Химия и технология пропилена

Алкилирование в паровой фазе

Алкилирование бензола пропиленом в паровой фазе можно про­водить при тех же условиях, что и олигомеризацию пропилена, применяя фосфорную кислоту в качестве катализатора.

Во время второй мировой войны большая часть кумола в США производилась по этому методу, разработанному Universal Oil Products Со. и перенятому другими фирмами (рис. 68). Метод применяется при олигомеризации пропилена и использует в ка­честве катализатора фосфорную кислоту на носителях [24, 63— 66]. В данном случае этот метод пригоден потому, что для получения авиационного бензина не нужен очень чистый кумол; последний можно использовать вместе с трудноотделяемыми побочными про­дуктами.

Для алкилирования в паровой фазе применяется катализатор из 62—65% Р205 и 25% Si02 (на кизельгуре или асбесте) [67].

При условии добавления небольших количеств воды для гидратации катализатора продолжительность его жизни достигает 700 ч; 1 кг катализатора дает около 750—800 л кумола. Исходный бензол и пропилен должны быть очищены от серы.- Содержание тиофена в бензоле допускается до 0,14%. Бензол предварительно очищается серной кислотой.

Ниже приведены условия работы и результаты, полученные на промышленной установке для алкилирования бензола пропиленом в газовой фазе.

Исходные продукты:

Бензол (17,98% 'свежего, 34,56% циркуляционного), % 52,54 Фракция пропан—пропилен (содержание пропилена

TOC \o "1-3" \h \z 20%), %.......................................................................................... 47,46

Мольное отношение бензол: пропилен (для разбавлен­ного пропилена выше) 3,05 :1

Вода для гидратации катализатора, вес. %.............................................. 0,06

Условия реакции:

Температура, °С................................................................................ 255

Эффективность катализатора, л продукта/(ч • л)............................... 3,5

Давление, кгс/см2 ..................................................................................... 25

Результаты алкилирования:

Конверсия пропилена, %.......................................................................... 94

Содержание чистого кумола в сыром кумоле, % .... 88,3

Выход чистого кумола, л/л бензола........................................................ 1,54

Выход кумола, л/кг катализатора...................................................... .......... 780

И при этом методе взятый пропилен может содержать этилен, который в данных условиях почти не реагирует.

Оптимальная температура реакции 250°С, давление 28—35 кгс/см2. При реакции выделяется 23,4 ккал/моль тепла, конверсия про­пилена достигает 95%.

По методу Shell Oil Со. очищенный бензол и смесь пропан — пропилен смешиваются друг с другом и через испаритель пода­ются в реактор. Максимальная температура реактора 300 °С, он работает под давлением 18—28 кгс/см2. Тепло реакции отводится с помощью наружного охлаждения. Выходящие пары после охла­ждения подаются для удаления пропана в колонну, которая рабо­тает при 200 °С и 12 кгс/см2. Продукт из нижней части колонны попадает в колонну для отгонки бензола, а оставшаяся часть про­дукта подается в колонну для перегонки и получения чистого ку­мола.

Подробное исследование механизма реакции проведено Колес­никовым и сотрудниками [68].