178783. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kumol előállítására
7 178783 8 •fluorid vagy elfolyósított, vízmentes hidrogén-fluarid. Savas hatású szervetlen oxidok, így a foszfor-pentoxid, amorf-szilicium-dioxid-alumínium-oxid és bizonyos kristályos alumínium-szilikátok vagy zeolitok, főképpen savval extrahált mordenit és Y típusú zeolitok használhatók katalizátorként a találmány szerinti eljárásban. A találmány szerinti eljárás elsősorban szilárd foszforsav-katalizátor jelenlétében végzett alkilezési reakcióra vonatkozik. A találmány szerinti eljárásban használható -szilárd foszforsav katalizátort készíthetjük egy foszforsav, így orto-, piro- vagy tetrafoszforsav és finom eloszlású, általában szilíciumtartalmú szilárd hordozó (így kovaföld, szilícium-dioxid elkészített formái, reaktivált agyagok stb.) keverékéből, azt nedves péppé alakítva. A pépet azután általában kb. 500 rfC alatti hőmérsékleten kalcináljuk, így szilárd lepényt kapunk, amelyet a megfelelő méretű szemcsékké aprítunk. Ha a kalcinálást kb. 400 °C feletti hőmérsékleten végezzük, szükséges lehet, hogy a katalizátor-szemcséket kb. 200—300 °C, előnyösen 260 °C hőmérsékleten újra hidratáljuk, hogy nagy alkilező-aktivitású készítményt kapjunk. À katalizátor készítési módja változtatható úgy, hogy az eredeti pépből képezzük a szemcséket extrudálással vagy pasztillázással, majd az így formázott szemcséket kalcináljuk, és ha szükséges, újra hidratáljuk. Előnyösen használható a találmány szerinti eljárásban egy olyan szilárd foszforsav-katalizátor, ami - súlyarányát tekintve — nagyobb részben foszforsavból áll, legalább a piro-savnak megfelelő víztartalommal, és kisebb részben szilíciumtartalmú hordozóból, így kovasavgélből. A találmány szerinti eljárás egy előnyös kiviteli módja szerint az alkilező katalizátor kb. 50—75 súly% foszforsavat tartalmaz. Megfelelő szilárd foszforsav katalizátort ismertet például az 1 993 513 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás. Az alkilező reakciózónából távozó terméket legalább két, azonos összetételű részre osztjuk, az egyiket visszakeringetjük, a másik a hasznos terméket tartalmazza. A jelen eljárásban a találmány lényeges vonása az, hogy az alkilező reakciózónából távozó termék egy részét visszakeringetjük az alkilező zóna bevezető nyílásához, itt keverjük a propilénben dús, friss nyersanyaggal és a benzolban <hís visszakeringetett anyaggal, s így képezzük az ^Udlező reakciózónába belépő, már ismertetett 'nyersanyagot. Az alkilező zónából távozó tetmék főképpen benzolból, viszonylag kevesebb propánból, kumolból és di- és triizopropilbenzolból, továbbá viszonylag kisebb mennyiségű butil-benzolból, propilénből, oligomerekből, nem-aromásokból stb. áll. A propilén az alkilező reakciózónában lényegileg 100%-ban reagál, míg a benzol a távozó terméknek legalább 50 mól%-át, előnyösen 60-80 mólját képezi. Ezért a távozó terméknek az alkilező reakciózóna bevezető nyílásához való visszakeringetése növeli a benzol-propilén-arányt az alkilező reakciózónában. A benzol-propilén aránynak az alkilező reakciózónában történő növeléséből több előny «*Sm»Tiir(1) a propilén-molekulák hígítása benzolmolekulákkai kedvez az izopropil-benzol (kumol) képződésnek, és korlátozza a propilén-oligomerek képződését, (2) az egynél nagyobb benzol-propilén arány feles4 legben levő benzolra utal, ami hőcsökkentést jelent, elnyeli az exoterm alkilezési reakció által termelt hőt, és korlátozza a propilén-oligomerek képződését, továbbá a katalizátoron szilárd szénhidrogén-lerakódás kialakulását, ezek a jelenségek az alkilező reakciózóna hőmérsékletének emelkedésével fokozódnak. A hagyományos eljárásokban a hűtés nélküli tipikus hőmérsékletemelkedés az alkilező reakciózóna bevezető és kivezető nyílása között kb. 20—40 °C, és a találmány szerinti eljárásban hasonló vagy kisebb hőmérsékletemelkedés kívánatos, ezt úgy éljük el, hogy a visszakeringetett rész áramlási sebességét megfelelő módon növeljük. A visszakeringetett távozó termék közvetve hűthető hűtőkészülékkel, például vízhűtéses hőcserélővel, léghűtéses hőcserélővel, vagy egy olyan hőcserélővel, amelyben hűtőközegként egy másik szénhidrogént használunk. A hűtést kb. 150-260 °C hőmérsékletig vége^güft, vagyis lényegileg a reakciózónába belépő. ÿ£m hőmérsékletére, vagy a visszakeringetett távozó terméket hűtés nélkül keverjük a propilén nyersanyag és a visszakeringetett benzol elegyével, és ez az elegy megfelelő hőfokú ahhoz, hogy az.alkilező reakciózóna kb. 150-260 °C, előnyösen kb. 195-215 °C belépő hőmérsékletét fenntartsar. A reakciózónából távozó termék egy harmadik tészét közvetett módon, a már említett hűtőberendezésekkel lehűthetjük kb. 35—150°C hőmérsékletre, megfelelő helyeken a reakciózónába vezethetjük, és így a reagenseket ezzel lehűthetjük, és megakadályozhatjuk, hogy az alkilező reakciózóna bevezető és kivezető nyílása között túlzott melegedés lépjen fel. Ha az alkalmazott alkilező katalizátor hordozóra vitt katalizátor, például szilárd foszforsav, akkor a megfelelő hűtési helyeket úgy választhatjuk meg, hogy a katalizátorágyat több, egymás után következő, elkülönített ágyra osztjuk, és a hűtőközeg egy részét az egymást követő ágyak közé vezetjük. Az eljárás egy előnyös módja szerint az alkilező reakciózónából távozó termék egy részét kb. 35-95 °C-ra lehűtjük, és a reakcióelegybe vezetjük hűtőközegként legalább két egymás után következő katalizátorágy közé, olyan mennyiségben, ami elegendő ahhoz, hogy a reakdóelegy hőmérsékletét csökkentse, az utolsó katalizátorágyba lépő reakdóelegy hőmérsékleténél kb. 4°C-kal alacsonyabbra. Ahogy az alkilező reakdózóna termékének visszakeringetése a reakdózóna bevezető nyílásához fokozódik, nő a kumol koncentrációja is az alkilező reakciózónában, s ez több potenciális helyet biztosít poli-alldlezett benzol-termékek képződéséhez. így a hagyományos eljárásokhoz viszonyítva nő a di- és triizopropil-benzol termelése. Míg a hagyományos eljárásoknál a di- és triizopropil-benzol termelés a kumol termelésre számítva jellegzetesen kevesebb, mint 5 mólszázalék, a találmány szerinti eljárás ebből 5-20 mólszázalékot, vagy még többet eredményez. Az alkilező reakdózónából távozó termék kb. 90—95 mólszázalékát propán, bután, benzol és kumol képezi, és 10-5 mólszázalékát alkotja a toluol, butil-benzol, di- és triizopropil-benzol, propilén-oligomerek és más, nyomokban előforduló k°mP°nen* sek. Az alkilező reakdózónából távozó hasznos ter-5 10 15 20 2’5 30 35 40 45 50 55 60 65
