СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ОЧИСТКИ АЛЮМИНИЙАЛКИЛОВ
METHOD OF PRODUCING AND PURIFYING ALUMINIUM ALKYLS

Изобретение относится к получению алюминийорганических соединений (АОС), конкретно алюминийалкилов, которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности, в частности, как компоненты металлокомплексных катализаторов, применяемых в процессах получения синтетических каучуков, полиолефинов, высших α-олефинов, жирных спиртов.
Известен способ получения триалкилалюминия из алюминия, водорода и олефина при температуре 110÷200°C и давлении 35÷100 атм с последующей очисткой раствора алюминийалкила от твердой фазы (непрореагировавшего алюминия) фильтрацией на мелкодисперсных фильтрах [Корнеев Н.И. Химия и технология алюмоорганических соединений. - М.: Химия, 1979, с.189-192]. Недостатком указанного способа является низкая конверсия алюминия, что приводит к тому, что целевой продукт содержит значительное количество твердой фазы - не прореагировавшего алюминия, имеющего высокую дисперсность.
Известен прямой синтез алюминийтриалкилов из активированного щелочным или щелочноземельным металлом алюминия, водорода и олефина при температурах 100÷240°C и давлении 35÷240 атм [пат. США №3100786, 1963.08.13]. Способ не предусматривает очистку товарного продукта от твердых примесей.
Известен способ получения алюминийалкилов путем взаимодействия алюминия, водорода, олефина и рециркулирующего алюминийалкила в органическом растворителе, где предварительно проводят реакцию алкилирования алюминия при температуре 80÷120°C с подачей 2÷20% маc. от расчетного количества олефина, а остальное количество олефина подвергают взаимодействию при температуре 120÷200°C и выдерживают реакционную массу 0,5÷3,0 часа [пат. РФ №2278866, 2006.06.27]. Данный способ применяют в основном для получения алюминийалкилгидридов и не приводятся условия очистки раствора АОС от твердой мелкодисперсной примеси алюминия.
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является способ получения алюминийалкилов периодическим или непрерывным методом путем взаимодействия алюминиевой пудры, рециркулирующего алюминийалкила, водорода и олефина в среде углеводородного растворителя, например бензина, гептана или толуола, при температуре 100÷140°C и давлении 2÷5 МПа с отделением непревращенного алюминия центрифугированием и выделением целевого продукта перегонкой [Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. 4-е изд., перераб. - М.: Химия, 1988, с.297-299]. Недостатком такого способа является невысокая конверсия алюминия, что приводит к его расходу и завышенному содержанию твердого остатка в продукте реакции, а так же низкая эффективность очистки продукта от твердого остатка при центрифугировании, что приводит к необходимости дополнительной очистки продукта переиспарением.
Задачей изобретения является снижение расхода алюминия и олефина в процессе синтеза алюминийалкила и получение товарного продукта, не содержащего твердых примесей.
Растворы алюминийалкилов в углеводородах необходимо очищать от твердых примесей для обеспечения качества катализатора на основе АОС в процессах полимеризации. Содержание твердых примесей в суспензии после синтеза зависит от глубины конверсии алюминия и на практике уровень шлама составляет 0,8÷1,5% маc. в расчете на алюминийалкил. Узел очистки раствора алюминийалкила от твердых примесей должен обеспечивать максимальную эффективность.
Поставленная задача решается способом получения алюминийалкилов, включающим взаимодействие алюминия, водорода, олефина и рециркулирующего алюминийалкила в органическом растворителе при повышенной температуре и давлении с последующей очисткой раствора алюминийалкила от мелкодисперсных твердых примесей фильтрованием на керамических фильтрующих элементах, на которые нанесен слой кизельгура, отличающимся тем, что перед фильтрацией раствора алюминийалкила от твердых примесей проводят дополнительный отстой алюминийалкила в течение 4÷15 часов, при температуре 10÷30°C при содержании алюминийалкила в исходном растворе 40÷70% маc.
Как вариант раствор алюминийалкила после фильтрования направляют на отгонку части растворителя до содержания алюминийалкила 75÷90% маc. Для предотвращения гидролиза алюминийалкила отгонку проводят под давлением ниже атмосферного.
Как вариант выделенный растворитель возвращают на стадию синтеза алюминийалкила.
Как вариант в качестве растворителя применяют ароматические растворители: толуол, п-ксилол; алифатические растворители: н-пентан, изопентан, бензин, гептан, гексан или насыщенные углеводороды изобутан, н-бутан.
Как вариант продукты фильтрации промывают растворителем при соотношении осадок: растворитель, равном (1,0):(1,0÷3,0) по массе. Продукты промывки, содержащие в своем составе АОС 13,0÷32,0% маc., растворитель 55,0÷85,0% маc., твердые примеси (кизельгур и алюминий) 2,5÷5,0% маc., направляют на отстой в течение 2,0÷10 час при температуре 10÷30°C и верхний слой отстоя направляют на синтез алюминийалкила.
Как вариант 55÷70% верхнего слоя отстоя продукта промывки фильтров, содержащего 15,0÷32,0% маc. алюминийалкила, 0,2÷0,4% маc. твердых примесей, объединяют с 10÷20% нижнего слоя продукта отстойника триалкилалюминия до фильтрации и направляют на синтез алюминийалкила.
Выбранные условия отстоя продукта перед фильтрованием обеспечивают снижение содержания твердых примесей в продукте, поступающем на фильтрацию, в 2÷3 раза с 0,8÷1,5% маc. до 0,4÷0,6% мас. Концентрация триалкилалюминия в растворе в пределах 40÷70% мас. и температура 10÷30°С позволяют выдерживать эффективную скорость фильтрации раствора, это увеличивает производительность фильтров в 2÷2,5 раза и обеспечивает в готовом продукте АОС отсутствие твердых примесей. Снижение температуры ниже 10°C приводит к повышению вязкости раствора, повышение температуры выше 30°C энергетически не выгодно.
Отстой продуктов промывки фильтров при заданном соотношении осадок: растворитель обеспечивает максимальную скорость отстоя в течение 2÷10 часов и за счет возврата на синтез 55÷70% осветленного слоя позволяет снизить расход исходных компонентов - алюминия, олефина и растворителя на 20% по сравнению с эксплуатирующейся схемой и снизить расходную норму по шламу с 0,75 т до 0,15÷0,25 т на 1 т 100% алюминийалкила.
Концентрирование раствора АОС снижает затраты на транспортировку продукта.
Использование изобретения иллюстрируется фиг.1 и ниже приведенными примерами. Указанные чертеж и примеры не исключают применения иных систем и примеров при соблюдении сути изобретения, изложенной в формуле изобретения.
4
5
Согласно фиг.1 в смесителе 4 готовят суспензию алюминия в растворителе и триалкилалюминий. Для этого в смеситель по линии 1 подают алюминиевую пудру, по линии 2 свежий растворитель и по линии 21 рециркулирующий растворитель (бензин, гептан, гексан, толуол, п-ксилол или насыщенные углеводороды С-C (н-бутан, изобутан, пентан, изопентан), по линии 3 подают рециркулирующий триалкилалюминий («затравка»). Из смесителя 4 полученную суспензию по линии 5 передавливают азотом в реактор 6, имеющий мешалку, рубашку для охлаждения и нагрева и обратный конденсатор 9.
В реактор 6 по линии 7 подают заданное количество олефина. Подачу водорода производят по линии 8 путем набора давления 2,0÷2,5 МПа, после чего подачу водорода прекращают. Включают мешалку, в рубашку реактора подают горячее масло и повышают температуру в реакторе. Реакция протекает с выделением тепла, для снятия которого в рубашку реактора 6 подают холодное масло. Синтез ведут при повышенных температуре и давлении. Затем реакционную массу охлаждают и в реактор 6 по линии 7 подают дополнительное количество олефина для проведения доалкилирования. По окончании реакции доалкилирования смесь в реакторе охлаждают и по линии 10 направляют в отстойник 11, где происходит отстаивание реакционной массы в течение 4÷15 часов при температуре 10÷30°C. Верхний слой из отстойника 11 по линии 13 направляют в аппарат 14 на фильтрацию на намывном слое кизельгура на керамических фильтрующих элементах. Отфильтрованный от алюминиевого шлама раствор по линии 16 выводят в виде готового продукта с содержанием триалкилалюминия 40÷70% маc. или по линии 17 направляют в аппарат 18 для отгонки части растворителя под вакуумом. По верху аппарата 18 по линии 20 выводят растворитель и направляют на склад по линии 22 или в смеситель 4 по линии 21. По низу аппарата 18 по линии 19 выводят триалкилалюминий в виде готового продукта с концентрацией 75÷90% маc.
Аппарат 14 после эксплуатации в течение 100÷150 часов промывают от шлама растворителем, подаваемым по линии 15 при заданном соотношении. Продукты промывки керамических фильтрующих элементов аппарата 14 по линии 23 направляют на отстаивание в аппарат 24, где в течение 2÷10 часов происходит разделение продукта на осветленный и темный слои. Осветленный слой, содержащий в своем составе 20÷30% мас. триалкилалюминия, 0,2÷0,4% маc. твердых примесей, растворитель - остальное, с верха аппарата 24 по линии 25 может быть объединен с нижним слоем отстойника 11 (линия 12), установленного до аппарата 14, и по линии 26 направлен в смеситель 4 для приготовления суспензии для синтеза триалкилалюминия. Шлам по линии 27 по низу аппарата 24 выводят на сжигание.
Пример 1
В смеситель 4 по линии 1 подают алюминиевую пудру в количестве 108,7 кг, по линии 2 - свежий растворитель - толуол в количестве 136,5 кг. По линии 3 в смеситель поступает 150,0 кг рециркулирующего раствора триалкилалюминия в качестве «затравки» с содержанием ТИБА 50,0% маc. Из смесителя 4 полученную суспензию в количестве 395,2 кг по линии 5 передавливают азотом в реактор.6.
В реактор 6 по линии 7 подают 815,0 кг олефина и по линии 8 водород до давления 2,5 МПа. Включают мешалку, в рубашку реактора подают горячее масло. Синтез ведут при температуре 165÷175 и давлении до 6,0 МПа. Реакция протекает с выделением тепла, для снятия которого в рубашку реактора подают холодное масло. Реакционную массу выдерживают в таких условиях при перемешивании в течение 9 часов, затем охлаждают до 70÷95°С, по линии 7 подают 175,0 кг олефина и при этой температуре проводят доалкилирование в течение 2 часов при давлении не более 5,0 МПа. По окончании доалкилирования смесь в реакторе охлаждают до температуры не более 50°C и полученный продукт в количестве 1000,0 кг по линии 10 направляют в отстойник 11. Продукт содержит 70,0% маc. ТИБА и 1,5% мас. твердых примесей. Конверсия алюминия составляет 91,8%.
В отстойнике 11 происходит отстаивание реакционной массы в течение 12 часов при температуре 20°C. Верхний слой из отстойника 11 в количестве 940,0 кг с содержанием твердых примесей 0,6% маc. по линии 13 направляют в аппарат 14 на фильтрацию. После фильтрации от алюминиевого шлама получают 890,0 кг 71,9% раствора товарного ТИБА (линия 16), который не содержит твердых примесей.
Пример 2
В смеситель 4 по линии 1 подают алюминиевую пудру в количестве 84,3 кг, по линии 2 растворитель - п-ксилол в количестве 320,0 кг. По линии 3 в смеситель поступает 100,0 кг рециркулирующего раствора триалкилалюминия с содержанием ТИБА 60,0% маc. Из смесителя 4 полученную суспензию в количестве 504,3 кг по линии 5 передавливают азотом в реактор 6, имеющий мешалку, рубашку для охлаждения и нагрева и обратный конденсатор 9.
В реактор 6 по линии 7 подают 712,0 кг олефина и по линии 8 водород до давления 2,3 МПа, после чего подачу водорода прекращают. Включают мешалку, в рубашку реактора подают горячее масло и повышают температуру в реакторе. Синтез проводят аналогично примеру 1. Для проведения доалкилирования в реактор по линии 7 подают 152,0 кг олефина. Условия доалкилирования, как в примере 1. После охлаждения полученный продукт в количестве 1000,0 кг по линии 10 направляют в отстойник 11. Продукт содержит 60,0% мас. ТИБА, 0,8% мас. твердых примесей, остальное растворитель - п-ксилол. Конверсия алюминия составляет 93,0%.
В отстойнике 11 происходит отстаивание реакционной массы в течение 15 часов при температуре 30°C. Верхний слой из отстойника 11 в количестве 950,0 кг с содержанием ТИБА 60,0% и твердых примесей 0,4% маc. по линии 13 направляют в аппарат 14 на фильтрацию.
Отфильтрованный от алюминиевого шлама 60% раствор ТИБА в количестве 920,0 кг, не содержащий твердых примесей, по линии 17 направляют в аппарат 18 для отгонки части растворителя под вакуумом. Отбираемый по верху аппарата 18 растворитель в количестве 180,0 кг по линии 22 выводят на склад. По низу аппарата 18 по линии 19 выводят 7.40,0 кг товарного продукта с концентрацией ТИБА 75,0% маc.
Пример 3
В смеситель 4 по линии 1 подают алюминиевую пудру в количестве 75,0 кг, по линии 21 рециркулируют растворитель - изобутан в количестве 406,5 кг. По линии 3 в смеситель поступает 100,0 кг рециркулирующего раствора триалкилалюминия с содержанием ТИБА 60,0% маc. Из смесителя 4 полученную суспензию в количестве 581,5 кг по линии 5 передавливают азотом в реактор 6.
В реактор по линии 7 подают 593,0 кг олефина и по линии 8 водород до давления 2,1 МПа, после чего подачу водорода прекращают. Включают мешалку, в рубашку реактора подают горячее масло и повышают температуру в реакторе. Синтез проводят аналогично примеру 1. Для проведения доалкилирования в реактор по линии 7 подают 127,0 кг олефина. Условия доалкилирования, как в примере 1. После охлаждения полученный продукт в количестве 1000,0 кг по линии 10 направляют в отстойник 11. Продукт содержит 50,0% маc. ТИБА и 1,0% мас. твердых примесей. Конверсия алюминия составляет 92,5%.
В отстойнике 11 происходит отстаивание реакционной массы в течение 6 часов при температуре 25°C. Верхний слой из отстойника 11 в количестве 950,0 кг с содержанием твердых примесей 0,5% маc. направляют по линии 13 в аппарат 14 на фильтрацию. Отфильтрованный от алюминиевого шлама 50,0% раствор ТИБА в количестве 910,0 кг, не содержащий твердых примесей, по линии 17 направляют в аппарат 18 для отгонки части растворителя под вакуумом. Отбираемый по верху аппарата 18 растворитель в количестве 406,5 кг по линии 21 рециркулируют в смеситель 4. По низу аппарата 18 по линии 19 выводят 506,0 кг товарного продукта с концентрацией ТИБА 90,0% маc.
Пример 4
В смеситель 4 по линии 1 подают алюминиевую пудру в количестве 60,6 кг, по линии 21 рециркулируют растворитель - гексан в количестве 518,6 кг. По линии 3 в смеситель поступает 80,0 кг рециркулирующего раствора триалкилалюминия с содержанием ТИБА 40,0% маc. Из смесителя 4 полученную суспензию в количестве 659,2 кг по линии 5 передавливают азотом в реактор 6.
В реактор 6 по линии 7 подают 470,0 кг олефина и по линии 8 водород до давления 2,0 МПа, после чего подачу водорода прекращают. Включают мешалку, в рубашку реактора подают горячее масло. Синтез проводят аналогично примеру 1. Затем по линии 7 подают 100,0 кг олефина и проводят доалкилирование в условиях, как в примере 1. Полученный продукт в количестве 1000,0 кг по линии 10 направляют в отстойник 11. Продукт содержит 40,0% мас. ТИБА и 0,8% маc. твердых примесей. Конверсия алюминия составляет 92,4%.
В отстойнике 11 происходит отстаивание реакционной массы в течение 8 часов при температуре 20°C. Верхний слой из отстойника 11 в количестве 975,0 кг с содержанием твердых примесей 0,4% маc. направляют по линии 13 в аппарат 14 на фильтрацию. Отфильтрованный от алюминиевого шлама 40,0% раствор ТИБА в количестве 950,0 кг, не содержащий твердых примесей, по линии 17 направляют в аппарат 18 для отгонки части растворителя под вакуумом. Отбираемый по верху аппарата 18 растворитель по линии 21 рециркулируют в смеситель 4. По низу аппарата 18 по линии 19 выводят 431,4 кг товарного продукта с концентрацией ТИБА 88,1% маc.
Пример 5
В смеситель 4 по линии 1 подают алюминиевую пудру в количестве 94,2 кг, по линии 21 рециркулируют растворитель - гептан в количестве 268,0 кг. В качестве «затравки» по линии 3 в смеситель поступает 60,0 кг рециркулирующего 55,0% раствора ТИБА и 55,0 кг осветленного слоя с верха аппарата 24, который содержит в своем составе 25,0% маc. ТИБА, 0,3% маc. твердых примесей. Из смесителя 4 полученную суспензию в количестве 477,2 кг по линии 5 передавливают азотом в реактор 6.
В реактор по линии 7 подают 720,0 кг олефина и по линии 8 водород до давления 2,4 МПа. Включают мешалку и в рубашку реактора подают горячее масло. Синтез проводят аналогично примеру 1. Затем по линии 7 подают 155,0 кг олефина и проводят доалкилирование в условиях, как в примере 1. Полученный продукт в количестве 1000,0 кг по линии 10 направляют в отстойник 11. Продукт содержит 60,0% маc. ТИБА и 1,0% мас. твердых примесей. Конверсия алюминия составляет 92,1%.
В отстойнике 11 происходит отстаивание реакционной массы в течение 10 часов при температуре 10°C. Верхний слой из отстойника 11 в количестве 955,0 кг с содержанием твердых примесей 0,4% мас. по линии 13 направляют в аппарат 14 на фильтрацию. Отфильтрованный от алюминиевого шлама 60,2% раствор ТИБА в количестве 915,0 кг, не содержащий твердых примесей, по линии 17 направляют в аппарат 18 для отгонки части растворителя под вакуумом. Отбираемый по верху аппарата 18 растворитель по линии 21 направляют в смеситель 4. По низу аппарата 18 по линии 19 выводят 647,0 кг товарного продукта с концентрацией ТИБА 85,0% мас.
Аппарат 14 промывают от шлама растворителем при соотношении осадок: растворитель, равном 1,0 : 1,0 по массе. Для этого в аппарат 14 по линии 15 подают 40,0 кг растворителя. Продукты промывки в количестве 80,0 кг по линии 23 направляют в аппарат 24, где при температуре 10°С в течение 10 часов происходит разделение продукта на осветленный и темный слои. Осветленный.слой с верха аппарата 24 направляют в смеситель 4 для использования в качестве «затравки» в синтезе триалкилалюминия. По низу аппарата 24 по линии 27 выводят 25,0 кг шлама и направляют на сжигание.
Пример 6
В смеситель 4 по линии 1 подают алюминиевую пудру в количестве 77,8 кг, по линии 2 свежий растворитель - н-бутан в количестве 33,6 кг и по линии 21 рециркулирующий растворитель в количестве 335,0 кг. В качестве «затравки» по линии 3 в смеситель поступает 60,5 кг рециркулирующего 60,0% раствора ТИБА, по линии 26 подают 20% нижнего слоя отстойника 11 и 55% верхнего слоя аппарата 24. Из смесителя 4 полученную суспензию в количестве 566,4 кг по линии 5 передавливают азотом в реактор 6.
В реактор 6 по линии 7 подают 597,0 кг олефина и по линии 8 водород до давления 2,3 МПа. Включают мешалку, в рубашку реактора подают горячее масло. Синтез проводят аналогично примеру 1. Затем по линии 7 подают 128,0 кг олефина и проводят доалкилирование в условиях, как в примере 1. Полученный продукт в количестве 1000,0 кг по линии 10 направляют в отстойник 11. Продукт содержит 50,0% мас. ТИБА и 1,2% мас. твердых примесей. Конверсия алюминия составляет 92,8%.
В отстойнике 11 происходит отстаивание реакционной массы в течение 5 часов при температуре 20°С. Верхний слой из отстойника 11 в количестве 950,0 кг с содержанием твердых примесей 0,4% мас. по линии 13 направляют в аппарат 14 на фильтрацию. Отфильтрованный от алюминиевого шлама 50,6% раствор ТИБА в количестве 900,0 кг, не содержащий твердых примесей, по линии 17 направляют в аппарат 18 для отгонки части растворителя. Отбираемый по верху аппарата 18 растворитель по линии 21 направляют в смеситель 4. По низу аппарата 18 по линии 19 выводят 565,0 кг товарного продукта с концентрацией ТИБА 80,5% мас.
Аппарат 14 промывают от шлама растворителем при соотношении осадок: растворитель, равном 1,0 : 2,0 по массе. Для этого в аппарат 14 по линии 15 подают 100,0 кг растворителя. Продукты промывки в количестве 150,0 кг по линии 23 направляют в аппарат 24, где при температуре 20°С в течение 2 часов происходит разделение продукта на осветленный и темный слои. Осветленный слой содержит 20,0% мас. ТИБА и 0,2% мас. твердых примесей. По верху аппарата 24 выводят 49,5 кг осветленного слоя, объединяют с 10,0 кг нижнего слоя отстойника 11 и по линии 26 направляют в смеситель 4 для использования в качестве «затравки» в синтезе ТИБА.
По низу аппарата 24 по линии 27 выводят 60,0 кг шлама и направляют на сжигание.
Пример 7
В смеситель 4 по линии 1 подают алюминиевую пудру в количестве 101,7 кг, по линии 2 свежий растворитель - бензин в количестве 179,1 кг. В качестве «затравки» по линии 3 в смеситель поступает 73,0 кг рециркулирующего 60,0% раствора ТИБА, по линии 26 подают 10% нижнего слоя отстойника 11 и 70% верхнего слоя аппарата 24. Из смесителя 4 полученную суспензию в количестве 400,8 кг по линии 5 передавливают азотом в реактор 6.
В реактор 6 по линии 7 подают 935,0 кг олефина и по линии 8 водород до давления 2,5 МПа. Включают мешалку, в рубашку реактора подают горячее масло. Синтез проводят аналогично примеру 1. Затем по линии 7 подают 180,0 кг олефина и проводят доалкилирование в условиях, как в примере 1. Полученный продукт в количестве 1000,0 кг по линии 10 направляют в отстойник 11. Продукт содержит 70,0% мас. ТИБА и 0,8% мас. твердых примесей. Конверсия алюминия составляет 94,0%.
В отстойнике 11 происходит отстаивание реакционной массы в течение 6 часов при температуре 15°С. Верхний слой из отстойника 11 в количестве 950,0 кг с содержанием твердых примесей 0,4% мас. направляют в аппарат 14 на фильтрацию. Отфильтрованный от алюминиевого шлама раствор ТИБА в количестве 910,0 кг с концентрацией ТИБА 71,4% и отсутствием твердых примесей является товарным продуктом и по линии 16 направляется на склад.
Аппарат 14 промывают от шлама растворителем при соотношении осадок: растворитель, равном 1,0 : 1,5 по массе. Для этого в аппарат 14 по линии 15 подают 60,0 кг растворителя. Продукты промывки в количестве 100,0 кг по линии 23 направляют в аппарат 24, где при температуре 15°С в течение 4 часов происходит разделение продукта на осветленный и темный слои. По верху аппарата 24 выводят 42,0 кг осветленного слоя, содержащего 25,0% мас. ТИБА и 0,3% мас. твердых примесей, объединяют с 5,0 кг нижнего слоя отстойника 11 и по линии 26 направляют в смеситель 4 для использования в качестве «затравки» в синтезе ТИБА.
По низу аппарата 24 по линии 27 выводят 40,0 кг шлама и направляют на сжигание.
Пример 8
В смеситель 4 по линии 1 подают алюминиевую пудру в количестве 76,3 кг, по линии 2 свежий растворитель - н-пентан в количестве 50,7 кг и по линии 21 рециркулирующий н-пентан в количестве 338,0 кг. В качестве «затравки» по линии 3 в смеситель поступает 50,2 кг рециркулирующего 64,9% раствора ТИБА, по линии 26 подают 15% нижнего слоя отстойника 11 и 65% верхнего слоя аппарата 24. Из смесителя 4 полученную суспензию в количестве 565 кг по линии 5 передавливают азотом в реактор 6.
В реактор 6 по линии 7 подают 585,0 кг олефина и по линии 8 водород до давления 2,5 МПа. Включают мешалку, в рубашку реактора подают горячее масло. Синтез проводят аналогично примеру 1. Для проведения доалкилирования в реактор по линии 7 подают 125,0 кг олефина. Условия доалкилирования, как в примере 1. После охлаждения полученный продукт в количестве 1000,0 кг по линии 10 направляют в отстойник 11. Продукт содержит 50,0% мас. ТИБА и 0,9% мас. твердых примесей. Конверсия алюминия составляет 92,5%.
В отстойнике 11 происходит отстаивание реакционной массы в течение 5 часов при температуре 20°С. Верхний слой из отстойника 11 в количестве 950,0 кг с содержанием твердых примесей 0,3% мас. и ТИБА 50,0% мас. направляют в аппарат 14 на фильтрацию.
Отфильтрованный от алюминиевого шлама раствор ТИБА в количестве 900,0 кг, не содержащий твердых примесей, по линии 17 направляют в аппарат 18 для отгонки части растворителя. Отбираемый по верху аппарата 18 н-пентан в количестве 338,0 кг по линии 21 направляют в смеситель 4. По низу аппарата 18 по линии 19 выводят 562,0 кг товарного продукта с концентрацией ТИБА 80,1% мас.
Аппарат 14 промывают от шлама растворителем при соотношении осадок: растворитель, равном 1,0:1,0 по массе. Для этого в аппарат 14 по линии 15 подают 50,0 кг растворителя. Продукты промывки в количестве 100,0 кг по линии 23 направляют в аппарат 24, где при температуре 20°С в течение 6 часов происходит разделение продукта на осветленный и темный слои. Осветленный слой содержит 30,0% мас. ТИБА и 0,4% мас. твердых примесей. По верху аппарата 24 выводят 42,3 кг осветленного слоя, объединяют с 7,5 кг нижнего слоя отстойника 11 и по линии 26 направляют в смеситель 4 для использования в качестве «затравки» в синтезе триалкилалюминия.
По низу аппарата 24 по линии 27 выводят 35,0 кг шлама и направляют на сжигание.
Пример 9
В смеситель 4 по линии 1 подают алюминиевую пудру в количестве 60,2 кг, по линии 2 свежий растворитель - изопентан в количестве 57,3 кг и по линии 21 рециркулирующий изопентан в количестве 453,0 кг. В качестве «затравки» по линии 3 в смеситель поступает 40,0 кг рециркулирующего 75,0% раствора ТИБА, по линии 26 подают 20% нижнего слоя отстойника 11 и 55% верхнего слоя аппарата 24. Из смесителя 4 полученную суспензию в количестве 660,5 кг по линии 5 передавливают азотом в реактор 6.
В реактор 6 по линии 7 подают 475,0 кг олефина и по линии 8 водород до давления 2,2 МПа. Включают мешалку, в рубашку реактора подают горячее масло. Синтез проводят аналогично примеру 1. Для проведения доалкилирования в реактор по линии 7 подают 100,0 кг олефина. Условия доалкилирования, как в примере 1. После охлаждения полученный продукт в количестве 1000,0 кг по линии 10 направляют в отстойник 11. Продукт содержит 40,0% мас. ТИБА и 0,8% мас. твердых примесей. Конверсия алюминия составляет 91,8%.
В отстойнике 11 происходит отстаивание реакционной массы в течение 4 часов при температуре 25°С. Верхний слой из отстойника 11 в количестве 970,0 кг с содержанием твердых примесей 0,4% мас. по линии 13 направляют в аппарат 14 на фильтрацию.
Отфильтрованный от алюминиевого шлама раствор ТИБА в количестве 940,0 кг, не содержащий твердых примесей, по линии 17 направляют в аппарат 18 для отгонки части растворителя под вакуумом. Отбираемый по верху аппарата 18 растворитель по линии 21 направляют в смеситель 4. По низу аппарата 18 по линии 19 выводят 487,0 кг товарного продукта с концентрацией ТИБА 75,0% мас.
Аппарат 14 промывают от шлама растворителем при соотношении осадок: растворитель, равном 1,0:3,0 по массе. Для этого в аппарат 14 по линии 15 подают 90,0 кг растворителя. Продукты промывки в количестве 120,0 кг по линии 23 направляют в аппарат 24, где при температуре 30°С в течение 4 часов происходит разделение продукта на осветленный и темный слои. Осветленный слой содержит 20,0% мас. ТИБА и 0,3% мас. твердых примесей. По верху аппарата 24 выводят 44,0 кг осветленного слоя, объединяют с 6,0 кг нижнего слоя отстойника 11 и по линии 26 направляют в смеситель 4 для использования в качестве «затравки» в синтезе ТИБА.
По низу аппарата 24 по линии 27 выводят 40,0 кг шлама и направляют на сжигание.
Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет достичь высокой степени чистоты товарного продукта по содержанию твердого остатка и повысить активность алюминия в процессе синтеза триизобутилалюминия (см. табл.1).
Таблица 1
№ п/п
Наименование показателей
Пример
№1
№2
№3
№4
№5
№6
№7
№8
№9
1
Массовая доля ТИБА, %
в «затравке»
50,0
60,0
60,0
40,0
40,4
41,3
47,3
49,4
45,8
после синтеза
70,0
60,0
50,0
40,0
60,0
50,0
70,0
50,0
40,0
в товарном продукте
71,9
75,0
90,0
88,1
85,0
80,5
71,4
80,1
75,0
2
Массовая доля твердых примесей, %
после синтеза
1,5
0,8
1,0
0,8
1,0
1,2
0,8
0,9
0,8
после отстойника 11
0,6
0,4
0,5
0,4
0,4
0,4
0,4
0,3
0,4
после апп.14
отс.
отс.
отс.
отс.
отс.
отс.
отс.
отс.
отс.
3
Растворитель
толуол
н-ксилол
изо-бутан
гексан
гептан
н-бутан
бензин
н-пентан
изо-пентан
4
Состав растворителя, подаваемого на синтез, % мас.
свежий
100,0
100,0
-
-
-
10,0
100,0
13,0
11,0
рециркулирующий
-
-
100,0
100,0
100,0
90,0
-
87,0
89,0
5
Параметры работы отстойника 11
температура, °С
20
30
25
20
10
30
15
20
25
время отстоя, час
12
15
6
8
12
4
8
4
10
6
Состав нижнего слоя отстойника 11, % мас.
ТИБА
60,0
60,0
50,0
40,0
55,6
50,0
50,0
50,0
50,0
твердые примеси
15,7
8,4
10,6
16,4
13,8
16,4
8,4
12,2
13,7
7
Промывка осадка после фильтрации в апп.14
осадок: растворитель, вес.
-
-
-
-
1:1
1:2
1:1,5
1:1
1:3
8
Состав продуктов промывки апп.14, % мас.
ТИБА
-
-
-
-
31,3
13,3
25,0
25,0
16,7
твердые примеси.
-
-
-
-
4,8
2,5
4,7
2,9
3,3
9
Параметры работы апп.24
температура, °C
-
-
-
-
10
20
15
20
30
время отстоя, час
-
-
-
-
10
2
4
6
4
10
Массовая доля твердых примесей в осветленном слое апп.24, %
0,3
0,2
0,3
0,4
0,3
11
Возврат на синтез в качестве «затравки», % мас.
нижний слой отстойника 11
-
-
-
-
-
20,0
10,0
15,0
20,0
верхний слой апп.24
-
-
-
-
100,0
55,0
70,0
65,0
55,0
12
Конверсия алюминия, %
91,8
93,0
92,5
92,4
92,1
92,8
94,0
92,5
91,8
13
Образование шлама на 1 т 100% ТИБА, т
0,20
0,15
0,20
0,15
0,15
0,25
0,15
0,20
0,20