Ароматические углеводороды: Выделение, применение, рынок

СОВМЕЩЕННЫЙ РЕАКЦИОННО-РЕКТИФИКАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС

Процесс «CDTECH» разработан совместным предприятием «ABB Lummus Global» и «Chemical Research and Licensing» [1, с. 49; 2, p. 104] (рис. 36).

В усовершенствованном процессе каталитической дистилля­ции в колонном аппарате 1 с цеолитным катализатором протека­ет одновременно изотермическое алкилирование бензола пропи­леном при низкой температуре, и продукты реакции непрерывно выводятся из реакционной зоны. Это снижает образование по­бочных продуктов, повышает выход и чистоту кумола. Благода­ря снижению температуры и давления процесса снижаются ка­питаловложения и повышается безопасность работы.

В колонне каталитической дистилляции концентрация про­пилена в жидкой фазе поддерживается очень низкой (менее 0.1 % (мае.)) благодаря высокой летучести пропилена в срав­нении с бензолом. Это сводит к минимуму олигомеризацию пропилена - основную причину дезактивации катализатора и продлевает его пробег до 2-3 лет. В условиях ректификации достигается степень разбавления пропилена, недостижимая в обычных реакторах с неподвижным катализатором, даже при возврате непревращенного бензола, взятого с большим избыт­ком.

II

-*>v

Z

Т

VI

2'

Ті.

Рис. 36. Принципиальная технологическая схема процесса получения кумола совмещенным реакционно-ректификационным методом (про­цесс «СОТЕСН»):

I - пропилен; II - бензол; III - пропан и легкие продукты; IV - полиизопропил - бензолы; V - кумол; VI - тяжелые фракции

Пары верхнего продукта из колонны 1 конденсируются в холодильнике-конденсаторе 5, и после удаления пропана и бо­лее легких компонентов часть дистиллята возвращается в ко­лонну на орошение. С низа колонны 1 отводят кумол и более высококипящие компоненты, разделяемые в ректификацион­ных колоннах 3 и 4. Полиизопропил бензолы, отгоняемые из колонны 4, и часть бензола возвращаются в реактор переал - килирования 2, в котором при использовании специального цеолитного катализатора образуется дополнительное количе­ство кумола.

Выход кумола при совмещенном процессе превышает 99.8 %, степень чистоты - не менее 99.95 %. Бромное число получаемого кумола менее 2, причем высокая чистота товарного продукта достигается без обработки глиной. Расходные коэффициенты несколько ниже по сравнению с другими процессами: на получе­ние 1 т кумола расходуется 651 кг бензола и 351 кг пропилена. Удельные энергозатраты на 1 т кумола также наименьшие: электроэнергия - 3 кВт ч, теплота - 1.46 ГДж; охлаждающая вода - 2.9 м3, расходы на катализатор - менее 3 долл.; выработка пара на сторону составляет 0.893 т.

Капиталовложения в пределах установки мощностью 100 тыс. т/год для условий Мексиканского залива, США, по данным 1997 г., составляют 67 долл. на 1 т кумола в год.

На 1999 г. был намечен пуск первой промышленной уста­новки мощностью 270 тыс. т/год для фирмы «Formoza Chemicals and Fibre Comporation» на Тайване [15]. Отмечается, что выход кумола на 5-6 % выше, чем при обычном несовмещенном про­цессе, капитальные затраты - на 5 % ниже.

В обзоре промышленных процессов производства кумола [16] отмечается, что цеолитные катализаторы более предпочтитель­ны по сравнению с твердой фосфорной кислотой или безводным А1С13. Как наиболее эффективные процессы отмечены:

- процесс «Dow/Kellogg», в котором катализатором служит Деалюминированный цеолит;

- совмещенный реакционно-ректификационный процесс;

- процесс «Mobil/Raytheon» на цеолитном катализаторе МСМ - 22, в присутствии которого олигомеризация пропилена мини­мальна, причем его можно реализовать при незначительной ре­конструкции на установках, использовавших Н3Р04 и А1С13;

~ процесс «UOP» с цеолитным катализатором;

- «Enichem» - процесс с использованием цеолита (5, в котором алюминий частично заменен на бор, что позволяет достигать вы­хода кумола почти 100 %.