прилагането на нов екструдиран катализатор зеолит-алуминиев оксид.

Тази цел се постига чрез алкилиране на бензен с етилен в присъствие на зеолит, съдържащ катализатор, съгласно предполагаемата изобретението се провежда при температура 370-470 ° С, тегловно съотношение бензол. Етилен (17-27): 1, обемна скорост на бензен от 15-17 ч -1 и използване екструдиран (Cherenkov) катализатор, състоящ се от 55-90% тегл високо силика зеолит HCaZSM-5 тип, имащ моларно съотношение на силициев оксид .. 60-220 алуминий и 10-45 тегл% двуалуминиев триоксид (свързващо вещество) и с химически състав в% тегл ..:

Пример 1 петдесет и пет килограма прахообразни HCaZSM-5 зеолит с моларно съотношение на силициев оксид. алуминиев оксид от 80: 1 се смесва с 45 кг на свързващо вещество - алуминиев хидроксид, псевдобьомит структура (въз основа на абсолютно сухо вещество на зеолит и алуминиев оксид). Смес (ако е необходимо) се навлажнява и формова чрез пресоване в винт гранулатор. Екструдирани гранули катализатори се сушат при 110-150 ° С и се калцинират при 500-750 ° С

Това фаза и химичен състав на катализатора са показани в Таблица 1. Таблица 2 показва условия и резултати от процес на алкилиране на бензен с етилен, където катализаторът се изпитва (пример 1).

Тези други примери, илюстриращи фаза и химическия състав на новия предложен екструдирани катализатори алкилирането на бензен с етилен, са показани в Таблица 1 (Примери 2-9). Таблица 2 показва условията на изпитване (провеждат) в процес и процеса на алкилиране на бензен с етилен в предложените катализатори. Катализаторът, получен в съответствие с Пример 2 (Таблица 1) тестван в условията на пример 2 (таблица 2), и т.н. съответно.

Примери 4-9 (Таблица 1, 2) са сравнителни и илюстрират процеса на алкилиране на бензен с етилен при провеждането на този процес е съгласно параметри и стойности условия катализаторни алкилиране.

Намаляване съотношение бензол. етилен е по-малко от 17: 1 (Пример 4 *) води до непълно превръщане на етилен, намаляване на добива и увеличение на добива етилбензен продукти (примеси). Увеличаването на това съотношение в излишък от 27: 1 е желателно от гледна точка на намаляване на продукцията на примеси, но също така не е желателно поради нисък добив на етилбензен.

процес Намаляване температура алкилиране (Пример 5) води до непълно превръщане на етилбензен, етилен и нисък добив. Повишаване на температурата (Пример 6) - увеличава добива на странични продукти (примеси).

Намаляване модул HCaZSM-5 зеолит - активната част на катализатора (Пример 7) намалява превръщането етилен и повишен добив на примеси.

Увеличаването на модула на зеолита (пример 8) намалява добива на етилбензен и повишава образуването на примеси.

Намаляване на HCaZSM-5 зеолит в катализатора (Пример 9) намалява добива на етилбензен. Увеличаването съдържанието на зеолит в състава на катализатор е желателно, но е трудно да се приложи, на основата на целия и условията за получаване на механично силни катализаторни гранули.