Способ получения этилена

 

Изобретение касается производства олефинов, в частности получения этилена, и может быть использовано в химической промьшленности. Цель повьшение выхода и селективности процесса. Последний ведут конверсией СН -содержащего газа в присутствии другого катализатора - цеолита HZSM-5 с силикатным модулем 35-55, который может быть модифицирован либо 0,1-5 мас.% переходного металла Fe или Со или редкоземельным металлом , либо 2-15 мас.% смеси ZnO и (массовое соотношение 1:(1-3), либо 3,5 мас.% . Процесс ведут при 200-715 с с использованием преимущественно природного газа при объемном соотношении его к закиси азота (0,56-4):1. Способ обеспечивает выход этилена до 72,3 мас.%, селективность до 98% при конверсии метана до 72%. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. (Л :о ел со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 68 А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3992911/31-04 (22) 18.11.85 (46) 23. 11.87. Бюл. № 43 (71) Томский. государственный университет им.В.В.Куйбышева (72) Л.З.Мельцер, Л.Н.Курина, Н.И.Петрова., И.M.Бевзенко, Б.К.Нефедов и Л.Д.Коновальчиков (53) 547.313.2(088.8) (56) Патент США ¹ 4450310, кл. С 07 С 3/44, 1984.

Патент США № 4547610, кл. С 07 С 2/00, 1985. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛЕНА (57) Изобретение касается производства олефинов, в частности получения этилена, и может быть использовано в химической промышленности. Цель— (51) 4 С 07 С 2/84, С 07 C 11/04 повышение выхода и селективности процесса. Последний ведут конверсией

СН -содержащего газа в присутствии другого катализатора — цеолита

HZSM-5 с силикатным модулем 35-55, который может быть модифицирован либо 0,1-5 мас.Ж переходного металла

Fe или Со или редкоземельным металлом, либо 2-15 мас.7 смеси ZnO u

Cr 0 (массовое соотношение i:(1-3), либо 3,5 мас.Е Р О . Процесс ведут при 200-715 С с использованием преимущественно природного газа при объемном соотношении его к закиси азота = (0,56-4): 1 ° Способ обеспечивает выход этилена до 72,3 мас.7, селективность до 987. при конверсии метана до 727. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1353768

Изобретение относится к химической промышленности, получению олефинов, а именно к получению этилена из природного газа в присутствии за- 5 киси азота на катализаторе.

Цель изобретения — повышение селективности и выхода этилена„

Пример 1. В обогреваемый реактор проточного типа помещают 10

-б

5 .10 м в качестве цеолитного катализатора цеолита марки ЦВМ (аналог

ZSM-5) в декатионированной форме с си ликатным модулем 35, зернением

0,6 10 -1,0 ° 10 б м. Температура, 15 контактного слоя 255 С. В качестве о метансодержащего газа используют природный газ, мас. : СН 81,7;, С Н

7,2; С Нб 8, r С Н1О 1137; и == С4Нfa

0,99; И 0,64, который смешивают с 20 закисью азота с объемном соотношении

0,56:1 соответственно, смесь подают в реактор под давлением 2,22 10 Па, скорость газовой смеси 0,38 1I0 м /с.

Анализ продуктов осуществляют мето- 25 дом газовой хроматографии. Выход этилена 54,4 мас.%, селективность по этилену 78 ..

Результаты представлены в табл. 1.

Пример ы 2-11. Процесс про- 80 водят, как и в примере 1, но при разном соотношении природный газ: закись азота н при температуре„ изменяо ющейся в интервале от 200 до 500 С.

Результаты представлены в табл. 1.

Пример ы 12-18. Процесс проводят аналогично примеру 1, но в реактор подают смесь природного газа и закиси азота, взятых в объемном соотношении 1:1. В качестве катализа- 40 тора используют цеолит ЦВМ в Н-форме, модифицированный переходным металлом

Со или Fe или редкоземельным металлом или смесью редкоземельных металлов. Количество модифицирующей добавки меняется в интервале 0,1-5 мас. .

Результаты проведения процесса при разной температуре и разном количестве модифицирующей добавки в катализаторе представлены в табл. 1.

Пример ы 19-26. Процесс проводят, как в примере 12-18, но в качестве катализатора используют цеолит

ЦВМ (силикатный модуль 35) в Н-форме, модифицированный смесью ЕпО и Cr 0 Результаты конверсии, условия и состав катализатора представлены .в табл. 1.

Пример ы 27-30. Процесс проводят, как и в примерах 19-26, но в качестве катализатора используют цеолит ЦВМ в Н-форме, модифицированный 3-5 мас. пятиокиси фосфора. Введение пятиокиси фосфора осуществляют пропиткой цеолита кислотой Н РО .

Результаты и условия процесса представлены в табл. 1.

Пример 31. Процесс проводят, как в примере 1, но используют цеолит с силикатным модулем 55. Результаты конверсии смеси природного газа с закисью азота при объемном соотношении 1:1 при 255 С представлены в табл. 1.

Пример 32<, Процесс проводят, как и в примерах 12-18, но используют цеолит ЦВМ в Н-форме, модифицированный 5 мас. лантана. Условия и результаты представлены в табл. 1.

В табл. 2 приведены составы газа, полученного при конверсии сырья (природный газ:И 0=1:i по объему) на цеолите НЦВМ при различной температуре.

Формула изобретения

1. Способ получения этилена путем конверсии метансодержащего газа в присутствии закиси азота при повышенной температуре на катализаторе, отличающийся тем, что, с пелью повышения селективности и выхода целевого продукта, в качестве катализатора используют цеолит

HZSN 5 с силикатным модулем 35-55 или этот цеолит, модифицированный 0,1—

5 мас.% переходного металла Fe или

Со или редкоземельным металлом или смесью редкоземельных металлов, или этот цеолит, модифицированный

2-15 мас.% смеси окиси цинка и окиси хрома, взятых в массовом соотношении

1:1-3 соответственно, или этот цеолит, модифицированный 3-5 мас. пятиокиси фосфора, и процесс проводят при 200-415 С.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве метансодержащего газа используют природный газ и процесс проводят при объемном соотношении природный газ:закись вота 0 56:4 0:1.

1353768

f а сч сл о о л л л л л л о сО о сч о о сч о и с о -- ь о о л л A л л сО сч 0 сч сч л сч и \ с"1 л л сО О О

СГ л

Ch л

О л о л Ю л л сО Г1 CO л со а оо

1 о л с. 4 1

М

О О О О О О л Ю Ю Ю л ° \ со е л о сл о

О1 Ch О О л О сч л

Саа

I

1.

1

1 и

Ф йт о

Р

1

1 с

1 Ф х с4 и

g e о и

Х ad

Ы е о

О. 4, "о ь ж и

Щ о

Р, 14

6 (б

О

an

CV о

1» и о и о

И и и ж

:т

2 х

Ф

И о ж

Е о

>2 л О Е х в с И Ф I о о а," о и 0) 1 и ° и м» C4 л о

° ° 0

° ° о

Ю Ю ° ° о

° ° о

Ю ° Ф Ф ° 3 » » а—

° и

О С ad O

1 O 4 4 И

I 0) х I л

ad Й

М х 1 р д

1

ted<> U оое !

OadZ

1 ъ

1, 1 Са о

I E а- < П

00 с ъ

I I л а а л о, с о

I I I I

I 1 1

Х

aaaI х

Р1

ad х ол о . e

o o

Х

Ю l х

Х Е Х Х Х.

IA CA P3 С0 Ф йх т «т х х х х х

X З Е К Х Х х 0Q сс! Kl x SA йт х х х х х х

1

I ,ф Ф

1 сч с и о л

I

1

-I о — сч с о

И

Д ° !

» U

U ad о и

Id . х

Х .

О сч с о Ь о л о с о а

° I A л л л Ю л л ° а Ю A и СЧ СЧ СО 1 1 О О О О О а

Л с! л о сЧ а cv а а о е а î е о î o o o an an o и и и о о о а о о о сч сч сч сч ч- щ (! сч сч O c c4

7 х о х х

«о а

Ф

Ф х о

Ы

1353768! х х

К !

» о

О1 л л й) 1 л х 4 о

Cd и и

QJ

«1 о а

A

E. и о х ф х

Е»

Х о и

Е о

Р1 л

С 4

Р 1 о л л

o e

1-( о

Х ,О

CQ о 1

Г» I о 1 х о

Eо 1

°

E Ц х о о х

ы и

О

С) о

С>

С»)

I х

Р о

Ц

Ъ

»и ф

1

Ф\

::т о ф4

Р

I

I ч

I х а й

1 QI

1 (О

1 Х

1 Х

1 CU

1 И о

I x

I о о

I u

I Э х х

fd

Х

I Ф

l 1: о

1 О

I (3tl

1 "а, о

1 E

1 Ф

1 0)

1 Х

1 !„"

1 с6

I Е

I cd

l М

>х

2 О Е х 4а

C». K Р 1 о ю

Î." О I

Cd 1 аcdо!

Х 4 1

I !

1

1

o o л . л л

o o o

o e л л

1 с) а о л г с г о Р 1 сч

I л 1 а

X О

:5 о Е! д

Е сп х

С» 3 х ф.

o — сч

С«) («\ M (б

E х ц о х х х х А

Cd

Cd а и о

Е

Ф !

» >Я !

::(,д х

3 а (б а х х v

Ф з(с

1353768 ь л

СЧ

tW и Сл) л л о о

CV

° I I

СЧ

C) I

Ж и

Cf

I — ч

СО СО

° л о о л O

С 1 О сО л л л о о о

I Ф

1 ч

Саа л л л л о о о.

Л О л л о о

1 O

Л I

1 о

I о о an л о

C) I l 1

Ю

Ж 1

00 Ф

О О

Ol

Ф Ъ о о о л л л

С !

CO л л

I е

Ж 1 м

C.Ð 1

1! 1

О Л

an л A

О О а о

О1 л

C) л

CO а

° л н

СЧ

CO л о

iD а н о

О О СЧ

В О О OO О л л л л л

СЧ СЧ CV ФЧ С ) сО О г л

00 О СЧ л л л л л л

О О Л 00 В

Ф (Ъ 00 CO ж о

CI td e! ай 5! о е о о.о о

О и О а О

СЧ CV СП С Ъ Ф

I сьм

II!

g Э

О ч !

С й» о аО а

alI

Э

Oa ° Caa ъф е»

O л л л л

Ch» СЧ CO Ch

an О а -Э

СЧ

an л ь л

CO л ь

СЧ О л ь