Способ совместного получения этилена и пропилена
Патент 1768570
Авторы
Классы МПК
Способ совместного получения этилена и пропилена
Иллюстрации
Реферат
Сущность изобретения: пропан окисляют кислородом при мольном соотношении пропанжислород (3-8):1 в двухсекционном реакторе при температуре в первой секции 320-450°С, а во второй 600-850°С. 1 табл., 1 ил.
(! 9) (11) COIQ3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
С0 ,(л
1,(1
К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4872984/04 (22) 25.07.90 (46) 15.10.92. Бюл. N. 38 (71) Институт химической физики АН
АрмССР (72) M.Ä.Ïoãoñÿí, К.Г.Алхазян и А.А.Манта-. шян (56) Deansly R., Watkins G„Chem Eng. 1951, 47, р.3.
Лукьянов П.И. Пиролиз нефтяного сырья на этилене., М., 1958, Андреас Ф., Гребе К. Химия и технология пропилена, Л.: Химия, 1973.
Авторское свидетельство СССР
К. 1348329, кл. С 07 С 11/06, 1986.
Изобретение относится к органической химии, а именно к производству моноолефинов — пропилена и этилена, и может быть использовано в нефтехимии.
Известен способ получения пропилена и этилена окислением пропана кислородом при 800 С.
Селективность по этилену и пропилену составляет соответственно 41,5 и 19% при конверсии пропана 750
Известны также способы прямого пиролиза пропана и нефтепродуктов в пропилен и этилен, в том числе и каталитические.
Наиболее близким к предложенномуявляется способ получения пропилена и этилена путем окисления пропана кислородом при мольном соотношении пропан:кислород (1 — 10);1 в двухсекционном реакторе при температуре 320 С в первой секции и 390460 С вЂ” во второй, Селективность по сумме моноолефинов составляет 80% при конверсии пропана
11,25%. (я)я С 07 С 5/48, 11/04, 11/06 (54) СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ
ЭТИЛЕНА И ПРОПИЛЕНА (57) Сущность изобретения: пропан окисляют кислородом при мольном соотношении пропан:кислород (3-8):1 в двухсекционном реакторе при температуре в первой секции
320-450 С, а во второй 600-850 С. 1 табл., 1 ил.
Недостатком известного способа является низкая конверсия пропана, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения этилена и пропилена путем окисления пропана кислородом в двухсекционном реакторе при мольном соотношении пропан: кислород— (3 — 8):1 процесс проводят при температуре в первой секции, равной 320 — 450 С, а во втоpoA — 600-850 С.
В первой секции реактора образующиеся при более низкой температуре в результате медленной реакции радикалы типа В02 и R проходят во вторую секцию, где при более высокой температуре подвергаются направленному превращению, с образованием пропилена и этилена по реакции
СзН702 — - СзНб+ НО2
Сзн7 — С2Н4+ Снз
При повышенных температурах алкилперекисные радикалы не образуются из-за смещения равновесия в реакции СзН7+ 02; .СзН702 влево.
1768570
В результате образование пропилена по реакции затруднено. Алкильные радикалы в этих условиях в основном подвергаются распаду с образованием этилена.
Проведение реакции в первой секции при относительно низких температурах позволяет перевести алкильные радикалы в соответствующие перекисные радикалы
СзНтОг. Переходя во=вторую секцию, т.е. в зону высокой температуры, перекисные радикалы распадаются с образованием пропилена СзНв.
ПонЛжение-температуры в первой секции реактора ниже 320 С приводит к уменьшению скорости медленной реакций, вместе с тем уменьшается и концентрация радикалов. Это обстоятельство отрицательно сказывается на ход процесса во второй секции реактора.
Повышение температуры в первой секции выше 450 С приводит к увеличению концентрации кислородсодержащих продуктов и уменьшению селективности процесса.
Повышение температуры процесса окислительного пиролиза во второй секции более 850 С приводит к усилению вторичных реакций, в результате чего образуются метан, смола и т,д„а следовательно, к понижению селективности по моноолефинам.
Понижение температуры процесса ниже 600 С приводит к понижению конверсии.
С обогащением исходной смеси кислородом, т.е. при соотношении пропана к кислороду меньше 3 происходит глубокое окисление пропана с образованием кислородсодержащих продуктов, таких как СО, СО2, Н20 и т.д.
При соотношениях СзНц:О = 9 уменьшается скорость реакции и падает конверсия .пропана, В этих условиях для повышения скорости реакции необходимо поднять температуру, что приводит к понижению селективности по моноолефинам.
Проведение процесса окисления в двухсекционном реакторе при соотношении гропан:кислород = (3 — 8):1 и заданных температурах отличает предлагаемое техническое решение от прототипа и позволяет сделать вывод о соответствии его критерию
"новизна", Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлеHbl B других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники, и следовательно, соответствуют в заявляемом решении критерию
"существенные отличия".
На чертеже представлена схема реакционного узла, в котором проводится превращение пропана. (Узел имеет электропечь 1, первую и вторую зоны реактора 2, термопары 3, штуцер 4 для отбора газов для анализа).
Газовый поток иэ баллонов последовательно проходит через обе секции реактора.
В первой секции протекает предварительная подготовка процесса, а во второй — основной процесс. Секции разделены узкой перемычкой, в которой скорость газового потока высокая и превышает скорость распространения пламени. Подогрев двух секций производится раздельно, а заданные температуры поддерживаются терморегуляторами. Реактор снабжен боковыми и торцевыми штуцерами, через которые в реактор вводятся термопарные зонды, а. также производится отбор пробы на анализ продукт в реакции, Пример 1, Исходную смесь при молярной соотношении пропана к кислороду, равном 4,1, через реометр и смеситель при атмосферном давлении подают в первую секцию реактора, температура которой составляет 450 С. Время контакта в первой секции 2,15 с. Далее смесь поступает во вторую секцию, где при 640 С подвергается дальнейшему превращению. Время контакта во второй секции составляет 1,29 с. Расходы пропана и кислорода соответственно равны 292 л/ч и 73 л/ч.
Селективность по сумме моноолефинов составляет 727, (по массе), по пропилену—
33,5 при конверсии пропана 61,57;.
Состав продуктов реакции следующий, „б о, С Не 2; СзНю 13,9; СгН 25,4. СНзОН
0,3; СНзСНО0,6; С2Н400,8; Н27,0; СН418,5;
СО 10,8; С02 2,2; СН20 0,3; СзНц 17,5; 02 0,7
Пример 2. В условиях примера 1 проведено окисление пропана кислородом при соотношении СзНе:О = 8:1, T> = 380 С, Т =825 С, Тк =4 с °
Состав продуктов реакции следующий, об,o/о, C2Hs2,8, СзНо13; СзНа14,1, 0z0,5; С2Н4
28; Нг 11; СН4 21,2; СО 5,5; СО2 1,9
Селективность по моноолефинам 70,8 пропилену 28,3 при конверсии 75,4
В таблице приведены результаты экспериментов при различных соотношениях пропан:кислород и различных температурах в первой и во второй секциях реактора, 1768570
Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемое решение обеспечивает повышение селективности как по сумме моноолефинов, так и по пропилену при достаточно высокой конверсии пропана.
Формула изобретения
Способ совместного получения этилена и пропилена путем окисления пропана кислородом в двухсекционном реакторе при повышенной температуре и молярн ам соотношении пропан:кислород (3 — 8):1, 5 отличающийся тем, что, с целью повышения конверсии, процесс проводят при температуре в первой секции 320450 С, а во второй 600 — 850 С.
Т1, С
Т2, ОС
Пример СзНа, 02
Селективность по моноолеинам,, Селективность Ro пропилеО
Кнверсия пропана, % т к, с
Составитель Н, Мнацаканян
Техред М.Моргентал Корректор В, Петраш
Редактор
Заказ 3618 Тираж 341 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
2
5
7
9
11
12
13
14
3:1
4:1
4;1
4;1
4;1
4:1
5:1
5:1
5;1
8:1
8:1
8:1
8:1
2:1
9:1
61,5
57,1
55,2
64,8
96
67,8
43,4
49,7
62,4
69,1
75,4
72,2
69,2
72
72,5
72,7
67,6
48
72,3
70,7
75,2
73,2
72,6
72
70,8
30,0
33,5
32,1
29,2
21,8
30,3
38,5
37,2
31.,2
28,3
18,1
18,5
340 комн.
450 .380
460
641
718
723
778
806
823
840
1,29
1,29
1,29
1,29
1,29
1,29
1,29
1,29
1,29
1,29
1,29
4
1,29