Получение этилбензола методом алкилирования (стр. 2 из 3)

Наименование сырья, материалов, реагентов, катализаторов. полуфабрикатов, изготовляемой продукции.	Номер государст- венного или отраслевого стандарта, технических условий стандарта предприятия.	Показатели качества, обязательные для проверки.	Норма (по ГОСТу, ОСТу,стан- дарту предпри- ятия)	Назна-чение, область применения.
1	2	3	4	5
1.ЭТИЛБЕНЗОЛ	С6H5C2H5 бесцветная прозрачная жидкость. Основные показатели свойств этилбензола: Молекулярная масса=106,17 Плотность, г/см³ = 0,86705 Температура,°С Кипения= 176,1 Плавления=-25,4 Вспышки= 20 Самовоспламенения= 431. Теплота, кДж/моль Плавления=9,95 Испарения=33,85 Теплоёмкость, Дж/моль ∙ К=106,4 Теплота сгорания, ккал/моль=1089,4 Растворимость в воде, г/100мл=0,014	В промышленности используют в основном как сырье для синтеза стирола, как добавка к моторному топливу, в качестве разбавителя и растворителя. С6H5C2H5 Большую часть этилбензола получают алкилированием бензола этиленом и значительно меньшее его количество выделяют сверхчеткой ректификацией из продуктов риформинга прямогонного бензина. Основные показатели свойств этилбензола: Этилбензол раздражает кожу, оказывает судорожное действие. ПДК в атмосферном воздухе составляет 0,02 мг/м³, в водоёмах хозяйственно- бытового пользования – 0,01 мг/л. КПВ 0,9-3,9% по объёму. Объём мирового производства около 17 млн. т в год (1987). Объём производства в России 0,8 млн. т в год (1990).

2.ЭТИЛЕН

(этен) H2C=CH2. Бесцветный газ со слабым запахом. Этилен растворяется в воде 0,256 см³/см³ (при 0 °С), растворяется в спиртах и эфирах. Этилен обладает свойствами фитогормонов – замедляет рост, ускоряет старение клеток, созревание и опадение плодов. Он взрывоопасен, КПВ 3-34% (по объёму), ПДК в атмосферном воздухе 3 мг/м³, в воздухе рабочей зоны 100 мг/м³. Мировое производство 50 млн. т в год (1988).

В больших количествах (20%) содержится в газах нефтепереработки; входит в состав коксового газа. Один из основных продуктов нефтехимической промышленности: применяется для синтеза винилхлорида, этиленоксида, этилового спирта, полиэтилена и др. Этилен получается при переработке нефти и природного газа. Выде- ленная этиленовая фракция содержит 90-95% этилена с примесью пропилена, метана, этана. Применяется как сырьё в производстве полиэтилена, окиси этилена, этилового спирта, этаноламина, поливинилхлорида, в хирургии – для наркоза.

3.БЕНЗОЛ

C6H6. Бесцветная жидкость со своеобразным нерезким запа хом. С воздухом образует взрывоопасные смеси, хорошо смешивается с эфирами, бензином и другими органическими растворителями. Растворимость в воде 1,79 г/л (при 25 °С). Токсичен, опасен для окружающей среды, огнеопасен. Бензол – ароматический углеводород. Основные показатели свойств бензола: Молекулярная масса=78,12 Плотность, г/см³=0,879 Температура, °С: Кипения=80,1 Плавления=5,4 Вспышки=-11 Самовоспламенения=562 Теплота, кДж/моль: Плавления=9,95 Испарения=33,85 Теплоёмкость, Дж/моль ∙ К=81,6 Бензол смешивается во всех отношениях с неполярными растворителями: углеводородами, скипидаром, эфирами, растворяет жиры, каучук, смолы (гудрон). Даёт с водой азеотропную смесь с температурой кипения 69,25 °С, образует двойные и тройные азеотропные смеси со многими соединениями.

Встречается в составе некоторых нефтей, моторных топлив, бензинов. Широко применяется в промышленности, является исходным сырьём для производства лекарств, различных пластмасс, синтетической резины, красителей. Бензол входит в состав сырой нефти, но в промышленных масштабах по большей части синтезируется из других её компонентов. Применяется также для получения этилбензола, фенола, нитробензола, хлорбензола, как растворитель. В зависимости от технологии производства получают различные марки бензола. Бензол нефтяной получают в процессе каталитического риформинга бензиновых фракций, каталитического гидродеалкилирования толуола и ксилола, а также при пиролизе нефтяного сырья.

2.3. Описание технологической схемы.

В Приложении А представлена технологическая схема производства этилбензола. Процесс алкилирования бензола этиленом проводится в алкилаторе поз. Р-1 в среде этилхлорида при температуре 125-135C и давлении 0,26-0,4 МПа. В алкилатор подаются: осушенная бензольная шихта, каталитический комплекс, фракция полиалкилбензолов, этилен, рециркулирующий каталитический комплекс, возвратный бензол.

Реакция алкилирования идет с выделением теплоты, избыточное количество которой снимается рециркулирующим каталитическим комплексом и испаряющимся бензолом. Бензол из верхней части алкилатора в смеси с абгазом направляется в конденсатор поз. Т-1, охлаждаемый водой. Несконденсировавшиеся газы из конденсатора поз. Т-1 направляются в конденсатор поз. Т-2, охлаждаемый охлажденной водой t=0°C. Отдувки после конденсатора поз. Т-2 поступают на дальнейшее улавливание паров бензола. Бензольный конденсат из конденсаторов поз. Т-1 и Т-2 самотеком сливается в низ алкилатора поз. Р-1. Из алкилатора поз. Р-1 реакционная масса через теплообменник поз. Т-3, где охлаждается водой до 40—60 °С, направляется в отстойник поз. Е-1 для отделения от циркулирующего каталитического комплекса. Отстоявшийся каталитический комплекс с низа отстойника поз. Е-1 забирается насосом поз. Н-1 и возвращается в алкилатор поз. Р-1. Для поддержания активности катализатора в линию рециркулирующего комплекса подается этилхлорид. В случае снижения активности катализатора предусмотрен вывод, отработанного каталитического комплекса на разложение. Реакционная масса из отстойника поз. Е-1 собирается в емкость поз. Е-2, откуда за счет давления в системе алкилирования поступает в смеситель поз. Е-3 на смешение с Кислой водой, циркулирующей в системе разложения:

отстойник поз. Е-4—насос, поз. Н-2—смеситель, поз. Е-3. Соотношение циркулирующей воды, подаваемой в смеситель, и реакционной массы составляет l/2 : 1. Во

да в систему разложения подается из сборника поз. Е-5 насосом поз. Н-3. Реакционная масса отстаивается от воды в отстойнике поз. Е-4; нижний водный слой насосом поз. Н-2 направляется в смеситель; а верхний слой — реакционная масса — самотеком стекает в промывную колонну поз. К-1 на вторичную промывку водой, подаваемой насосом поз. Н-4 из промывной колонны поз. К-2. Из промывной колонны поз. К-1 реакционная масса самотеком поступает в сборник поз. Е-6, откуда насосом поз. Н-5 откачивается на нейтрализацию в смеситель поз. Е-7.

Нижний водный слой из промывной колонны поз. К-1 самотеком сливается в емкость поз. Е-5 и насосом поз. Н-3 подается в смеситель поз. Е-3. Нейтрализация реакционной массы в смесителе поз. Е-7 проводится 2—10%-ным раствором едкого натра. Соотношение реакционной массы и циркулирующего раствора едкого натра 1:1.Отделение реакционной массы от раствора щелочи происходит в отстойнике поз. Е-8, откуда реакционная масса самотеком поступает в колонну поз. К-2 на отмывку от щелочи водным конденсатом. Нижний слой — химически загрязненная вода — из колонны сливается в емкость поз. Е-9 и насосом поз. Н-4 откачивается на промывку реакционной массы в колонну поз. К-1. Реакционная масса из верхней части колонны самотеком поступает в отстойник поз. Е-10, затем собирается в промежуточную емкость поз. Е-11 и откачивается насосом поз. Н-7 на склад.

Технологическая схема алкилирования бензола этиленом на хлористом алюминии, пригодная также и для алкилирования бензола пропиленом.

Процесс алкилирования проводится в алкилаторе – реакционной колонне эмалированной или футерованной графитовой плиткой для защиты от коррозии. Три секции колонны имеют рубашки для охлаждения, однако основное количество тепла отводится испарением некоторой части бензола. Алкилирование ведется в присутствии жидкого катализаторного комплекса, состоящего из хлористого алюминия (10 – 12 %), бензола (50 – 60 %) и

полиалкилбензолов (25 – 30 %). Для образования хлористого водорода, который является промотором реакции, в каталитический комплекс добавляют 2 % воды от массы хлористого алюминия, а также дихлорэтан или хлористый этил, при расщеплении которых образуется хлористый водород.