1 Сурет – Бензолды қайтымсыз (а) және қайтымды (б) алкилдегендегі реакциялық масса құрамының бастапқы реагенттер қатынасынан тәуелділігі

2 Технологиялық бөлім

2.1 Шикізат және өнімнің сипаттамасы

Техникалық бензол және басқа да ароматты көмірсутектерді алкилдеу үшін қолданады. Оларды алдын ала кептіріп ароматты көмірсутектері бар (толуол,бензол) және азеотропты қоспа түріндегі судан айдайды. Мұндай азеотропты кептіруде ылғал мөлшері 0,002-0,005% -ға дейін төмендейді. Олефиндердің төмен фракциялары пиролиз немесе крекингтің газды бөліп алу қондырғыларынан жеткілікті түрде құрғақ күйінде түседі. Бірақ қай жағдайда бұл фракциялар әртүрлі қоспалардан тұрады. Бұл қоспалар реагент және катализатордың жоғары шығынына сонымен қатар жанама заттардың түзілуіне әкеледі. Бұл жанама заттардан мақсатты өнімді тазалау қиынға соғады (С₂ Н₂ немесе оның гомологтары, бутадиен-1,3, басқа олефиндер). Кей жағдайда көрсетілген қоспаның 2-3% -ның бар болуына байланысты фракцияларды бұл заттардан тазалау жүргізілмейді.

Фракцияларды қанықпаған заттардан жай тазарту алкилдеуді қажет етпейді. Себебі көп дәрежелі парафин қоспаларына тиесілі. Фракцияның ең ұтымды тазалау дәрежесі экономикалық есептеулермен анықталуы тиіс. Араластырғышы бар орташа қыздырылған аппаратқа алюминий хлориді реакцияға каталитикалық комплекс түрінде түседі. Диэтилбензолдың шамамен бензол мөлшерімен немесе диалкилбензолдың (тек бензол комплексі алынбайды) көп емес хлортуындыларының қосымша немесе кейде су алынады. Өндірісте сусыз хлорсутектің болуына байланысты комплекс түзуі үшін де қолданылады. Металдық алюминий, ароматты көмірсутектер және сусыз хлорсутек қалдықтарынан комплекс түзуге болады.

2. Өндірістің технологиялық схемасы

2 – суретте бензолды газтектес олефинмен алкилдеу арқылы AlCl₃ қатысында этил- немесе изопропилбензол өндірісінің технологиялық схемасы көрсетілген.

1-насос; 2 – жылуалмастырғыш; 3 – бензол кептіру колоннасы; 4, 10 – конденсаторлар; 5 – сепаратор; 6 – каталитикалық комплекс алуға арналған аппарат; 7 – қайнатқыш; 8 – жинағыш; 9 – алкилатор; 11 – газ бөлуші; 12, 16 – сепараторлар; 13 – абсорбер; 14 – сулы скруббер; 15 – тоңазтқыш; 17, 18 – жуғыш колонналар;

2-сурет-Этилбензол өндірісінің технологиялық схемасы

Таза бензол бөлу сатысынан қайтып келген бензолмен бірге 3 колоннаға келіп түседі. Бұл колонна азеотропты ректификациялық бензолды кептіруге арналған . Төмен қайнайиын бензолдың азеотропты қоспасы сумен конденсаторда ³ конденсирленеді және сепараторда 5 екі қабатқа бөлінеді. Бензолда еріген суды шығарады (оны реакционды массаны шаюға қолданады), ал бензолды қабат колоннаның 3 жоғарғы камерасына тарелкасына орошение ретінде беріліп отырады. Кубтық колоннадан 3 шыққан кептірілген бензол жылуалмастырғышта 2 қыздырылады, кейін кептірілуге беріліп жинаққа 8 келіп түседі, онда насос арқылы үздіксіз алкилаторға 9 жүктелінеді.

Каталитикалық комплексті араластырғышы бар және бумен қыздыру үшін рубашкадан тұратын аппаратта 6 дайындайды. Оған полиалкилбензолдарды (ПАБ) немесе бензол қоспасы және полиалкилбензол ( шамамен 1:1 ) және алюминий хлоридімен толтырылады. Қыздырылып және араласқаннан кейін хлортуындыларын береді. Дайындалған комплекс үздікті түрде алкилаторға 9 беріліп отырады. Реакция алкилатор 9 колоннасында каталитикалық комплекс бөліп алатын ыстық сепаратормен және буланған бензолмен жылуды бұру үшін қайтымды конленсаторда 10 жүргізіледі. Алдын ала шығын есептеуіштен өтіп, олефин колоннаның төменгі жағына келіп түседі. Жинағыштан 8 шыққан бензол алкилартордың 9 төменгі жағына конденсатордан 10 шыққан конденсат түрінде. Конденсатордан 10 шыққан газдар құрамында аса маңызды жеңілұшқыш бу мөлшері ( көбінесе еріген олефин фракцияларын колданғанда) болады. Бензолды ұстап қалу үшін бұл газдар абсорберге 13 бағытталады, мұнда бөліп алу сатысында реакциондық массадан бөліп алынып полиалкилбензолмен қайтып беріліп отырады. Абсорбердің төменгі бөлігінде жиналған полиалкилбензолдағы бензол ерітіндісін қайта алкилдеу үшін 9 реакциялық аппаратқа келіп түседі. Газдар абсорберден 13 кейін құрамындағы HCl-дан айырып алу үшін 14 скрубберде шаяды және атмосфераға шығарып немесе отындық газ түрінде қолданады. Сепаратордан 12 алынған көмірсутекті қабат бензолдан моно және полиалкилбензолдан тұрады. Сонымен қатар оның құрамында көп емес мөлшерде бензолдың басқа да гомологтары кездеседі. Олар олефиндер қоспасының арқасында алынып, бастапқы фракцияларға немесе AlCl₃ қатысында алкилдеу тобының бөліктеп деструкциялау жолымен жүреді. Синтездеу барысында этил – және изопропилбензолдың реакциондық массасы 45-55% бензол, 35-40 % моноалкилбензол, 8-12 % диалкилбензол және 3% –ға дейін жоғары алкилденген қосылыстар. Бұл қоспаның барлығы сулы тоңазтқышта 15 және қосымша 16 салқын сепараторда тұндырылады, одан каталитикалық комплекс үздікті түрінде алкилаторға 9 қайта беріледі. Алкилаттың құрамындағы ерітілген хлорсутекпен алюминий хлоридінен айыру үшін тазартуға жіберіледі. Бұл мақсатта қоспаны қарама-қарсы ағында 17 және 18 алдымен сумен кейін сілтілік сулы ерітіндісімен шаяды. Сілтіленген көмірсутекті қоспа алкилаты ректификациялық колоннаға келіп түседі. Реакция өнімдерін бірнеше үздіксіз әрекет етуші ректификациялық колоннаға бөлінеді. Бірінші колоннадағы жуу сатысындағы көмірсутекті еріген су мен бензолды айдайды. Келесі колоннада негізгі мақсатты өнімі бар бырақ бензолдың жақын гомологтары бар фракцияны вакуумда айдайды. Бөлінген техникалық этил немесе изопропилбензолды қосымша ректификацияға ұшыратады. Екінші колоннаның кубтық сұйықтығының құрамында шайырлану өнімдері бар полиалкилбензолдары, олар АlCl₃ қатысында түзіледі. Полиалкилбензолдарды вакуумда және бензолды абсорбциялау және каталитикалық комплекс дайындау үшін қолданылады. Бұл аралық операциядан кейін полиалкилбензолдар қайта аппаратқа 9 беріледі, онда оларды деалкилдеуге ұшыратады. Мақсатты өнімнің шығуы барлық шығындарды ескергенде 94-95 %-ға жетеді. Шығын нәтижесінде 1 тонна моноалкилбензол алу үшін 5-10кг AlCl₃ жұмсалды.