Способ получения стирола или его алкилпроизводных

Способ получения стирола или его алкилпроизводных

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПИ

Союз Советск и к

Социалистических

Республик (i i) 7291 80

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25 09 75 (21)2178093/23-04 с присоединением заявки Ж (23) Приоритет

Опубликовано 25,04,80. Бюллетень № 15 (51) М. Кл.

С 07 С 15/10

Государственный камнтет по делам нзабретеннй и вткритий (53) УДК547 538. . 14 1 (088.8 ) Дата опубликования описания 28.04,80 (72) Авторы изобретения

С, А. Поляков и A. Л. Шапиро (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА ИЛИ ЕГО

АЛКИЛ ПРОИЗВ ОДНЫХ

1

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, а именно к способам получения стирола и его алкил)троизводных.

Стирол получают дегидрированием этилбензола в присутствии катализатора,,Этилбензол для этого прсцесса получают алкилированием бензола этиленом в присутствии хлористого алюминия. Выделение истого стирола из сырого продукта очень затруднительно (1) Наиболее близким но технической cymности к изобретению является способ получения стирола путем каталитической конверсии алкилароматических соединений при температуре. 550-.800 С в т рисутствии в качестве катализатора сероорганического соединения и галоидного алкила (2), Алкилароматические соединения получают в свсио очередь алкилированием тсщуола олефинамп в боковую цепь.

Однако применение сероорганических соединений и галоидных алкилов вызывает коррозию аппаратуры.

1.1елью изобретения является упращение прсюесса конверсии алкилбензола в стирол.

Это достигается описываемым способом получения стирола или его алкилпроизводных путем алкилирования толуола или его алкилпроизводных олефинами в бокоь/ю цепь с последуюшей каталитической конверсией алкилароматического соединения при повышенной температуре в нрисутсньии этилена с использованием катализатора, содержашего вес.% окислы металлов хрома, вольфрама или молибдена 2,0-16,0, окислы калия или натрия 0,1-1,8, и/или окисел магния 2,3«

2,9 носитель — до 100.

Кроме того, проводить каталитическую конверсию предпочтительно при 45070О С, Предлагаемый способ позволяет исключить применение коррозиопноактивного катализатора, применение гетерогенного катализатора согласно изобретению упрошает прсцесс.

180 на катализаторе, содэ икащем,вес.%:

6,2 V" Oç, 5,4 Сс уОэ, 0,1Яа 0; 2,3

МЯО; носитель (силикагель) - остальное..

В результате конверсии получают,,7

С Нь- 5,4; С Cg - 0,4; бензол - 0,8; толуоп — 3,4; этилбензол - 2,3, стирол15,6; высококипящие продукты — 0,9.

Конверсия пропилбензопа составляет

1о 41,4%. Выход стирола вес.% в расчете на превращенный пропипбензол — 63.

Выход пропилена и стирола — 84,9 вес.% на превращенные пропилбензол и этилен.

Суммарный выход стирола и пропилена

15 на превращенные толуол и этилен составляет 70,6 вес.%

Пример 3. В автоклав загружают

212 г орто-ксилола и 2 г металпическо го калия, подают этилен до давления

30 ати и выдерживают в течение часа при

180 С при перемешивании. Конверсия ксилола ссставляет. 23% . В результате реакции получают 54 г орто метилпропилбензола. Выход - 83,2 вес.% (остальное более тяжелая алкилароматика), 50 г орто-метилпропилбензола, выделенные ректификацией из продуктов алкилирования, подвергают каталитической конверсии в смеси с 100 г этилена при температуре 510 С, объемной скорости

485 ч- на катализаторе, содержащем, вес.%: 4 СГ 0, 8,5 МоО, 0,8 К О, носитель (алюмссиликат) - остальное. В результате конверсии получают, r: Н ;

0,2; СНч — 0,2; С Н6 - 0,8; С Н6- 3,9;

С На - 0,1; С, -С - 0,1; толуол — 0,3; этилбепзоп и ксилолы — 0,6; стирол- 0Ä5Ä метипстирол - 10,1; высококипяшие продукты — О, 3.

Конверсия метилпропилбензола составляет 27 вес.% . Выход метилстирола—

75 вес.% на превращенный метилпропилбензол.

3 729

При каталитической конверсии алкпл- ароматического соединения одновременно со стиролом или его алкилпроизводными получаются олефнпы, представляющие со бой ценность как мономеры или полупродукты, Катализатор сощасно изобретению обладает дегидрируюшнми и диспропорпионируюшими свойствами, поэтому алкиларо матическое соединение можно подворгать либо одновременному дегидрировапи!о и диспропорционированию, либо и осподовательно дегцщшровацию и затем диспро ,порционированию с использованием (Q3) x катализаторов, расположенных слоямн, один из которых обладает дегидрирукщими, а другой — диспропорционирующими свойствами.

Пример 1. Б автоклав загружают

184 r толуола, 45 г пропипена и 2 г металлического калия. Смесь выдерживают в теченио 2 ч при перемешивапии при

198" С. Конверсия пропилена составляет

60%, выход пзобутипбензола 62 г, что составляет 83,4 вес,% на превращенные пропилеп и топуол. 60 г изобутилбензола, выделе ппiе ректификацией из Ttpoдуктов алкили рования, подвергают каталитической конверсии в смеси с 1 10 г этилена при 450 С, обьемной скорости

187 ч на катализаторе, содержащем

-1 вес,% 3,0 СР О1, 4,3%0@, 1,8 K О, носитель (алюмосиликат) — остальное.

В результате конверсии получают, (г): Н - 0,1:, Ch< -0,8; С Н - 1,2;

СуН<- 0,2; С Нц — 6,0; бензол — 0,2; толуол — 0„6; этилбензол - 0,8; стироп12,7; изобутенипбензол - 0,6; высококипяшие продукты - 0,5.

Конверсия изобутипбензопа составляет 32,4 вес.%. Выход стирола 65,4 вес.% на превращенный изобутилбензол. Суммарный выход стирола и изобутилена

78,9 вес.% на превращенные изобутилбензол.и этилен и 67,2 Bec.% на превращенные топуол, пропилен и этилен.

Пример 2, В автоклав загружают

134 г толуола, 30 г этилена и 4 г бензипнатрия. Смесь выдерживают в течение о

-2 ч при перемешивании при 180 С. Кон» версия топуопа 34,5%. Выход пропил бензола 64,3 r, что составляет . 83,3 вес.% на преврашеннь|е этипен и топуол. 60 г пропилбензола, выделенного ректификацией из продуктов алкилирования, подвергают каталитической конверсии в смеси с 95 г этилена при температуре 704 С, объемной скорости 684 ч

Суммарный выход пропилена и метилстирола 82,3 вес. на превращенные метиппропипбензол и этипен и 68, 5 вес.% .. на превращенные ксилоп и этилен. Выделенный ректификацией метилстирол содержит 97% орто-изомера.

Пример 4. В автоклав загружают

212 r пара-ксилола, 3,9 г металлического калия и 63 г пропилена и выдерживают при 205 С в течение 3,5 ч при перемешивании.

Конверсия ксилола составляет 34,2%.

В результате реакции получено 82 г naðà-метилизобутилбензола, Выход—

2О

5 7291

71,2 вес.% (остальное более тжкелая алкилароматика), 80 г пара-метилизобутилбензопа, выделенные ректификацией из продуктов алкилирования, подвергают каталитической .конверсии в смеси с 150г этилена при 485 С, объемной скорости

210 ч на катализаторе, содержащем, вес.%: 16,1 С 0, 7,2 M/Og, 0,2 К О, носитель (силикагель ) - остальное.

В результате конверсии получают, 11

r: Н вЂ” 0,2; CII — 0,4; С Нь- 0 9;

С - 0,9; С Нц — 8;4; С - Сь- 0,2 ч толуол - 0,9; ксилолы - 1,1; стирол—

0,5; метилстирол — 17,1; высококипяшие продукты — 0,4, Конверсия метилизобутилбензола со ставпяет 31,1%. Выход метилстирола

68,5 вес.% на превращенный метилизобутилбеиз оп.

Суммарный выход изобутилена и метилстирола 82,5 вес.% на превращенные метилизобутилбензоп и этилен и 59,1вес.% на превращенные ксилол, пропилен и этилен. Выделенный ректификацией метилстирол содержит 98. пара-и:-омера. о

Пример 5. В автоклав загружают

180 r 1,3,5-триметилбензола, 3,5 r металлического калия, подают этилен до давления 30 ати и выдерживают в тече—

Зо ние 1,5 ч при 170"С при перемешивании.

Конверсия 1, 3,5-триметилбензола составляет 28,4%. В результате реакции получено 52 r 3,5-диметилцропилбензола. Вы35 ход - 82,5% (остапьное продукты полиалкилирования этиленом). 50 г 3,5-диметилпропилбензола, выделенные ректификацией из продуктов алкилирования, подвергают каталитической конверсии в смеси с 100 r этилена при 520 С, объемной скорости 190 ч на катализаторе, содержащем, вес.%: 4,9 Сг2 0, 2,2%0, 2,9 Мф0, носитель (апюмосиликат) — остальное.

В результате конверсии эжучают

IQ- 0,1 СН4 - 0,5; С Нб- 0,9; СЗНь3,8; С На- 0,1; С4- С вЂ” 0,1; толуол, 0,2; ксилолы - 0,2; метипстирол — 0,1;. триметипбензол — 0,4; диметипстирол10,8; высококипящие продукты — 0,3.

Конверсия диметилпропилбензола составляет 28,2%. Выход диметилстирола 76,6 вес.% на превращенный диметилпропипбензол.

Суммарный выход пропилена и диметисi-55 стирола 83,3 % на превращенные диметилпропилбензол и этилен и 69,2 вес.% на превращенные триметилбензол и этилен. Выделенный ректификацией ди80 6 метипстирол содержит 95",о 3,5- диметилстирола.

Пример 6. В автоклав загружают

184 г толуопа, 3,9 г металлического калия, подают этилен до давления 30 ати и выдерживают при 160 С прп перемешивании. Конверсия толуола 17,2",о. В результате реакции получают 28,9 г н-пропилбензола, Выход пропплбензола 91,2 вес.% на конвертированные толуол и этилен, 25 г пропилбензола в смеси с 40 г этилена пропускают при 570 С, обьемной скорости 450 ч над алюмохромокалиевым катализатором дегидрирования,вес.%:

С 20з, 1,4 К О, носитель (-Af Î ) ос тая ь н Ое .

Смесь продуктов, выходящих после дегидрированпя, без разделения пропускают над вольфрамо-сипи.;атным катализатором диспропорционирования (7,2) вес.%о 9L0y, носитель &0<- остальное), при

530 С и объемной скорости 210 ч .

В результате конверсия получают, г.

Ну — 0,1; СН4 — 0,2; Су Н - 0,5; С3Н ;

2,4; СЗ Н 8 — 0,1; С4- Сч- 0,1; бензол0,2; толуол — 0,3; этил-бензоп - 0,4; стирол — 4,7; кумол — G,l; пропенилбензол — 0,2; высококипяшие продукты- 0,1.

Конверсия пропилбензола 28,8%. Выход пропилена и стпрола 75,5 вес.% на превращенные пропилбензола и этилен и

68,9 вес.% на превращенные толуол и этилен. Выход стирола в расчете на превращенный пропилбензол 66 вес,%.

Формула изобретения

1. Способ получения стирола или его апкилпроизвщных, включающий стадии алкилирования толуола или его алкилпроизводных олефпнами в боковуюцепь и каталитической конверсии алкилароматического соединения при повышенной температу -е, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрощения процесса, конверсию проводят в присутствии этилена и используют катализатор, содержащий вес. окислы металлов хрома, вольфрама ипи молибдена 2,0-16,0 окислы калия или натрия 0,1-1,8 и/или акисел магния 2,3-2,9, носитель — до 100.

2.Способпоп, 1, отличаюшийся тем, что конверсию проводят при 450-700 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вацулик П. Химия мономеров. Я., 1960, с. 65.

2. Патент Великобритании

¹ 1089239, кл, С 5 Е, l967 (прототип).