Главная -> Словарь

Жидкофазного гидрирования

Рис. 142. Схема жидкофазного алкилирования бензола в кумол с серной кислотой в качестве катализатора.

Сернокислотное алкилирование. Важными характеристиками для технологического оформления процессов жидкофазного алкилирования изобутана оле-финами в присутствии H2SO4 являются взаимные растворимости изобутана и H2SO4. Растворимость изобутана в H2SO4 невелика и заметно снижается с уменьшением концентрации кислоты:

Старейший метод алкилирования этиленом заключается в проведении реакции в жидкой фазе с безводным хлористым алюминием в качестве катализатора. Эта реакция является частным случаем классической реакции Фриделя — Крафтса, о-на была открыта в 1879 г. Большинство из известных льюисовских и бренстедовских кислот активны в алкилировании олефинами. Однако для катализа жидкофазного алкилирования бензола этиленом хлористый алюминий оказывается предпочтительнее других кислот, хотя для повышения его эффективности обычно требуется применять сока-тализаторы или промоторы. При растворении хлористого алюминия в 'бензоле туда добавляют соля-ную кислоту**, образующую

В промышленности для производства этилбензола используют следующие методы: парофазное или жидкофазное алкилирование бензола этиленом, а также парофазное алкилирование бензола этиловым спиртом. Наибольшее значение имеет жидкофазное алкилирование. Ниже приведено описание жидкофазного алкилирования бензола этиленом, которое применяли в Германии .

рования ее поверхности. Через 100 ч работы степень превращения фенола снижается на 10—15%. Регенерация же катализатора в условиях жидкофазного алкилирования является сложной и длительной операцией. К тому же в процессе работы катализатор теряет механическую прочность, разрушается и вымывается алки-латом из реактора.

Более стабильным катализатором в условиях жидкофазного алкилирования является окись магния с добавкой сульфата марганца . Однако в i присутствии образуются только анизол или его м тилпроизводные.

Принципиальные технологические схемы производства о-кр зола одно- и двухстадийным жидкофазным алкилированием ф нола приведены на рис. 4.5.13 и 4.5.14. Система разделения пр дуктов жидкофазного алкилирования аналогична таковой д^ парофазного процесса и поэтому на схемах не приводится. В апп ратурном оформлении жидкофазные процессы несколько npoi

Основным методом получения алкилнафталинов является процесс жидкофазного алкилирования нафталина олефинани в присутствии кислотных катализаторов. Обычно в качестве катализатора применяют хлористый алюминий. Основной недостаток этого катализатора - необходимость, промывки алкилата и образование кислых сточных вод.

Как следует из табл. 7, кроме хлористого алюминия и трехфто-ристого бора в качестве катализатора алкилирования нафталина опробовано также большое/количество других солей и сильных кислот. Эти данные свидетельствуют о тон, что большинство катализаторов кислотного типа активны в процессе жидкофазного алкилирования нафталина. Температурный режим процесса определяется кислотностью, выбранного катализатора и его концентрацией. Увеличение кислотности и концентрации катализатора способствует снижению температуры процесса. Так, применение хлоридов железа и цинка в концентрации 5-10% мае. позволяет снизить температуру алкилирования нафталина до 50-70°С, а уменьшение концентрации этих катализаторов до 1% мае. приводит к необходимости повышения температуры до 160-200°С. При использовании фтористого водорода процесс можно проводить при комнатной температуре. 28

лее широкое распространение. Например, было установлено, что р-цеолит более активен и селективен, чем НзРС4 или цеолит Y при получении этилбензола и ку-мола. При температуре 170 °С, давлении 3,5 МПа и мольном отношении бензол : этилен = 5:1 достигается полная конверсия этилена при селективности 99,1 %. Сравнение широкопористого р-цеолита и среднепорис-того цеолита ZSM-5 показало, что при близкой кислотности последний более активен и селективен по этил-бензолу. При 350 °С, мольном отношении бензол : этилен = 1 : 1 и подаче сырья 3,7 ч"1 конверсия этилена составляет соответственно 57,8 и 94,8 %, а бензола 35,7 и 65,7 %. Еще более активны и селективны в алкилирова-нии бензола новые цеолиты фирмы «Mobil» серии МСМ-22, МСМ-36, МСМ-49 и МСМ-56. Например, цеолит МСМ-49 имеет общую формулу Х2Оз • wYO2, где X = А1, В, Fe, Ga; Y = Si, Ti, Ge; n = 2-35. Катализатор на основе цеолита МСМ-49 с отношением Si: А1 =

Таким образом, ни один из приведенных выше вариантов механизма гидрирования не может объяснить весь имеющийся экспериментальный материал. По-видимому, пока не существует общей схемы гидрирования циклоалкенов. Возможно, что с изменением системы и условий гидрирования в значительной мере изменяется и механизм реакции. И если в условиях жидкофазного гидрирования при комнатной температуре и атмосферном давлении в качестве промежуточных соединений могут преобладать я-комплексы и образования л-ал-лильного типа, то в более жестких условиях реакция может идти и по какому-либо другому механизму. В ряде случаев решающую роль могут играть такие факторы, как природа катализатора, геометрия активной поверхности, полярность среды, строение исходного циклоал-кена и др. Большую или меньшую роль во всех рассмот-

Во втором периоде были созданы промышленные процессы получения искусственного жидкого топлива путем гидрогенизации углей и смол *• 6- 7. Основной процесс превращения углей или тяжелых смол гидрированием под высоким давлением складывается, как известно, из трех ступеней: жидкофазного гидрирования, парофазного рафинирования и расщепления . В жидкофазной ступени применялись давление 700 кгс/см2 и дешевый железный катализатор, выводимый из цикла вместе с золой и продуктами уплотнения. Применением столь высокого давления компенсировалась низкая активность катализатора, а благодаря его дешевизне решалась проблема отделения минеральной части. На этой стадии за счет циркуляции тяжелых фракций гидрогенизата сырье превращалось в жидкий продукт — широкую фракцию с температурой конца

оказано, что процесс термического растворен! ет быть использован для переработки америка))) с сланцев. Выход органической массы более 90' оказано, что при гидрогенизации черемховскс ^коксовой смолы гидрогенизат обогащается ни :и фенолами. Содержание низших фенолов в исхо, сырье 12%; выход низших фенолов при 480- 13работана технология жидкофазной гидроген: ш остатка сланцевой смолы ; вьш окой фракции 50—60%. Азот удаляется незнач: но, сера — на 1/а—2/з- Содержание фенолов в ш: й фракции выше, чем в той же фракции сырья ирокая фракция жидкофазного гидрирования перерабатывается в паровс i в две ступени. Конечный бензин имел октанов! (((0 58—61 , а при добавке 4 мл Р-9 на 1 л октанов! (((0 повышалось до 84-*85 шработана технология получения трансформато i масла гидрированием фракций сланцевой смол! ошие результаты получены лишь при использов в качестве катализаторов Cr23 и CoMoS4 шработана технология гидроочистки фракций д: ного топлива из буроугольной смолы. Выход 95 ty ржание серы снижалось с 0,8 до 0,063%, цетановНЫ Основные результаты Продолжени

Технология жидкофазного гидрирования ........ 515

Технология жидкофазного гидрирования

Процессы жидкофазного гидрирования классифицируют по нескольким основным признакам.

Наконец, процессы жидкофазного гидрирования можно осуществлять как периодические или как непрерывные.

Типы реакционных устройств. Реакционная масса в процессах жидкофазного гидрирования является, как правило, трехфазной . Реакция протекает на поверхности катализатора, причем ее скорость при прочих равных условиях зависит от концентрации водорода в жидкости, скорости его растворения в реакционной массе и

скорости диффузии водорода к поверхности катализатора. Повышению скорости благоприятствуют высокое давление водорода и перемешивание реакционной массы, что характерно для всех процессов жидкофазного гидрирования.

Оформление реакционного узла для жидкофазного гидрирования сильно зависит от экзотермичности реакции и способа отвода тепла. Только в редких случаях тепловыделение настолько мало, что реакцию можно осуществить без охлаждения . В случае гидрирования летучих веществ иногда отводят тепло за счет испарения компонентов смеси, которые конденсируют и возвращают в реактор. Наиболее часто для процессов с дисперги-рованным и суспендированным катализатором осуществляют принудительное охлаждение при помощи внутренних или выносных холодильников, когда при подходящей температуре используют тепло реакции для получения пара. Теплоотвод затруднен для процессов со стационарным катализатором; тогда чаще всего ведут ступенчатое охлаждение смеси.

Рис. 148. Реакционные узлы для жидкофазного гидрирования: