本发明涉及使用一种新的原料路线——费托合成油原料分离精制出的烷烯烃与苯反应,生产直链烷基苯的方法和设备,具体涉及c10~c13直链烷基苯的生产方法。
背景技术:
烷基苯中的c10~c13直链烷基苯是重要的有机化工原料,其衍生物如烷基苯磺酸盐可用于生产高质量的洗涤剂。具有直链的烷基苯可通过需氧细菌来降解,避免造成环境污染。
工业上主要采用苯与长直链烷烯烃在催化剂的作用下反应生成直链烷基苯,其工艺方法有固体三氯化铝催化工艺、固定床反应工艺、hf催化反应工艺等。
早期的三氯化铝工艺采用釜式循环反应器。us5386072a公开了一种改进的三氯化铝工艺,其特征为粉状三氯化铝和铝作为催化剂,含有7~20个碳原子的正构烯烃和含有7~20个碳原子的氯化石蜡的摩尔比为70:30~99:1。由于三氯化铝遇水分解为氢氧化铝和氯化氢,故对原料中含水量要求很低。另外,该工艺为釜式反应器的间歇操作过程,设备功率低,能耗大。
美国uop公司和petresa公司开发了固体酸烷基化催化剂detal工艺,并建立了工业装置。cn1704392a公开了一种改进的detal工艺,提出带有外循环的二段固定床反应工艺方法,其特征在于至少第二段催化剂床层产物部分外循环至反应器第一床层,外循环比为0.1~6,使用结晶硅铝酸盐作为催化剂,反应温度为100~300℃,反应压力为1.5~3.8mpa,苯/烯烃摩尔比为2~6。虽然该方法解决了detal工艺循环量大的问题,但是依然存在耗能高的劣势。
传统的hf工艺有较低的反应温度和反应压力,但分离催化剂与产物需采用5个分离塔,工艺流程过于复杂。该技术所涉及的原料为费托合成法制得的长链烯烃,其中含有30%左右的烷烃和3%左右的高碳醇。当含有高碳醇的原料与苯混合,在hf催化作用下会产生少量的水,会对设备造成腐蚀。
cn1759082a公开了一种从烃流中萃取含氧物的方法,其特征是烃流中烯烃的质量分数为15%~30%、含氧物的质量分数为5%~15%,溶剂是甲醇和水,采用萃取的方法脱除烃流中的含氧物,其中甲醇和水分别加入萃取塔中。该方法虽然能够很好的脱除低烯烃含量烃流中含氧物问题,但是溶剂特定于甲醇和水。
技术实现要素:
本发明的目的在于生产直链烷基苯的方法和设备。
为解决以上问题,本申请对传统的hf工艺进行了改进,烷基苯产品提纯过程中采用了隔壁塔,减少了能耗,并且对原料进行切割、脱醇预处理,提高了烯烃的转化率和收率。
为达到发明的目的,本发明采用的技术方案是:
含有2~20个碳原子的直链烷烯烃原料1进入预处理隔壁塔i,塔顶操作温度为50~70℃,塔釜操作温度100~140℃,操作压力0.003~0.015mpa,公共精馏段的理论板数为10~20、初馏段的理论板数为20~35、侧线段的理论板数为20~40、公共提馏段的理论板数为20~30。侧线6采出的含有10~13个碳原子的正构烷烯烃物流进入萃取塔,新鲜的醇溶液7和回收的醇溶液12从顶部进入萃取塔ⅱ,塔顶操作温度为25~45℃,塔釜操作温度为25~42℃,操作压力为0.08~0.15mpa,理论板数为10~20,其中控制醇溶液水的质量分数在0.1%~20%。萃取塔ⅱ的萃余相9进入溶剂回收塔
该方法以费托合成油中含有2~20个碳原子的正构烷烯烃为原料,在反应温度为35~70℃,反应压力为0.4~1mpa,苯/烯摩尔比为4~12:1条件下液相反应生产c10~c13直链烷基苯。本发明较好的解决了:降能耗、降投资和降加工费的“三降”难题及目前生产直链烷基苯的原料稀缺的问题。
本发明相比现有技术具有如下优点:
1、以往生产直链烷基苯的原料多取自于炼油行业的煤油馏分,且经过复杂的加氢精制、分子筛脱蜡、脱氢等过程,资源稀缺,工艺复杂的问题。本申请提供一种新的、丰富的、廉价的原料来源。
2、以往技术中存在的烷基苯生产能耗较高的问题。本申请提供一种低能耗、高纯度的直链烷基苯的生产方法。
3、本发明在烷基化反应之前对烯烃原料进行了脱高碳醇处理,减少了能耗,并结合隔壁塔热耦合技术进行原料切割和烷烃、c10~c13直链烷基苯、重烷基苯三组分的分离,提高了烯烃的转化率和收率。
本次发明的生产方法是以费托合成油为原料分离出正构烷烯烃,进行精制处理,除去高碳醇后进行烷基化反应。
本方法和设备的特点在于新鲜的烷烯烃进入预处理隔壁塔,从侧线采出的含有10~13个碳原子的正构烷烯烃进入萃取塔脱除高碳醇;再经脱醇塔分离出萃取剂,得到的无高碳醇的烷烯烃再与苯、氢氟酸混合后进入烷基化反应器;反应产物依次经过脱酸塔、脱苯塔、产品隔壁塔得到高纯度的c10~c13直链烷基苯。该技术方案较好的解决了能耗高和大幅度降低投资和加工费的问题,可应用于直链烷基苯工业生产中。
附图说明
图1为本发明实例1~3的设备流程图。
图中编号:图中物料名称:1原料;6正构烷烯烃;7萃取剂;8萃取相;9萃余相;11脱醇烷烯烃;12回收循环醇;14新鲜苯;15苯烃混合料;16新鲜氢氟酸;17反应进料;19循环氢氟酸;21再生氢氟酸;23循环苯;29直链烷基苯产品。
图中设备包括:预处理隔壁塔
具体实施方式:
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述:
实例1:
本发明生产直链烷基苯的方法的过程如下:
采用本发明工艺,以费托合成法制得的长链烷烯烃为原料,其中10~13个碳原子的正构烷烯烃的质量分数为23%,含氧杂质量的质量分数为6%,要求市购苯原料中水的质量分数在0.1%以下。
如图1所示,经过预处理隔壁塔
物流6、物流7分别从萃取塔
物流9从中部进入溶剂回收塔
物流8从中部进入脱醇塔
苯和烯烃的摩尔比为4:1进入混合罐
釜液24物流进入产品隔壁塔
实例2:
采用本发明工艺,以费托合成法制得的长链烷烯烃为原料,该费托合成油中含有2~20个碳原子的正构烷烯烃,其中10~13个碳原子的正构烷烯烃的质量分数为26%,含氧杂质量的质量分数为5%。苯原料为市购,其中水的质量分数在0.1%以下。
经过预处理隔壁塔
物流6、物流7分别从萃取塔
物流9从中部进入溶剂回收塔
物流8从中部进入脱醇塔
苯和烯烃的摩尔比为10:1进入混合罐
釜液22物流进入脱苯塔
实例3:
采用本发明工艺,以费托合成法制得的长链烷烯烃为原料,该费托合成油中含有2~20个碳原子的正构烷烯烃,其中含有10~13个碳原子的正构烷烯烃的质量分数为25%,含氧杂质量的质量分数为6%。苯原料为市购。
经过隔壁塔
物流6、物流7分别从萃取塔
物流9从中部进入溶剂回收塔
物流8从中部进入脱醇塔
苯和烯烃的摩尔比为8:1进入混合罐
釜液22物流进入脱苯塔
实例4:
采用本发明工艺,以费托合成法制得的长链烷烯烃为原料,该费托合成油中含有2~20个碳原子的正构烷烯烃,其中含有10~13个碳原子的正构烷烯烃的质量分数为27%,含氧杂质量的质量分数为6%。苯原料为市购。
用实验室现有两个串联鲍尔环填料塔(1#、2#)切割得到2#塔顶物料,分析得到物料中10~13个碳原子的正构烷烯烃质量分数为65%,含氧杂质的质量分数为2.2%。其两个塔的操作条件分别为:操作压力为0.01mpa,塔顶操作温度为60/68℃,塔釜操作温度为110/130℃,精馏段、提馏段的理论塔板数分别为15、22/18、25。
用质量分数90.0%甲醇溶液作萃取剂,其中2#塔顶物料、萃取剂的体积比为3.5:1。实验室萃取操作温度为36℃,压力为0.1mpa。分离萃取相含有10~13个碳原子的正构烷烯烃的脱除含氧杂质物流,其质量分数为64%。
脱氧杂物的正构烷烯烃,经试管按摩尔比8:1加入苯,充分混合后,按氢氟酸和碳氢化合物的体积比为3:1加入氢氟酸,其中氢氟酸的质量分数为98.5%。在装有金属波纹填料、外部通有冷却水的夹套的小型金属反应器中反应30min,反应温度37℃,压力0.8mpa,然后静置40min分层后,分离出轻相,水洗脱酸,静置分层分离苯后,得到产品c10-c13直链烷基苯产品质量分数为98.7%,原料中烯烃的转化率为100%。