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

1. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ ИМЕНИ К.Г. РАЗУМОВСКОГО
Повышение эффективности производства
изопропилбензола за счёт нового
катализатора, производительность по
кумолу 100500 т/год
Выполнил студент группы Х-518:
Бондарчук Виктор
Руководитель: Хухрик Елена
Алексеевна

2. Механизм реакции алкилирования

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

3.

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

4. Принципиальная схема процесса получения кумола алкилированием бензола пропиленом на катализаторе AlCl3

5. Актуальные катализаторы для процесса алкилирования бензола до кумола

6. 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;

7. 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.

8. Материально потоковый граф процесса Катализатор AlCl3

9. Материально потоковый граф процесса Катализатор МСМ-22

10.

Материальный баланс по двум катализаторам

11. Тепловой граф алкилатора

12. Сводный тепловой баланс катализатор AlCl3

Сводный тепловой баланс катализатор МСМ-22

13. Технико-экономические показатели

14.

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.