Совершенствование узла получения товарного продукта установки синтеза пара-третичного бутилфенола

Автор: Л.С. Коваленко, С.В. Попов, О.В. Хабибрахманова

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Химическая технология

Статья в выпуске: 3 (89), 2021 года.

Бесплатный доступ

Промышленный синтез пара-третичного бутилфенола осуществляется алкилированием фенола изобутиленом на катализаторах Amberlyst 36 Dry, Amberlyst 36 Wet Resin или КУ-23. В реакционной массе алкилирования кроме целевого продукта пара-третичного бутилфенола присутствует непрореагировавший фенол и побочные продукты, поэтому в технологической схеме предусмотрено их разделение, рециркулирование фенола в реакционный узел и получение в виде дистиллята колонны К-148 товарного пара-третичного бутилфенола с возвратом кубового остатка в реактор. Кубовый остаток содержит пара-третичный бутилфенол, 2,4-ди-трет-бутилфенол и высококипящие продукты. С целью оценки принципиальной возможности организации эффективного и четкого разделения кубового остатка колонны К-148 на целевой пара-третичный бутилфенол и поток, рециркулируемый в реактор алкилирования для диспропорционирования побочного 2,4-ди-трет-бутилфенола в целевой продукт выполнено исследование работы промышленной колонны К-148. С использованием промышленных данных эксплуатации установки синтеза пара-третичного бутилфенола в моделирующей программной среде Honeywell UniSim Design разработана модель узла разделения алкилата и получения товарного пара-третичного бутилфенола. В качестве математического пакета для расчета термодинамических свойств компонентов технологических потоков использовали метод NRTL. Адекватность модели технологической схемы подтверждается сопоставлением расчетных значений с промышленными данными. В компонентном составе алкилата присутствуют фенол, пара-третичный бутилфенол, орто-третичный бутилфенол, 2,6-ди-трет-бутилфенол, 2,4-ди-трет-бутилфенол, 2,4,6-три-трет-бутилфенол и высококипящие продукты. Выполненный анализ технологических потоков колонны К-148 показал, что кубовый остаток колонны, рециркулируемый в реактор алкилирования, содержит до 96 %мас. целевого пара-третичного бутилфенола, поступление которого в реактор приводит к уменьшению полезного реакционного объёма аппарата, и одновременно практический интерес представляет оценка возможности выделения из кубового остатка колонны К-148 качественного целевого пара-третичного бутилфенола. Для этого предложен вариант изменения технологической схемы процесса с включением в неё дополнительной ректификационной колонны РК-1-2. Рассчитанные по модели оценки технологических и конструкционных параметров колонны РК-1-2 показали, что отбираемый в качестве дистиллята поток содержит 99.92 %мас. целевого пара-третичного бутилфенола, что составляет порядка 8.8 % к количеству целевого продукта, отбираемого с верха колонны К-148. Одновременно с этим, уменьшение количества пара-третичного бутилфенола в кубовом остатке колонны РК-1-2 обеспечивает увеличение использования объёма реактора алкилирования на 1.7 %. Результаты исследований и модель могут быть использованы для оптимизации технологических режимов и оценки конструкционных параметров массообменных аппаратов схемы, а также для обучения технологов приемам квалифицированного ведения процесса.

Еще

Фенол, изобутилен, алкилирование, пара-третичный бутилфенол, моделирование, Honeywell UniSim Design

Короткий адрес: https://readera.org/140259882

IDR: 140259882   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2021-3-207-215

Список литературы Совершенствование узла получения товарного продукта установки синтеза пара-третичного бутилфенола

  • Воронин И.О., Наумкин П.В., Нестерова Т.Н. Равновесие жидкофазной структурной и позиционной изомеризации разветвленных пентилфенолов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13. №. 4-4.
  • ИТС 31-2017. Производство продукции тонкого органического синтеза. М: Бюро НДТ. 2017. 167 с.
  • Воронин И.О., Нестерова Т.Н., Стрельчик Б.С., Журавский Е.А. Сравнение эффективности сульфокатионитов, применяемых в производстве пара-трет-бутилфенола, на основе кинетического исследования переалкилирования в системе фенол-трет-бутилфенолы // Кинетика и катализ. 2014. Т. 55. №. 6. С. 723-723.
  • Воронин И.О., Нестерова Т.Н., Головин Е.В. Идентификация компонентов рециклового потока производства пара-трет-бутилфенола // V Всероссийская конференция «Современные наукоемкие инновационные технологии». 2013. С. 331-334
  • Пат. № 2502718, RU, C07C 37/74, 39/06, B01D 3/16. Способ получения пара-трет-бутилфенола и устройство для его осуществления / Стрельчик Б.С., Соглаев И.В., Сендель А.К., Никулин А.А. и др. № 2012128913/04; Заявл. 06.07.2012; Опубл. 27.12.2013, Бюл. № 36.
  • Рубцов Д.В., Ланько Д.С. Каскадирование процессов как средство оптимизации рабочих параметров испарителей пара-трет-бутилфенола при вакуумной ректификации // Химическая техника. 2016. № 5. С. 26-27.
  • Хабибрахманова О.В., Попов С.В. Моделирование узла разделения алкилата установки синтеза пара-третичного бутилфенола // Результаты современных научных исследований и разработок: сборник статей XI Всероссийской научно-практической конференции. Пенза: МЦНС «Наука и Просвещение», 2020. С. 62-65.
  • Honeywell, Unisim Design User Guide, 2013.
  • Яркина Е.М., Курганова Е.А., Фролов А.С., Кошель Г.Н. и др. Кислотное разложение гидропероксида пара-трет-бутилкумола до пара-трет-бутилфенола и ацетона // Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92. №. 11. С. 1427-1434.
  • Терехов А.В., Занавескин Л.Н., Хаджиев С.Н. Выбор оптимального катализатора процесса получения пара-трет-бутилфенола алкилированием фенола трет-бутанолом // Нефтехимия. 2017. Т. 57. №. 4. С. 453-456.
  • Яркина Е.М., Курганова Е.А., Фролов А.С., Кошель Г.Н. и др. Синтез пара-трет-бутилкумола // Тонкие химические технологии. 2021. Т. 16. №. 1. С. 26-35.
  • Носков Ю.Г., Крон Т.Е., Карчевская О.Г., Корнеева Г.А. Получение огнестойких жидкостей на основе смешанных три (фенил-, пара-трет-бутилфенил) фосфатов реакцией переэтерификации трифенилфосфата пара-трет-бутилфенолом // Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93. №. 8. С. 1181-1187.
  • Terekhov A.V., Zanaveskin L.N., Khadzhiev S.N. Selecting an optimum catalyst for producing para-tert-butylphenol by phenol alkylation with tert-butanol // Petroleum Chemistry. 2017. V. 57. №. 8. P. 714-717. https://doi.org/10.1134/S096554411708014X
  • Voronin I.O., Nesterova T.N., Strelchik B.S., Zhuravskii E.A. Efficiency of sulfonic cation-exchange resins used in para-tert-butylphenol production: A comparison based on the kinetics of transalkylation in the phenol-tert-butylphenols system // Kinetics and Catalysis. 2014. V. 55. №. 6. P. 705-711. https://doi.org/10.1134/S0023158414060147
  • Yarkina E.M., Kurganova E.A., Frolov A.S., Lebedeva N.V. et al. Aerobic Liquid-Phase Oxidation of Para-tert-Butylcumene to Hydroperoxide // Petroleum Chemistry. 2019. V. 59. №. 11. P. 1245-1248. https://doi.org/10.1134/S0965544119110161
  • Yarkina E.M., Kurganova E.A., Frolov A.S., Koshel G.N. et al. Para-tert-butylcumene synthesis // Fine Chemical Technologies. 2021. V. 16. №. 1. P. 26-35. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2020-16-1-26-35
  • Xie G., Chen Z., Ramakrishna S., Liu Y. et al. Orthogonal design preparation of phenolic fiber by melt electrospinning // Journal of Applied Polymer Science. 2015. V. 132. №. 38. https://doi.org/10.1002/app.42574
  • Xu L., Wang F., Feng Z., Liu Z. et al. Hierarchical ZSM-5 Zeolite with Enhanced Catalytic Activity for Alkylation of Phenol with Tert-Butanol // Catalysts. 2019. V. 9. №. 2. P. 202. https://doi.org/10.3390/catal9020202
  • Li J., Lou L.L., Xu C., Liu S. Synthesis, characterization of Al-rich ZSM-12 zeolite and their catalytic performance in liquid-phase tert-butylation of phenol // Catalysis Communications. 2014. V. 50. P. 97-100. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2014.03.011
  • Krymkin N.Y., Shakun, V.A., Nesterova T.N., Naumkin P.V. et al. Theory and practice of alkyl phenol synthesis. tert-octylphenols // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2016. V. 55. №. 37. P. 9829-9839. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.6b02067
Еще
Статья научная