Способ получения диеновых углеводородов
Патент 729179
Авторы
Способ получения диеновых углеводородов
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Сощиалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
< 729179 (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 22.11.76 (21) 2422763/23-04 (51)М. Кл.
С 07 С 11/12
С 07 С 5/36 с присоелинением заявки ¹
Гасударстваииый комитет
СССР (23) Приоритет иа дедам изооретеиий и открытий
ОпУбликовано 25.04.80. Бюллетень № 15
Дата опубликования описания 28 04 80 (53) УДK 547,315.,2 (088.8) Иностранцы
Скалак Павол, Матяш Михал, Сточес Ярослав, Грнчиржик Франтишек, Вейвода Зденек (ЧССР)
А. Н,- Бушин, Г. P. Котельников, A. Н. Шишкин, Р А. Степанов и В. А. Ярославцев
Научно-исследовательский институт мономеров для синтетического каучука и Институт нефти и углеводородных газов (IGCP) (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЕНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ
Предлагается способ получения диеновьтх углеводородов каталитическим дегид рированием соответствующих парафиновых углеводородов.
Дненовые углеводороды, в частности бутадиен и изопрен, представляют интерес в качестве мономеров для получения синтетических каучуков и других полимерттых продуктов, обладзютцих рядом ценных свойств.
Известен способ получения диеновых углеводородов путем дегидрирования соответствующих парафиновых углеводородов в токе водячого пара в присутствии ка вализатора с его регенерацией путем введения в поток пара при температуре процесса 600-630 С (1)
Недостатками данного способа являются большие затраты энергии на регенерацию катализатора, сложность выделения мелевых и промежуточных продуктов и ттттзкая селективность процесса за счет высоких температур.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения диеновых углеводородов путем дегидрирования соответс твующих парафттновых углеводородов в присутствии катализатора в двух последовательно расположенных реакторах изотермического или адиабатического типов с подводом тепла дымовыми газами в первом реакторе и водяным паром во втором реакторе при температурах 566-704 С и 538-649ОС соответственно на первой и второй стадиях. Выход бутадиена (при дегидрировании бутана на двух катализаторах без промежуточного выделения и разделения про15 .дуктов после первого катализатора) не превышает 15 вес.%, считая на пропущенный бутан, и 50-60 вес. .о считая на разложенный (21 . го
Однако данный способ не псхзволяет достигнуть высоких выходов изопреыа н бутадиена. К недостаткам способа следу .т отнести и необходимость подогрева контактного газа, а также большие рвсхоч9179
3 / 2 цые коэффициенты теплоносителей, Кроме того, контактный газ продолжительное время находится без контакта с катализатором, что приводит к увеличению разложения углеводородов.
Целью изобретения являк>тся упрапение технологии процесса и повышение выхода диеновых углеводородов.
Поставленная цель достигается описываемым способом получения дисновых yvлеводородов путем дегидрирования соотве жтвуюших парафиновых углеводородов в двух последовательно расположенных реакторах изотермического или адиабатического типов в присутствии катализатора с подводом водяного пара вначале в первь>й реактор и использованием его во втором реакторе (при разбавлении ут леводородов паром в мольноь соотношении углеводорода и пара 1; 2- 1: 19.
Предпочтительным является использование части водяного пара, поступающего во второй реактор для подвода тепла, При осуществлении процесса данным способом вследствие того, что подогрев реагирующих веществ осуществляется
TGarKo à реакционном cJroå, TrpaRTB÷ec n суГсутствует некаталитическое разложение и выход бутадиена достигает 6266 вес,,о, считая на разложенный бутан, а вследствие увеличенного разбавления сырья паром доходит до 22-25 вес. fo, считая на пропущенный.
Дегидрирование парофиновых углеводородов осуществляют следующим образом, Вначале перегретые пары сырья поступают в первый реактор трубчатого или батарейного типа. Перегретый водяной пар подабт в межтрубное пространство трубчатого или в нагревательные (змеевиковые) элементы батарейного реактора. Отдав часть тепла для реакции дегидрирования, водяной пар после подогревателя затем поступает во второй реактор
Второй реактор может быть как изотермическим (батарейного типа со зме» евиками, по которым подается перегретый пар), так и адиабатическим, В реактор помещен слой неподвижного катализатора. Для обеспечения оптимальных температурных условий в изотермическом реакторе часть перегретого водяного ра используют в качестве разбавителя, а часть — для нагрева через стенку, Суммарное количество пара, используемого в процессе, не превьпиает количества, которое ранее использовалась только па второй стадии дегидрирования.
В первом реакторе используется алюмохромовый катализатор, во втором — хром— кальцийникельфосфатпый.
Пример 1. Дегидрирование н-бутана проводят на пилотной установке, с остояшей из двух последовательно работающих реакторов с обьемо катализатора
1,5 л в каждом.
10 и-Бутан в количестве 1-5 кг/ч с чистотой 80-90%.(остальные н-бутилены и изобутан)> нагревают в печи до температуры 520 С и затем направлякт в пера вый реактор первой ступени дегидрирова15 ния. Катализатор на основе окислов алюминия, хрома и калия в трубках реактора нагревают водяным. паром, подогретым до
670 С в первой нагревательной секции печи и подают по межтрубному простран20 ству первого реактора. Реакционные газы, выходящие из реактора до входа во второй реактор, в который загружают хромкальция никельфосфатный катализатор, смешивают с водяным паром, HocTJJTIBIGKHM из межтрубпого пространства первого реактора и вновь перегретым до температуры
700 С во второй нагревательной секции печи. Режим работы установки круглосуточный, все режимные показатели выдерживают автоматически, переключение потоков производится с помощью электрс магнитных клапанов, управляемых от командного прибора.
Общее время цикла 30 мин, в том числе дегидрирование 15 мин, продувка паром 15 мин, регенерация паровоздушной смесью 12 мин, продувка паром
1,5 мин.
После первой ступени контактный газ имеет состав> вес, ю.
Водород 1,3
С02 и углеводороды С -С 2,7
Бутан 60,0
Бутилены 32,0
Бутадиен 4,0
Состав контактного газа после второй ступени, вес./О:
Водород 1>5
СОу и углеводороды С -С 3,5
Бутан 56,0
Бутилены 18
Бутадиен 21
Далее приведены режимные условия и показатели процесса. Объемная скорость сырья на 2 ступени 224 ч, на П сту-пени 894, Температура на входе в слой катализатора на 1 ступени 537 0, на
Р ступени 625 С. Разбавление сь:рв ч и»5 72917 ром на II ступени 1;19 (моль/моль). Выход бутилена (на 1 ступени), спитая на пропушенный бутаг) -1 0,4 вес., считая на разложенный бутан 73,5 вес.%, Выход бутадиена, считая на пропущенный бутан
19,1 вес,"o, считая не разложенный бутан 60,4 вес,Ж.
Пример 2. Изопентен с;истотой
98,5 вес. / нагревают в печи до темпео ратуры 520 С и направляют в трубчатый реактор, в который загружают алюмохромавь и катализатор. Катализатор нагревают водяным паром, поступок.п;им из первой нагревательной секции печи в межтрубное пространство реактора. Водяной i 5 пар, выходящий из межтрубного пространства первого реактора, подогревают во второй нагревательной секции печи до температуры 690 С и направляют в пагревательные системы батарейного реактора. 20
Водяной пар затем вновь подогревают до
690 С в третьей нагревательной секции печи и смешивают до входа во второй реактор с газами, выходящими из первого реактора. В качестве катализатора во втором реакторе используют хромкельцийникельфосфатный катализатор.
Производительность установки по сырью 1,5-2 кг/ч. При температуре дегидрирования (на входе в слой катализатора) на первой ступени 540 С и на втоО рой 610 С обеспечивается выход изопрена, считая на пропущенный изопентан, Х7 вес.%, счите,. на разложенный 63вес,%,.
Количество пара, проходящее последовательно через межтрубное пространство первого реактора, змеевик печи, нагревательные элементы реактора, зачтем и ступающее на смешение с Газом после
1 ступени 2 5-3,5 кг/ч. В случае, если 40
2,5-3,5 кг/ч пара. подают только на сме9 6 шение с контактным газом после первой ступени и температуры на входе в 1 и „
II ступени выдерживают также равными
540 С и 610 С, выход изопрена, считая на разложенный изопентен, не превышает
60оо.
Вследствие того, что подогрев реагирующих веществ осуществляется только в реакционном слое, практически отсутствует некатапитическое разложение и селективность процесса повышается.
Формула изобретения
1. Способ получения диеновых углеводородов путем дегидрирове ния соответствующих парафиновых углеводородов в двух последовательно васположенных реакторах изотермического или адиабатического типов в присутствии катализатора и с использованием разбавления водяным паром во втором реакторе, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения технологии процесса, подвод тепла в первый реактор осуше".-.вляют водяным паром, который затег. направляют во второй реактор, при разбавлении углеводородов паром в мольном соотношении 1:12 — 1:19.
2. Способпоп. 1, отличаю—
u: и и с я тем, что честь водяного пара, поступающего во второй реактор, используют дпя псивода тепла.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
N 207215, кл. С 07 С 11/18, опубпик.
1967.
2. Патент США М 2831042, кл 260-680, опубпик, 1958 (прототип).
Составитель В. Полетаев
F едактор O. Кузнецове Техред А. Щепенскея Корректор М. Пожо
Заказ 1905/22 Тираж 495 Подписное
Ll НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Б-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал (11111 Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4