Производство изопропилбензола

1. Введение.

Алкилароматические соединения широко используются в химии и химической технологии для получения пластмасс, резин и поверхностно-активных веществ. Наибольшее значение имеют этилбензол и изопропилбензол как исходные вещества при получении таких мономеров, как стирол, α-метилстирол и фенол. Применяется кумол в качестве добавки к моторным топливам для повышения октанового числа, в органическом синтезе для получения ацетона и фенола и в качестве растворителя.

Возможный канцероген. Непрерывный рост производства алкилароматических углеводородов обусловлен высокой потребностью в продуктах, получаемых на их основе.

Каталитическое алкилирование бензола олефинами является одним из самых распространённых среди множества процессов основного органического и нефтехимического синтеза. Порядка 80 % потребления бензола промышленностью приходится на долю производства алкилбензолов. Направления потребления бензола в большинстве развитых стран примерно одинаковы: около 50% бензола идет на производство этилбензола и около 20% — на синтез изопропилбензола.

2. Исходное сырьё.

Ароматические соединения:

Бензол и его гомологи.

Бензол С6Н6:

Физические свойства: бесцветная нерастворимая в воде жидкость со своеобразным запахом, температура плавления +5,4oС, температура кипения +80,1oС, плотность 0,88 г/см3. Пары ядовиты.

Получение бензола:

1.        Выделение из природных источников.

2.        Ароматизация нефти:

C6H12 [pic 1] 3H2 + C6H6

C6H14 [pic 2] 4H2 + C6H6

3.        Тримеризация алкинов (лабораторный способ):

3C2H2 [pic 3] C6H6

Алкилирующие агенты:

В промышленности в качестве алкилирующих агентов при производстве изопропилбензола чаще всего используют олефины или их углеводородные фракции (в частности, этилен и пропилен).

В качестве алкилирующих агентов могут применяться не только олефины, но и спирты и алкилгалогениды.

В нашем процессе в качестве алкилирующего агента используется смесь 85% пропилена и 15% этилена.

Этилен С2Н4:

Физические свойства: бесцветный газ, температура кипения -103,7°С.

В больших количествах (до 20%) содержится в газах нефтепереработки; входит в состав коксового газа. Один из основных продуктов нефтехимической промышленности: применяется для синтеза этилбензола, винилхлорида, этиленоксида, этилового спирта, полиэтилена и др.

Получение этилена:

Этилен получают крекингом нефтяных углеводородов, каталитическим способом из природного газа, окислительной димеризацией метана на оксидных катализаторах.

Процесс окислительной димеризации реализуется при температурах 700-800оС и непрерывной подаче смеси метана с воздухом в присутствии оксидного катализатора, содержащего щелочные добавки. В настоящее время достигнут выход этилена 20-25% при селективности по этилену ~60%.

Экономическая эффективность процесса ОДМ обусловлена низкой стоимостью природного газа и большим потенциалом по выработке водяного пара с давлением 3-10 МПа. Рентабельность процесса определяется соотношением цен одной тонны этилена и 1000 м3 природного газа, которое должно быть больше 15.

Пропилен C3H6:

Физические свойства: бесцветный газ со слабым неприятным запахом, температура кипения -42оС.

Пропилен содержится в значительных количествах (5-18%) в газах крекинга и пиролиза нефтепродуктов, в небольших концентрациях в коксовых газах. Пропилен-важное сырье нефтехимической промышленности, используется при производстве пластмасс, каучуков, масел, присадок и моющих средств (три- и тетрамеры), высокооктановых компонентов моторных топлив, растворителей. Пропилен-ингибитор при газофазном дегидрохлорировании хлор- и полихлоралканов.