Способ получения этилена
СОГОЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИЛЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4732851/04 (22) 28.08.89 (46) 23,10.91. Бюл. М 39 (71) Институт структурной макрокинетики
АН СССР (72) А.Г.Мержанов, Э,А.Гри орян, И.П,Боровинская, С,В.Лысиков, Л.С,Марченко, С.П.Черных, П,С.Чекрий, С.Я.Жук и M.Ä.Нерсесян (53) 547.313.2 (088.8) (56) imal Н., Tagawa T., Kamide N. J.Catal, ч, 106, 1987, р.394.
Otsuka К., Komatsu Т, J.Chem Soc.
Chem.Commun., 1987, р. 388, Авторское свидетельство СССР
М 1216937, кл. С 07 С 2/82, 1984.
Изобретение относится к органическому синтезу, в частности к получению углеводородов, конкретно — к способу. получения этилена каталитической окислительной конденсацией метана (природного газа), и может быть использовано в промышленности, где этилен применяют для синтеза полимеров, растворителей и других многотоннаж-. ных продуктов.
Целью изобретения является повышение выхода этилена.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1, В качестве катализатора окислительной конденсации метана используют сложный оксид состава
BizBazCazCusO>o,s, Для его приготовления готовят экзотермическую смесь компонентов, состоящую из порошка висмута (36,93 мас,%), пероксидов бария (24,2 мас, ) и
„„5U „„16859О4 А1 (s()s С 07 С 2/84, 11/04 В 01 J 23/84 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛЕНА (57) Изобретение позволяет повысить выход этилена. Для этого проводят окислительную конденсацию метана кислородом при температуре 800-860"С и пропускания смеси реагентов через слой катализатора эмпирической формулы BlzB+azCujO>o- 44,1 до 164,8 ммоль/г.ч при содержании этилена в отходящих газах до 9,4 об,%, против 8,8 об.%. 2 табл. кальция (13 43 мас.%) и оксида меди (25,44 мас,%), Приготовленную стехиометрическую смесь компонентов помещают в кварцевый реактор и проводят синтез в режиме горения в кислородсодержащей атмосфере. Время приготовления катализатора указанного состава, включая время горения и охлаждения до комнатной температуры, составляет 30 мин. Далее 0,2 r полученного катализатора, смешанного с 0,5 мл кварцевого песка, помещают в кварцевый реактор внутренним диаметром 15 мм, активируют в потоке кислорода или воздуха при температуре реакции 800 С в течение 1 ч и продувают инертным газом в течение 30 мин. Затем в реактор при 800 С непрерывно подают газы — метан, кислороди гелий — раздельными потоками, которые смешивают в обьемном соотношении 60% СН4, 30% 0z и 10% Не непосредственно перед слоем катализато1685904 Тяблння 1 Охнспнтелнняя хоиленсания метана нри тронусхянии гнеоноП смеси (60 оо.Z СН, 30 об.2 О н 10 оо.т IIa3 ннл В!! Ba2Ca2Cua0» 41 ГВренл я не ОНе, емиеря уря,оС онтн я> с CC C, 80С 890 0,3 О, 09 О. 08 0,6 0,06 17,1 19 3 16,0 8,4 3,8 5,9 ч3,6 1,7 чЗ,О 1,9 ч9,9. 10,2 31,6 13,1 68,0 40,4 6,4 3,7 ч1,3 8,3 5,7 39,9 5,1 3,2 27 7 9 4 I,I 11,д 4,4 2,7 50 5 !3,7 2,2 1,2 55,3 14,4 2,9 2,0 46,2 I3,? 1,7 1,1 38,2 6,1 2,1 0.2 т8,9 2,4 0,9 0,5 34,0 34,9 33,2 22,0 20,6 10 5 11 11 10„5! 42 60 ч Конверсия СН4 х селехтияностн, ра, Газовую смесь пропускают через катализатор со скоростью l2000 ч (время контак-1 та 0,3 с) и принудительно охлаждают на выходе из зоны катализатора с помощью холодильника, встроенного в реактор (наружный диаметр 10 мм), Степень конверсии метана при этом 34,0%, селективность по С2Н4 40,4%, выход С2Н1 на пропущенный метан 13,7 мол.%. Пример 2. В качестве катализатора используют В12Ва2Са2Сцз011. Для получения этого состава готовят шихту, состоящую из оксида висмута (45,87 мас.%), пероксида бария (26,97 мас.%), карбида кальция (8,26 мас,%) и порошка меди (18,90 мас.%), Далее процесс проводят по примеру 1, но при температуре 840 С, а газовую смесь пропускают со скоростью 42000 ч (время контакта 0,09 с), Степень конверсии метана 34,9%, селективность по С;7Н4 41,3%, выход С2Н4 14,4 мол.%, Пример 3. В качестве катализатора окислительной конденсации метана применяют BI2B32C32CU301Q, для приготовления которого используют шихту, состоящую из оксида висмута (22,15 мас.%), пероксидов бария (26,05 мол.%) и кальция (13,69 мас.%), а также порошка меди (18,24 мас.%) и висмута (19,87 мас.,ь), Далее процесс проводят по примеру 1, но при температуре 860 С, а газовую смесь пропускают со скоростью 4500 ч (время контакта 0,08 с), При степени конверсии метана 33,3% селективность по С2Н< составляет 39,9, выход С2Н4 13,2 мол.,ь. Пример 4 аналогичен примеру 2, но процесс проводят при температуре 750 С и скорости подачи газовой смеси 6000 ч (вре-1 мя контакта 0,6 с). Степень конверсии метана 22,0%, селективность по С2Нд 27,7%, выход С2Н4 6,1 мол,%. 5 Пример 5 аналогичен примеру 1, но процесс проводят при температуре 890 С и скорости подачи газовой смеси 60000 ч 1 (время контакта 0,06 с), Степень конверсии метана 20,6%, селективность по С2Н4 10 11,8%, выход С2Н 2,4 мол.%, Данные об условиях опытов по примерам 1-5 и полученные результаты сведены в .табл, 1. В табл, 2 приведены данные по содер15 жанию этилена в реакционных газах и по производительности процесса, Формула изобретения Способ получения этилена путем окислительной конденсации метана кислородом 20 при температуре 800-860 С и пропускании смеси реагентов через слой оксидного катализатора, содержащего висмут и щелочноземельный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода этиле25 на, используют оксидный катализатор, содержащий в качестве щелочноземельного элемента барий и кальций и дополнительно медь и имеющий соотношение компонентов, соответствующее следующий эмпири30 ческой формуле: В Ь В а2Са2С из01о- », а процесс проводят со смешением нагретых до температуры реакции реагентов в при. сутствии инертного разбавителя непосред35 ственно перед слоем катализатора с охлаждением продуктов реакции на выходе из слоя катализатора. 1685904 т Составитель Н.Кириллова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Палий Редактор Г.Бельская Заказ 3572 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 8,8 2 9,4 3 8,3 4 4,3 5 1 У 44,1 164,8 155,2 10,8 42,0
