Повышение эффективности производства изопропилбензола за счёт нового катализатора, производительность по кумолу 100500 т/год презентация

Алкилирование – это процесс внедрения алкильной группы в молекулу органических и неорганических веществ. Реакция алкилирования ароматических соединений была открыта в 1877 г. Фриделем и Крафтсом, предложившими в качестве катализатора хлорид алюминия. Альтернативным катализатором могут служить цеолиты, каталитическая группа и т.д.
Механизм реакции алкилирования

Побочные реакции:
Вода, входящая в состав осушенной бензольной шихты, взаимодействует с хлоридом алюминия :
AlCl3 + 3H2O →Al(OH)3 + 3HCl
Реакция переалкилирования: C6H4 (C3H7)2 + C6H6 → 2C6H5C3H7
Образование диизопропилбензола: С6Н6 + 2С3Н6 → С6Н4(С3Н7)2
Образование триизопропилбензола: С6Н6 + 3С3Н6 → С6Н3(С3Н7)3
Образование тетраизопропилбензола: С6Н6 + 4С3Н6 → С6Н2(С3Н7)4
Образование этилбензола: С6Н6 + С2Н4 → С6Н5С2Н5
Образование бутилбензола: С6Н6 + С4Н8 → С6Н5 С4Н9
С6Н6 + С4Н6→ С6Н5С4Н7
Взаимодействие бензола с ацетиленом:
2С6Н6 + С2Н2→ (С6Н5 )2С2Н4
Взаимодействие бензола с оксидом углерода:
2С6Н6+СО→(С6Н5)2СНОН

Принципиальная схема процесса получения кумола алкилированием бензола пропиленом на катализаторе AlCl3

Актуальные катализаторы для процесса алкилирования бензола до кумола

Принципиальная схема алкилирования бензола пропиленном на катализаторе МСМ-22
30 - пропилен; 31 - бензол; 32 - циркулирующий бензол; 33 - полиизопропилбензолы; 34 - сжиженный пропан; 35 - кумол; 36 - тяжелые фракции
Р1 - реактор алкилирования; Р2 - реактор переалкилирования; Д1 - депропанизатор; РК2 – РК4 - ректификационная колонна;

Цель: Разработка проектного предложения замены, в процессе алкилирования бензола пропиленом, хлорида алюминия на новый катализатор, для повышения эффективности процесса.
Задачи:
Изучить теоретические основы процесса алкилирования бензола пропиленом;
Выбор альтернативной технологии алкилирования бензола пропиленом;
Расчет материального баланса проектируемого процесса;
Расчёт основного аппарата – алкилатора;
Расчёт вспомогательного аппарата – нейтрализатора;
Технико-экономическая оценка проектного предложения.

Материально потоковый граф процесса
Катализатор AlCl3

Материально потоковый граф процесса
Катализатор МСМ-22

Материальный баланс по двум катализаторам

Тепловой граф алкилатора

Сводный тепловой баланс катализатор AlCl3
Сводный тепловой баланс катализатор МСМ-22

Технико-экономические показатели

Выводы:
1. Были изучены теоретические основы процесса алкилирования.
2. Выбрана технология алкилирования бензола пропиленом до кумола на катализаторе МСМ-22.
3. Рассчитан материальный баланс процесса на двух катализаторах, при замене AlCl3 на новый катализатор, расход сырья снижается соответственно выход чистого продукта увеличен, а так же нет необходимости стадии отмывки отходящих газов.
4. Рассчитан основной аппарат – алкилатор, его тепловой баланс. На новом внедрённом катализаторе, тепловая нагрузка увеличена, соответственно аппарат действующего процесса нуждается в замене на теплоустойчивый реактор.
5. Рассчитан вспомогательный аппарат – нейтрализатор, действующего процесса. Технология на катализаторе МСМ-22 не нуждается в аппарате нейтрализаторе.
6. Определенны технико-экономические показатели, в частности рентабельность процесса после реконструкции увеличена на 14,3 %, прибыль увеличилась на 10215925500 рублей Себестоимость одной единицы продукции снижена на 101651 рубль.