Способ получения этилена

Способ получения этилена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается производства олефинов, в частности получения этилена, используемого в полимерной промышленности . Цель - повышение селективности процесса. Его ведут контактированием потока этана с кислородом в присутствии метана в двусекционном реактору первая секция которого заполнена насадкой в виде колес с плоскостями, перпендикулярными направлению потока. Молярное соотношение этана, метана и кислорода (0,1-1.5);(0,5- 1,9):1, температуре 450-480°С и давлении 300 Торр. Упрощение процесса достигается за счет повышения селективности по углероду (до 99% против 54%) и снижения температур с 880-900 до 450-480°С. 1 ил., 1 табл,

СОКЗЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС1ИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ((л С0

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4727686/04 (22) 04.08.89 (46) 29.02,92. Бюл, № 8 (71) Институт химической физики

АН АрмССР (72) В.T.Ìèíàñÿí, Л.А.Бартикян, Г.Л.Григорян (53) 547.313.2(088.8) (56) Патент США ¹ 3558735, кл. 585.-657, 1970.

Патент США ¹ 3119883, кл, 585-658, 1964.

Юкельсон И,И. Технология основного органического синтеза. — M. Химия, 1968, с. 168. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛЕНА

Изобретение относится к органической химии, в частности к получению низших опефинов, которые используются в качестве исходного сырья для синтеза полимеров.

Известен способ получения этилена из этана в присутствии кислорода и сложных катализаторов на основе хлорида меди, лития и редкоземельных элементов с добавками HCI, Выход этилена — 83%, конверсия эта- на — 92%.

Использование катализаторов и добавок НС(приводит к усложнению процесса, что обусловлено необходимостью применения специальной аппаратуры и коммуникаций, устойчивых к агрессивной среде.

Известен способ получения этилена и этана в присутствии кислорода и твердого катализатора (смешанных окислов ZA, РЬ, Na) при температуре 770 С и соотношении

С2Н6 .02 = 1:0,4.

«» SU„. 1715798 А1 (si)s С 07 С 5/48, 11/04, 2/82 (57) Изобретение касается производства олефинов, в частности получения этилена, используемого в полимерной промышленности. Цель — повышение селективности процесса. Его ведут контактированием потока этана с кислородом в присутствии метана в двусекционном реакторt, первая секция которого заполнена насадкой в виде колес с плоскостями, перпендикулярными направлению потока, Молярное соотношение этана, метана и кислорода (0,1-1,5);(0,51,9):1, температуре 450 — 480 С и давлении

300 Торр. Упрощение процесса достигается за счет повышения селективности по углероду (до 99% против 54%) и снижения температур с 880-.900 до 450 — 480 С. 1 ил., 1 табл, Выход этилена составляет 30%, а селективность по этилену — 85%.

Недостатком известного способа является сравнительно невысокий выход и селективнасть по целевому продукту, достигаемые при высоких температурах в присутствии катализаторов, что ведет к усложнению процесса.

Известен способ аутермического дегидрирования этана в присутствии кислорода при температуре 880 — 900 С и пониженном давлении 350 — 400 мм рт.ст.

Способ подразумевает предварительный нагрев компонентов и разбавления реакционной смеси инертным газом в целях безопасности проведения процесса, что в сочетании с высокой температурой самого процесса дегидрирования ведет к его усложнению.

При этом селективность по этилену невелика и составляет 54%.

1715798

Цель изобретения — повышение селективности по этилену и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается превращением смеси этана и метана в присутствии кислорода при температуре 450-480 С в двухсекционном реакторе, первая секция которого заполнена насадкой в виде системы колец с плоскостями, перпендикулярными направлению потока, при соотношении этан:метан:кислород (0,1 — 1,5):(1,9 — 0,5):1 и давлении 300 Торр.

Предварительно установлено, что наиболее реакционноспособной является смесь углеводорода и кислорода в соотношении 2;1. Вне заявляемого предела уменьшения содержания углеводорода а смеси приводит r, снижению выхода этилена и селективности процесса.

Первая секция даухсекционного реактора заполнена насадкой в виде системы колец с плоскостями, перпендикулярными направлению потока, В первой секции идет образование метил пероксидных радикалов, которые активируют процесс превращения этана.

В реакторе без насадки, т,е. в односекционном. селективность по целевому продукту низкая.

Проведение процесса при температурах ниже 450 С не обеспечивает достаточной степени превращения исходных углеводородов.

Проведение процесса при температурах выше 480 С приводит к снижению селективности по целевому продукту.

В интервале 300-500 Торр существенного изменения селективности по целевому продукту не наблюдается. Ниже 300 Торр степень превращения исходных углеводородов падает, Способ осуществляют следующим образом.

Пример, Контактирование реакционной смеси проводят в кварцевом реакторе общей длины 9,4 см, d = 4 см, который делится на две секции. Секция 1 — система концентрических колец 1,3, изготовленнь х из кварцевых трубок. Кольца вставляли одно в другое и крепили с помощью кварцевых мостиков 2. Диаметр колец подбирали так, чтобы зазор между кольцами сохранялся постоянным. Высота колец — 10 мм, суммарная поверхность St = 122 см, V1 = 20 см, г з

-1

S>/Ч; = 6,6, см . Систему колец помещали в основание кварцевой тоубки перпендикулярно газовому потоку.

Исходную смесь реагентов в соотношении 1:1:1, перемешанную при комнатной темпеоатуре, со скоростью газового потока

43 см /мин, подают в реактор. Пройдя систему колец, смесь попадает в основной объем (секция 11), который представляет собой

5 продолжение кварцевой трубки; 1 - 7 см, Чг= 70 см, Яг/Чг - 1,2 см ", где при 460 С и общем давлении 300 Торр идет превращение этана.

Реактор обогревается электрической

10 печью 4. В обеих секциях процесс протекает при одной и той же температуре — 460 С.

Анализ продуктов реакции проводили хроматографическим методом.

Селективность по зтилену — 94 . Кон15 версия этана — ЗЗ . Выход этилена — 31 .

Для смеси реагентов в соотношении

1:1:1 продукты реакции (на 100 объемов исходной смеси) имеют следующий состав, об. .

20 Зтилен 10,3

Окись углерода 4

Двуокись углерода 1,8

Окись этилена 0,7

Ацетал ьде гид 0,1

25 Метанол 0,8

Формальдегид 0,3

Водород 0,5

Вода 3,3

Сз- и выше углевод. 0,2

30 В смеси продуктов присутствуют:

Зтан

Метан

Кислород

Баланс по углероду 99%.

35 В таблице приведены результаты опытоа с разными составами исходной смеси и температуры проведения процесса.

Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом

40 обеспечивает повышение селективности по целевому продукту и значительное упрощение процесса за счет снижения температуPbl.

22

29

45 Формула изобретения

Способ получения этилена путем контактирования потока этана с кислородом! при повышенной температуре и пониженном давлении, отличающийся тем, что, 50 с целью повышения селективности процесса, контактирования осуществляют в присутствии метана в двухсекционном реакторе, первая секция которого заполнена насадкой в виде системы колец с плоско55 стями, перпендикулярными к направлению потока, при молярном соотношении этан:метан:кислород (0,1-t,5):(0,5-1,9):1, при температуре 450-480 С и давлении

300 Торр.

1715798 о

l o

° а- Ео е т» Я ) о а а Ф

Х Я. а

<о

СЧ оО

Ф СО

К Х Х С

1- 0 х о и <О в 1- аg.

< 0 Я д4.

eos

0 х

СЧ С Ж

0 х о

О 02 х „0

cQ о

1о о

Ф

К

О (D о

z а> О

0

„а т

„„u

O С"

)0, u

m <ро а а.

Ф t5 (g Q.

Z ао С" х

CtIAI -МСОLAВМNO

С > С > n М М С СЧ СЧ М С М

О LA О O Ф С 4 О О СО Л СО со«О«ОвввоОвсоt сО

СО О О В М О Л В rr O

СЧ С Э.М С 4 М М N hl C4 М СЧ

ООООООООООО

ООООООООООО

О О. О О О с-) О О О О о в со л- в о „о о о о „

ООО«-»ОLA ÎOÎOO оооооо

° - C465LA „LA

° ° .% %

В CO Л LA - О

CV.6Ъ.LA - LA - о ооо ооооооооооо

СО СО- СО СО СО СО М СО СО О СО 4 Ф «t Ct M W ct cl W LA Ф .

1715798 даиаУ

Составитель В.Минасян

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М.Демчик

Редактор A,Ìàêîâñêàÿ

Произвол- .-"-нно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 578 Тираж Подписное

ВНИИПИ Гос дарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5