АЛКИЛИРОВАНИЕ БЕНЗОЛА ЭТИЛЕНОМ И ЭТАН-ЭТИЛЕНОВЫМИ ФРАКЦИЯМИ В ПРИСУТСТВИИ КАТАЛИЗАТОРА USY-БС

А. С. Эрштейн, Н. Н. Шавалеева, Д. А. Шавалеев, М. Л. Павлов, Р. А. Басимова

Аннотация


Для получения этилбензола (ЭБ) используется около 60% мирового производства бензола чистотой более 99,9% и примерно 10% этилена полимеризационной чистоты. Однако, известны и другие технологии, согласно которым возможно применение этилена разбавленного метаном и этаном, то есть этан-этиленовой фракции. В настоящей работе, в условиях жёсткого режима тестовых испытаний, при атмосферном давлении изучена возможность алкилирования бензола этиленом и этан-этиленовыми фракциями (ЭЭФ) различного состава на новом ультрастабильном цеолитном катализаторе USY-БС, представляющим собой единый поликристаллический сросток цеолита HY, не содержащий связующих веществ. При 100% конверсии этилена выход ЭБ составляет 28,3; 28,0 и 27,7мас.%, а селективность образования ЭБ 84; 83 и 81% при использовании не гидрированной, гидрированной ЭЭФ и этилена, соответственно. Установлено, что использование не гидрированной или гидрированной ЭЭФ вместо этилена полимеризационной чистоты не ухудшает выход и селективность образования ЭБ. Таким образом, показана принципиальная возможность и, более того, целесообразность использования ЭЭФ различного состава вместо этилена при получении ЭБ. При производительности установки по производству ЭБ 230 тыс. т в год ориентировочный годовой экономический эффект, только за счет использования в качестве алкилирующего агента ЭЭФ вместо этилена, составляет около 454 млн рублей при сроке окупаемости проекта около 2,5 лет. Таким образом, алкилирование бензола ЭЭФ различного состава на новом ультрастабильном цеолитном катализаторе USY-БС существенно улучшит технико-экономические показатели процесса получения ЭБ.

Ключевые слова


ультрастабильный;гранулированный цеолит без связующих веществ;этилен;этан-этиленовая фракция;этилбензол;ultrastable;granulated zeolite without binders;ethylene;ethane-ethylene fraction;ethylbenzene;

Полный текст:

PDF

Литература


Рынок этилбензола, http://chemguide.ru

Perego, C. Combining alkylation and transalkylation for alkylaromatic production / C. Perego, P. Ingallina // Green Chem. 2004. № 6. 274 p.

Namuangruk, S. Alkylation of benzene with ethylene over faujasite zeolite investigated by the ONIOM method / S. Namuangruk, P. Pantu, J. Limtrakul // Journal of Catalysis. 2004. № 225. P. 523-530.

Pat. 6747182 United States, Int. Cl. B01J 29/00. Production of alkylated aromatic compounds using dealuminated catalysts / Hye Kyung C. Timken, Arthur W. Chester, Susan Ardito, Mark P. Hagemeister; ExxonMobil Chemical Patents Inc. - № 09/813,170; filed 20.03.2001; released 8.06.2004. 8 p.

Pat. 6897346 United States, Int. Cl. C07C 6/126. Aromatic conversion process employing low surface area zeolite Y / Merrill; James T., Butler; James R. - № 09/329,502; filed 10.07.1999; released 24.05.2005. 7 p.

Pat. 5650547 United States, Int. Cl. B01J 29/084. Catalyst for the alkylation of aromatic compounds and process which makes use of said catalyst / Cavani; Fabrizio, Girotti; Gianni, Arrigoni; Virginio, Terzoni; Giuseppe; Ministero Dell `Universi-ta` E Della Ricerca Scientifica E Technologica. - № 08/466,233; filed 06.06.1995; re-leased 22.06.1997. 14 p.

Pat. 5557024 United States, Int. Cl. B01J 29/70. Process for preparing short chain alkyl aromatic compounds/ Cheng; Jane C., Fung; Anthony D., Klocke; Donald J., Lawton; Stephen L., Lissy; Daria N., Roth; Wieslaw J., Smith; C. Morris, Walsh; Dennis E.; Mobil Oil Corporation. - № 08/452,919; filed 30.05.1995; released 17.09.1996. 9 p.

Pat. 3751506 United States, Int. Cl. C07C 2/00; B01J 20/34; B01J 20/30; B01J 29/40; B01J 29/08. Vapour-phase alkylation in presence of crystalline aluminosilicate catalyst/ G.Т. Burress; Mobil Oil Corporation. - №252,776; filed 12.05.1972; released 7.08.1973. 10 p.

Pat. 5157180 United States, Int. Cl. B01J 29/08. Alkylation and transalkylation processes / Martin West, Suheil F. Abdo; Union Oil Company of California. - № 07/695,105; filed 3.05.1991; released 20.10.1992. 13p.

Пат. 2261853 Российской Федерации, МПК C07C2/66. Способ алкилирования бензола этиленом / М.Н. Рогов, Х.Х. Рахимов, О.Л. Елин, М.Х. Ишмияров, С.И. Мячин, А.В. Прокопенко, М.Л. Павлов, Р.А. Басимова, А.А. Галяутдинов; ОАО "Салаватнефтеоргсинтез". № 2004114644/04; заявл. 2004.05.13; опубл. 2005.10.10. 11 с.

Исаков Я.И. Использование цеолитных катализаторов в нефтехимии и органическом синтезе // Нефтехимия. 1998. Т. 38. № 6. С. 404-413.

Pat. 4774377 United States, Int. Cl. C07C 2/70. Alkylation/transalkylation process / Barger; Paul T., Thompson; Gregory J., Herber; Raymond R., Imai; Tamotsu; UOP Inc. - № 07/095,184; filed 11.09.1987; released 27.09.1988. 7 p.

Pat. 5522984 United States, Int. Cl. B01J 29/70. Modified zeolite β, processes for preparation and use thereof / Gajda, Gregory J., Gajek, Richard T.; UOP. № 08/453,331; filed 05.30.95; released 06.04.96. 11 p.

Pat. EP 0432814 United States, Int. Cl. C07C15/07. Process for alkylating benzene / Fabrizio Cavani, Virginio Arrigoni, Roberto Ghezzi, Giuseppe Bellussi; Snamprogetti s.p.a., Enichem synthesis s.p.a., Eniricerche s.p.a. № EP19900202956 19901108; filed 08.11.1990; released 06.09.1995. 11 p.

Pat. 6376729 United States, Int. Cl. C07C 2/66. Multi-phase alkylation process / Merrill; James T., Butler; James R. № 09/729,032; filed 04.12.2000; released 23.04.2002. 11 p.

Pat. WO/2006/107470 United States, Int. Cl. C10G 29/20. Multiphase alkylaromatic production / CLARK, Michael, C.; NANDA, Vijay; MAERZ, Brian. - № PCT/US2006/007261; filed 01.03.2006; released 12.10.2006. 11 p.

Pat. WO/2006/052324 United States, Int. Cl. B01J 29/076. Heavy aromatics conversion catalyst composition and processes therefore and therewith / Mcminn, Timothy; Stachelczyk, David, Anthony. № PCT/US2005/033658; filed 16.09.2005; released 18.05.2006. 15 p.

Pat. WO/2002/062734 United States, Int. Cl. C07C 15/02. Production of alkylaromatics compounds / Chen, Shiou-Shan; Hwang, Shyh-Yuan, H. № PCT/US2002/003801; filed 06.02.2002; released 15.08.2002. 13 p.

Герзелиев И.М., Хаджиев С.Н., Сахарова И.Е. Синтез этилбензола и трансалкилирование бензола диэтилбензолами на цеолитных катализаторах // Нефтехимия. 2011. Т. 51, № 1. С. 40-49.

Corma, A. Alkylation of benzene with short-chain olefins over MCM-22 zeolite: catalytic behaviour and kinetic mechanism / A. Corma, V. Martinez-Soria, E. Schnoeveld // Journal of catalysis. 2000. № 192. P. 163.

Синтез ультрастабильного гранулированного без связующих веществ цеолита типа Y, и на его основе катализатора трансалкилирования бензола диэтилбензолами / Шавалеева Н.Н. [и др.] // Нефтегазовое дело: науч. журн. 2013. Т.11, № 4. С. 158-164. URL: http://ngdelo.ru/article/view/777

Павлов М.Л., Басимова Р.А., Алябьев А.С., Рахмангулов Ю.Г. Алкилирование бензола этиленом на отечественном цеолитсодержащем катализаторе // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2012. №2. С.470-478. URL: http://ogbus.ru/authors/PavlovML/PavlovML_2.pdf

Совершенствование технологии пиролиза с целью получения низших олефинов: информ.-аналит. обзор/ ОАО«ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ». М., 2002. С. 80-85.

Pat. 4185040 United States, Int. Cl. B01J 29/00. Alkylation of aromatic hydrocarbons / Texas V. Inwood, John W. Ward; Union Oil Company of California. - № US19770861196 19771216; filed 12.16.1977; released 01.22.1980. 13 p.

Shenglin, Liu. Highly selective ethylbenzene production through alkylation of dilute ethylene with gas phase-liquid phase benzene and transalkylation feed / Shenglin Liu, Fucun Chen, Sujuan Xie, Peng Zeng, Xiyan Du, Longya Xu //Journal Natural Gas Chemistry - 2009. №18. P. 21-24.

Pat. 6093866 United States, Int. Cl. B01J 29/00. Alkylation catalyst and the application thereof / Wang Qingxia, Zhang Shurong, Cai Guangyu, Li Feng, Xu Long-ya, Huang Zuxian, Li Yuying; China Petro-Chemical Corporation, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Fushun Petrochemical Company of Sinopec. - № US19970880741 19970623; filed 06.23.1997; released 25.07.2000. 10 p.

Pat. 9611175 United States, Int. Cl. C07C 15/073. Process for manufacturing ethylbenzene or cumene / Hendriksen Dan Eldon, Lattner James Richardson, Zboray James Andrew, Soled Stuart Leon; Exxon Chemical Patents Inc. - № WO1995US13100 19951006; filed 03.03.1994; released 18.04.1996. 15 p.

Pat. 6504071 United States, Int. Cl. С07С 2/68. Process and apparatus for preparation of ethylbenzene by alkylation of benzene with dilute ethylene contained in dry gas by catalytic distillation/ Jirui Zhang, Dongfeng Li, Jiquan Fu, Gang Cao; Beijing Institute Of Clothing Technology. - № 09/732918; filed 11.12.2000; released 07.01.2003. 12 p.

Алкилирование бензола этан-этиленовой фракцией на новом цеолитсодержащем катализаторе / Эрштейн А.С. [и др.] // Нефтегазовое дело: науч. журн. 2013. Т.11, № 4. С. 165-170. URL: http://ngdelo.ru/article/view/778




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ngdelo-2014-4-90-103

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2014 А. С. Эрштейн, Н. Н. Шавалеева, Д. А. Шавалеев, М. Л. Павлов, Р. А. Басимова

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

УФА, УГНТУ, 2017