Способ увеличения молярного соотношения между метилом и фенилом

Изобретение относится к способу увеличения молярного соотношения между метилом и фенилом у одного или нескольких ароматических соединений в подаваемом исходном материале. Способ включает: А) проведение реакции между эффективным количеством одного или нескольких ароматических соединений и эффективным количеством одного или нескольких реагентов, метилирующих ароматические соединения, включающих по меньшей мере одно из алкана, циклоалкана, радикала алкана или радикала циклоалкана, в присутствии катализатора, содержащего цеолит, для получения продукта, характеризующегося молярным соотношением между метилом и фенилом, по меньшей мере на 0,1 большим, чем у подаваемого исходного материала. Предложенное изобретение обеспечивает превращение бензола в другие замещенные ароматические соединения при одновременном сведении к минимуму нежелательных продуктов и/или побочных реакций. 15 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение в целом относится к способу увеличения молярного соотношения между метилом и фенилом, например, у одного или нескольких ароматических соединений.

Уровень техники

Обычно комплекс для получения ароматических соединений может обеспечить переработку потока гидрообработанной нафты для получения различных продуктов, таких как бензол и один или несколько ксилолов. Однако в зависимости, например, от рыночной конъюнктуры, желательным может оказаться получение и более высокозамещенных ароматических соединений. В дополнение к этому, при получении моторных топлив все более ужесточающиеся экологические предписания могут потребовать уменьшения уровня содержания бензола. Как следствие, существует потребность в альтернативных способах удаления бензола из, например, бензина. Таким образом, желательным может оказаться получение систем и способов, позволяющих обеспечить гибкость при превращении бензола в другие более высокоценные продукты.

Однако в известных способах могут использоваться дорогостоящие катализаторы и/или реагенты, которые могут потребовать проведения дополнительной переработки для отделения нежелательных побочных продуктов. Таким образом, было бы выгодным получить реагент, который может обеспечить превращение бензола в другие замещенные ароматические соединения при одновременном сведении к минимуму нежелательных продуктов и/или побочных реакций.

Раскрытие изобретения

Одним примером осуществления может быть способ увеличения молярного соотношения между метилом и фенилом у одного или нескольких ароматических соединений в подаваемом исходном материале. Способ может включать проведение реакции между эффективным количеством одного или нескольких ароматических соединений и эффективным количеством одного или нескольких реагентов, метилирующих ароматические соединения, для получения продукта, характеризующегося молярным соотношением между метилом и фенилом, по меньшей мере на 0,1:1 большим, чем у подаваемого исходного материала.

Еще одним примером осуществления может быть способ проведения реакции для одного или нескольких ароматических соединений в подаваемом исходном материале. Способ может включать проведение реакции для подаваемого исходного материала, включающего эффективное количество одного или нескольких ароматических соединений и эффективное количество одного или нескольких реагентов, метилирующих ароматические соединения, в целях получения продукта, характеризующегося извлечением ароматических колец 85-115% (моль.) по отношению к подаваемому исходному материалу и молярным соотношением между метилом и фенилом, по меньшей мере на 0,1:1 большим, чем у подаваемого исходного материала.

Еще одним примером осуществления может быть способ увеличения молярного соотношения между метилом и фенилом у одного или нескольких ароматических соединений в подаваемом исходном материале. Способ может включать подачу одного или нескольких реагентов, метилирующих ароматические соединения, из потока в реакционную зону, адаптированную для приема одного или нескольких реагентов, метилирующих ароматические соединения, в целях получения по меньшей мере одного соединения А7+ при увеличении молярного соотношения между метилом и фенилом, по меньшей мере на 0,1:1 большим, чем у подаваемого исходного материала.

Варианты осуществления, описывающиеся в настоящем документе, могут дать способ увеличения молярного соотношения между метилом и фенилом у одного или нескольких ароматических соединений. Как следствие, описанный в настоящем документе способ может обеспечить превращение ароматических соединений в более высокозамещенные соединения. Такие полученные в результате превращения соединения могут быть более высокоценными в зависимости от рыночной конъюнктуры, так как в случае параксилола. Таким образом, может быть увеличена ценность продуктов, полученных при использовании комплекса для получения ароматических соединений. Кроме того, варианты осуществления, описанные в настоящем документе, могут обеспечить удаление нежелательных количеств соединений, таких как бензол, из продукта, такого как продукт - моторное топливо.

В дополнение к этому, использующийся реагент, алкилирующий или метилирующий ароматические соединения, может являться одним или несколькими из неароматических соединений или радикалов, которые могут присутствовать в исходном потоке нафты и могут быть получены из одной или нескольких ректификационных колонн в пределах комплекса для получения ароматических соединений. Таким образом, для получения более высокозамещенных соединений неароматические соединения, такие как алканы или циклоалканы, могут быть легко объединены с одним или несколькими ароматическими соединениями. В дополнение к этому, также могут быть использованы и обычно менее желательные соединения, такие как кумол, индан и другие более высокозамещенные ароматические соединения, так, чтобы их насыщенные радикалы могли алкилировать или метилировать ароматические соединения, такие как бензол, для получения более желательных продуктов, таких как ксилолы. Предпочтительно способ позволяет получить дополнительные метальные группы-заместители у одного или нескольких ароматических соединений. Таким образом, варианты осуществления, описанные в настоящем документе, могут предложить экономичную и относительно простую систему для превращения бензола в комплексе для получения ароматических соединений.

Определения

В соответствии с использованием в настоящем документе термин «поток», «подаваемый исходный материал» или «продукт» может включать различные углеводородные молекулы, такие как прямоцепочечные, разветвленные или циклические алканы, алкены, алкадиены и алкины, и необязательно другие вещества, такие как газы, например, водород, или примеси, такие как тяжелые металлы, и соединения серы и азота. Поток также может включать ароматические и неароматические углеводороды. Кроме того, углеводородные молекулы могут быть сокращенно обозначены как C1, C2, С3… Cn, где «n» представляет собой количество атомов углерода в одной или нескольких углеводородных молекулах, или же сокращенное обозначение может быть использовано в качестве прилагательного, например, для неароматических соединений или соединений. Аналогичным образом, ароматические соединения могут быть сокращенно обозначены как А6, А7, А8… An, где «n» представляет собой количество атомов углерода в одной или нескольких ароматических молекулах. Кроме того, надстрочный индекс «+» или «-» может быть использован совместно с сокращенным обозначением одного или нескольких углеводородов, например, С3+ или С3-, что включает сокращенное обозначение одного или нескольких углеводородов. К примеру, сокращенное обозначение «С3+» обозначает одну или несколько углеводородных молекул, содержащих три и более атома углерода.

Термин «зона» в настоящем документе может обозначать область, включающую одну или несколько единиц оборудования и/или одну или несколько подзон. Единицы оборудования могут включать одного или нескольких представителей, выбираемых из реакторов или реакторных емкостей, нагревателей, обменников, труб, насосов, компрессоров и контроллеров. В дополнение к этому, единица оборудования, такая как реактор, сушилка или емкость, может дополнительно включать одну или несколько зон или подзон.

В настоящем документе термин «реагент, алкилирующий ароматические соединения» обозначает неароматические соединение или радикал, использующиеся для получения высших алкилзамещенных одного или нескольких ароматических соединений. Примеры одного или нескольких неароматических соединений могут включать алкан или циклоалкан, предпочтительно по меньшей мере один С2-С8 алкан или C5+ циклоалкан. Неароматический радикал может обозначать насыщенную группу, образующую линейную или разветвленную алкильную группу, циклоалкил или насыщенную группу, конденсированную с ароматическим кольцом. Ароматические соединения, содержащие такие неароматические радикалы, могут включать кумол, индан и тетралин. Алкилированные ароматические соединения могут включать дополнительные группы-заместители, такие как метильная, этильная, пропильная и высшие группы. В общем случае реагент, алкилирующий ароматические соединения, включает атомы углерода и водорода и не включает гетероатомов, таких как кислород, азот, сера, фосфор, фтор, хлор и бром.

В настоящем документе термин «реагент, метилирующий ароматические соединения» обозначает неароматическое соединение или радикал, использующиеся для получения высших метилзамещенных одного или нескольких ароматических соединений. Примеры одного или нескольких неароматических соединений могут включать алкан или циклоалкан, предпочтительно по меньшей мере один С2-С8 алкан или C5+ циклоалкан. Неароматический радикал может обозначать насыщенную группу, образующую линейную или разветвленную алкильную группу, циклоалкил или насыщенную группу, конденсированную с ароматическим кольцом. Ароматические соединения, содержащие такие неароматические радикалы, могут включать кумол, индан и тетралин. Метилированные ароматические соединения могут включать дополнительные метальные группы-заместители. В общем случае реагент, метилирующий ароматические соединения, включает атомы углерода и водорода и не включает гетероатомов, таких как кислород, азот, сера, фосфор, фтор, хлор, бром и йод. Такие гетероатомные соединения могут быть названы «метилирующим реагентом» и могут включать соединения, такие как иодметан, диметилсульфат, диметилкарбонат и метилтрифторсульфонат.

В настоящем документе термин «радикал» обозначает часть или группу соединения. Как таковые, примеры радикалов могут включать метальную, этильную, циклопропильную, циклобутильную и кольцевые группы, конденсированные с ароматическим кольцом или ароматическими кольцами.

В настоящем документе термин «обогащенный» может обозначать количество, равное в общем случае по меньшей мере 50%, а предпочтительно по меньшей мере 70%(моль.) соединения или класса соединений в потоке.

В настоящем документе термин «по существу» может обозначать количество, равное в общем случае по меньшей мере 80%, предпочтительно по меньшей мере 90%, а оптимально по меньшей мере 99%(моль.) соединения или класса соединений в потоке.

В настоящем документе термин «металл» может включать рений, олово, германий, свинец, индий, галлий, цинк, уран, диспрозий, таллий, хром, молибден, вольфрам, железо, кобальт, никель, платину, палладий, родий, рутений, осмий или иридий.

В настоящем документе соотношение между количествами метила и фенила может быть рассчитано следующим далее образом.

Молярное соотношение метил: фенил = [совокупное количество метилов]/[совокупное количество ароматических колец],

где: Совокупное количество ароматических колец = сумма по всем i (MS(i)/MW(i)*NR(i))

Совокупное количество метилов = сумма по всем i(MS(i)/MW(i)*ME(i))i: разновидность соединения Молекулярная масса для разновидности i:MW(i)

Количество ароматических (фенильных) колец для разновидности i:NR(i) Количество метальных групп, присоединенных к фенильным кольцам разновидности i:ME(i)

Уровень массового содержания разновидности i в подаваемом исходном материале: MS(i)

Примеры вычислений для различных разновидностей соединений описываются ниже:

Ароматические соединения с одним кольцом: i: толуол, NR(i)=1, ME(i)=1; i: ксилол, NR(i)=1, ME(i)=2

Конденсированные ароматические кольца: i: индан, NR(i)=1, ME(i)=0; i: тетралин, NR(i)=1, ME(i)=0; i: нафталин, NR(i)=2, ME(i)=0

Заместители на насыщенном конденсированном кольце: i: 1-метилиндан и 2-метилиндан (где одна метальная группа присоединена к кольцу, содержащему пять атомов углерода), NR(i)=1, ME(i)=0

Заместители на ненасыщенном конденсированном кольце: i: 4-метилиндан и 5-метилиндан (где одна метильная группа присоединена к фенильному кольцу), NR(i)=1, ME(i)=1; i: диметил-2,6-нафталин, NR(i)=2, ME(i)=2

Таким образом, метальные группы засчитываются, будучи присоединенными к ароматической группе, например, фенилу, и не засчитываются, будучи присоединенными к полностью или частично, например, конденсированному, насыщенному кольцу у соединений с конденсированными кольцами, включающих ароматические и насыщенные кольца.

В настоящем документе молярный процент извлечения ароматических колец в расчете на подаваемый исходный материал может быть рассчитан следующим образом.

Извлечение ароматических колец = [совокупное молярное количество ароматических колец продукта]/[совокупное молярное количество ароматических колец у подаваемого исходного материала]*100%.

В настоящем документе массовый процент степени превращения C6+ неароматических соединений из подаваемого исходного материала может быть рассчитан следующим далее образом.

Степень превращения = (((совокупная масса С6+ неароматических соединений в подаваемом исходном материале)-(совокупная масса C6+ неароматических соединений в продукте))/(совокупная масса C6+ неароматических соединений в подаваемом исходном материале)*100%.

Осуществление изобретения

Варианты осуществления, предложенные в настоящем документе, могут обеспечить получение продукта, характеризующегося молярным соотношением между алкилом, предпочтительно метилом, и фенилом, большим, чем у подаваемого исходного материала. В частности, подаваемый исходный материал, который может включать один или несколько С8- углеводородов, может быть подан в реакционную зону, что может увеличить количество метальных заместителей у ароматического кольца. Обычно, подаваемый исходный материал может быть получен из одного источника или нескольких источников и включает эффективное количество одного или нескольких ароматических соединений и одного или нескольких неароматических соединений, не содержащих гетероатомы, или ароматических соединений, имеющих насыщенные группы, то есть одного или нескольких реагентов, алкилирующих или метилирующих ароматические соединения. В общем случае подаваемый исходный материал может поступать из широкого спектра источников, таких как продукты риформинга, гидрообработки, каталитического или некаталитического крекинга, такие как пиробензин, олигомеризации, конденсации, гидропереработки, коксования, вакуумной и невакуумной перегонки углеводородов, разделения ароматических соединений, в том числе экстрагирования, и любой их комбинации. В дополнение к этому, может быть использован по меньшей мере один из сжиженного нефтяного газа, реформата, полученного в результате крекинга, и рафината из зоны экстрагирования ароматических соединений, индивидуально или в комбинации с по меньшей мере одним подаваемым исходным материалом из описанных выше источников. Неароматические соединения и насыщенные группы могут исполнять функцию реагента, алкилирующего, предпочтительно метилирующего, ароматические соединения, для увеличения количества алкильных, предпочтительно метальных, групп у ароматических соединений. Хотя одно преимущество, достигаемое в обсуждающихся в настоящем документе вариантах осуществления, и заключается в увеличении количества метальных групп, необходимо также понимать и то, что также может быть увеличено и количество алкильных групп. Таким образом, реагент, метилирующий ароматические соединения, также может исполнять и функцию реагента, алкилирующего ароматические соединения.

Неароматические соединения могут включать по меньшей мере один из, независимо, одного или нескольких циклоалканов и алканов и могут составлять по меньшей мере 5%(мас.) от подаваемого исходного материала. Одно или несколько неароматических соединений необязательно также могут включать один или несколько олефинов. Обычно неароматическое соединение содержит по меньшей мере два, предпочтительно три, а еще более предпочтительно четыре атома углерода и может включать по меньшей мере один из циклоалкана, предпочтительно содержащего по меньшей мере три атома углерода, в предпочтительном варианте - пять атомов углерода в кольце, и, независимо, С2-С8 алкана. В других предпочтительных вариантах осуществления неароматические соединения могут включать одно или несколько C6+ неароматических соединений. В еще одном предпочтительном варианте осуществления одно или несколько C6+ неароматических соединений могут включать по меньшей мере один из диметалциклопентана и метилциклопентана. Подаваемый исходный материал может включать по меньшей мере 10%(мас.) одного или нескольких циклоалканов или 10-70%(мас.) одного или нескольких циклоалканов в расчете на массу подаваемого исходного материала. Кроме того, подаваемый исходный материал может включать вплоть до 50%(мас.) одного или нескольких С2-С5 углеводородов в расчете на массу подаваемого исходного материала.

Обычно подаваемый исходный материал также может включать и ароматические соединения, такие как А6+. Ароматические соединения могут включать бензол, толуол, один или несколько ксилолов, нафталин, этилбензол и одно или несколько полиядерных ароматических соединений. Подаваемый исходный материал также может включать нафталиновые кольца или несколько конденсированных ароматических колец, таких как в случае полиядерных ароматических соединений (которые далее в настоящем документе могут быть сокращенно обозначены как «ПАС»).

В дополнение к этому, ароматические соединения также могут включать насыщенные группы. Такие соединения могут включать кумол, индан и тетралин. Как обсуждалось выше, насыщенные группы могут исполнять функцию алкилирующего, предпочтительно метилирующего, реагента.

Что касается подаваемого исходного материала, то подаваемый исходный материал в общем случае включает 20%, предпочтительно 35%(мас.) одного или нескольких ароматических соединений. В дополнение к этому подаваемый исходный материал может включать 5%(мас.) бензола при формировании баланса неароматическими соединениями и при максимальном количества толуола в 5%(мас.). Для получения продукта, который может быть обогащен ксилолами, предпочтительный уровень содержания бензола в подаваемом исходном материале является меньшим, чем 75%(мас.) в расчете на массу подаваемого исходного материала. Для получения продукта, обогащенного толуолом, уровень содержания бензола в подаваемом исходном материале может быть большим, чем 75%(мас.) в расчете на массу подаваемого исходного материала. В еще одном варианте осуществления подаваемый исходный материал в общем случае включает по меньшей мере 5%(мас.) толуола и по меньшей мере 5%(мас.) бензола при формировании баланса неароматическими соединениями исходя из массы подаваемого исходного материала. В еще одном предпочтительном варианте осуществления подаваемый исходный материал в общем случае включает бензол в количестве 0,5-99,5%(мас.), толуол в количестве 0,5-99,5%(мас.) и неароматические соединения в количестве 0,5-99,5%(мас.), в расчете на массу подаваемого исходного материала. В других вариантах осуществления подаваемый исходный материал может включать по меньшей мере 20%(мас.) бензола в расчете на массу подаваемого исходного материала.

Обычно подаваемый исходный материал может содержать 20-95%(мас.) одного или нескольких ароматических соединений, таких как бензол, в расчете на массу подаваемого исходного материала. В некоторых других вариантах осуществления уровень содержания бензола в подаваемом исходном материале может составлять 15-25%(мас.) в расчете на массу подаваемого исходного материала.

Обычно подаваемый исходный материал, по существу, не содержит метилирующих реагентов, содержащих один или несколько гетероатомов. К примеру подаваемый исходный материал может содержать менее 1%, предпочтительно менее 0,1%(мас.) одного или нескольких метилирующих реагентов. Вместо этого, подаваемый исходный материал может включать реагент, алкилирующий ароматические соединения, из одного или нескольких насыщенных соединений или радикалов в количестве, равном по меньшей мере 5%(моль) в расчете на количество подаваемого исходного материала.

Реакционная зона, такая как зона присоединения алкила, предпочтительно метила, может функционировать в любых подходящих для использования условиях в жидкой или газовой фазе. В частности, реакционная зона может функционировать при температуре 250-700°С, предпочтительно 350-550°С, давлении 100-21000 кПа, предпочтительно 1900-3500 кПа, объемной скорости (ОС) 0,1-100 час-1, предпочтительно 2-10 час-1, и молярном соотношении водород:углеводород 0,1:1-5:1, предпочтительно 0,5:1-4:1. В еще одном примере осуществления температура может составлять по меньшей мере 460°С, в желательном варианте по меньшей мере 510°С, а в еще более желательном варианте по меньшей мере 560°С, при давлении, не большем, чем 7000 кПа, предпочтительно не большем, чем 3500 кПа, и реакция может протекать в газовой фазе для облегчения крекинга неароматических углеводородов. В альтернативном варианте температура может составлять 460-550°С. Не желая связывать себя теорией, можно представить, что в условиях большей температуры и меньшего давления неароматические углеводороды и/или насыщенные группы будут формировать метальные группы вместо алкильных групп. Однако необходимо понимать то, что может иметь место по меньшей мере некоторое алкилирование, когда такие группы, как, например, этильная, пропильная, бутильная и высшие группы, могут быть введены в результате замещения в одно или несколько ароматических соединений.

Может быть использован любой подходящий катализатор, такой как по меньшей мере один вид молекулярных сит, в том числе любой подходящий для использования материал, например алюмосиликат. Катализатор может включать эффективное количество молекулярных сит, которые могут представлять собой цеолит, имеющий по меньшей мере один тип пор, обладающий кольцевой структурой, включающей 10 и более членов, и могут быть одномерными или обладать большим числом измерений. Обычно цеолит может характеризоваться молярным соотношением Si/Al2, большим, чем 10:1, предпочтительно находящимся в диапазоне 20:1-60:1. Предпочтительные молекулярные сита могут включать марки BEA, MTW, FAU (в том числе цеолит Y как в кубической, так и в гексагональной формах и цеолит X), MOR, LTL, ITH, ITW, MEL, FER, TON, MFS, IWW, MFI, EUO, MTT, HEU, СНА, ERI, MWW и LTA. Предпочтительно цеолит может представлять собой марки MFI и/или MTW. Подходящие для использования количества цеолита в катализаторе могут находиться в диапазоне 1-99%, а предпочтительно 10-90%(мас.). Баланс катализатора может быть образован огнеупорным связующим или матрицей, которые необязательно используют для облегчения изготовления, придания прочности и уменьшения издержек. Подходящие для использования связующие могут включать неорганические оксиды, такие как по меньшей мере один из оксида алюминия, оксида магния, диоксида циркония, оксида хрома, диоксида титана, оксида бора, диоксида тория, фосфата, оксида цинка и диоксида кремния.

В общем случае катализатор по существу не содержит по меньшей мере одного металла, и обычно содержит менее чем 0,1%(мас.) совокупного металла в расчете на массу катализатора. Кроме того, катализатор предпочтительно содержит менее, чем 0,01%, более предпочтительно содержит менее, чем 0,001%, а оптимально содержит менее, чем 0,0001%(мас.) совокупного метала в расчете на массу катализатора.

Продукт, полученный из реакционной зоны, может характеризоваться молярным соотношением между метальными и фенильными группами по меньшей мере на 0,1:1, предпочтительно более чем на 0,2:1, а оптимально более чем на 0,5:1, большим, чем у подаваемого исходного материала. Реакционная зона может обеспечить достижение извлечения ароматических колец, в общем случае по меньшей мере 85%, предпочтительно в диапазоне 85-115%, а оптимально 99-101% (моль.) в расчете на количество подаваемого исходного материала. В общем случае степень превращения одного или нескольких C6+ неароматических соединений может быть большей, чем 50%, предпочтительно большей, чем 70%, а оптимально большей, чем 90%(мас.). Таким образом, реакция одного или нескольких С6+ неароматических соединений, а также бензола может свести к минимуму количество бензола в получающемся в результате продукте. Обычно ароматические соединения могут присоединять одну или несколько метальных групп, и необязательно другие алкильные группы, такие как этильный, пропильный или высшие карбоцепочечные заместители.

Продукт может включать одно или несколько А7+ соединений, таких как толуол, один или несколько ксилолов и этилбензол. Как таковой, продукт может включать по меньшей мере в общем случае 2% ксилолов, предпочтительно 5%, а оптимально 10%(мас.) одного или нескольких ксилолов. В дополнение к этому, процент параксилола в расчете на совокупное количество ксилолов может составлять по меньшей мере 20%, предпочтительно по меньшей мере 23%, а оптимально по меньшей мере 23,8%. В других предпочтительных вариантах осуществления подаваемый исходный материал может включать по меньшей мере 0,5%(мас.) бензола в расчете на массу подаваемого исходного материала и приводить к получению продукта, который содержит менее 0,5%(мас.) бензола в расчете на массу продукта. В других предпочтительных вариантах осуществления подаваемый исходный материал может содержать более, чем 0,5%(мас.) бензола в расчете на массу подаваемого исходного материала и приводить к получению продукта, который содержит менее, чем 20% (мас.) бензола в расчете на массу продукта. В других дополнительных предпочтительных вариантах осуществления уровень содержания бензола в продукте может быть уменьшен до менее, чем 20%(мас.), а предпочтительно менее, чем 0,5%(мас.) в расчете на массу продукта. Весь бензол, присутствующий в подаваемом исходном материале, может быть замещен насыщенной группой, присутствующей в одном или нескольких других ароматических соединениях, таких как полиядерные ароматические соединения, с получением продукта, который может быть обогащен ароматическими соединениями, замещенными метильной группой, в том числе с замещенными одним или несколькими нафталинами и другими полиядерными ароматическими соединениями.

Помимо всего прочего, реакционная зона может обеспечивать превращение других соединений, таких как одно или несколько олефиновых соединений, одно или несколько серосодержащих соединений и одно или несколько галогенидсодержащих соединений. В частности, могут быть превращены 80%(мас.) одного или нескольких С3+ олефинов в расчете на количество подаваемого исходного материала. Предпочтительно серосодержащие соединения, такие как тиофен и производные тиофена, один или несколько С3+ меркаптанов, а также один или несколько более тяжелых галогенидов могут быть превращены по меньшей мере на 95%(мас.) в расчете на количество подаваемого исходного материала. В дополнение к этому, также могут быть превращены и другие соединения, такие как одно или несколько кислородсодержащих соединений, например, одно или несколько производных третичного бутилового спирта.

В общем случае в технологическом процессе, протекающем ниже по ходу технологического потока, могут использоваться один или несколько продуктов из вариантов осуществления, описанных в настоящем документе, таких как бензол, параксилол, метаксилол и ортоксилол. В частности, параксилол при окислении может привести к получению терефталевой кислоты, использующейся при изготовлении текстилей, волокон и смол. Кроме того, параксилол может быть использован в качестве очищающего средства для стали и кремниевых пластин и кристаллов, пестицида, разбавителя для краски и в красках и лаках. Метаксилол может быть использован в качестве промежуточного соединения для изготовления пластификаторов, азокрасителей, антисептиков для древесины и других таких продуктов. Ортоксилол может представлять собой исходное сырье для производства фталевого ангидрида. В дополнение к этому, ксилолы в общем случае могут быть использованы в качестве растворителя в принтерах, резиновой и кожевенной отраслях промышленности. Кроме того, метальные группы в ксилолах могут быть хлорированы для использования в качестве разбавителей для лаков. Бензол может быть использован в качестве подаваемого исходного материала для получения циклогексана, который, в свою очередь, может быть использован для получения найлонов. Кроме того, бензол может быть использован в качестве промежуточного соединения для получения стирола, этилбензола, кумола и циклогексана. Кроме того, меньшие количества бензола могут быть использованы для получения одного или нескольких из каучуков, смазок, красителей, моющих средств, лекарственных препаратов, взрывчатых средств, напалма и пестицидов.

Примеры

Следующие далее примеры предназначены для дополнительной иллюстрации рассматриваемых вариантов осуществления. Эти иллюстрации вариантов осуществления изобретения не должны рассматриваться как ограничение формулы настоящего изобретения конкретными деталями представленных примеров. Эти примеры в своей основе имеют технологические расчеты и фактический опыт работы с подобными технологическими процессами.

Все три прогона моделируют в общем случае при одних и тех же условиях, таких как давление 2760 кПа, за исключением того, что первый прогон проводят при температуре 481,4°С, второй прогон проводят при температуре 511,3°С, а третий прогон проводят при температуре 568,5°С. Состав в массовых процентах для прогонов с подаваемым исходным материалом и продуктами, а также результаты продемонстрированы в приведенной ниже таблице 1.

Таблица 1
Подаваемый исходный материал Продукт прогона 1 Продукт прогона 2 Продукт прогона 3
С1 0,00 7,8 14,9 24,6
С2 0,00 10,8 17,5 23,0
С3 0,12 16,1 9,9 2,3
н-С4 0,21 1,9 0,6 0,2
изо-С4 0,90 1,9 0,8 0,2
н-С5 5,43 1,0 0,0 0,0
изо-С5 5,96 1,7 0,2 0,0
С6-С8 неароматические соединения 36,89 4.4 0,9 0,4
ксилол 0,03 4,2 6,1 5,4
ТОЛУОЛ 0,98 14,6 19,4 18,3
ЭТИЛБЕНЗОЛ 0,00 3,9 2,5 1,2
БЕНЗОЛ 49,03 27,5 22,5 19,7
A9+ 0,44 4,3 4,6 4,6
ИТОГО 100,00 100,0 100,0 100,0
Молярное соотношение метил:фенил 0,02 0,4 0,6 0,6
Степень превращения бензола, % 0,00 44,0 54,1 59,8
Степень превращения С5 неароматических соединений, % 0,00 76,9 98,4 99,8
Средняя температура реактора, °С 0,00 481,4 511,3 568,5
Степень превращения С6-С8 неароматических соединений, % 0,00 88,2 97,5 99,1

Как показано выше, каждый продукт каждого прогона может характеризоваться молярным соотношением метил:фенил, по меньшей мере на 0,1:1 большим, чем у подаваемого исходного материала, в то время как степени превращения на прогонах 2 и 3 при средней температуре реакции, равной по меньшей мере 511°С, превышают 90% для С6-С8 неароматических соединений.

Как можно себе представить без дополнительных уточнений, специалист в данной области техники с использованием настоящего описания изобретения может воспользоваться настоящим изобретением в его наиболее полном объеме. Поэтому предшествующие предпочтительные конкретные варианты осуществления должны восприниматься лишь в качестве иллюстрации, а не как какого-либо ограничение остальной части раскрытия.

Выше все температуры представлены в градусах Цельсия, и все части и процентные содержания являются массовыми, если только не указано другое.

Исходя из вышеизложенного описания изобретения специалист в данной области техники легко может определить существенные характеристики данного изобретения и может без отклонения от его сущности и объема реализовать различные изменения и модификации изобретения для адаптации его к различным вариантам использования и условиям.

1. Способ увеличения молярного соотношения между метилом и фенилом у одного или нескольких ароматических соединений в подаваемом исходном материале, включающий:
А) проведение реакции между эффективным количеством одного или нескольких ароматических соединений и эффективным количеством одного или нескольких реагентов, метилирующих ароматические соединения, включающих по меньшей мере одно из алкана, циклоалкана, радикала алкана или радикала циклоалкана, в присутствии катализатора, содержащего цеолит, для получения продукта, характеризующегося молярным соотношением между метилом и фенилом, по меньшей мере на 0,1 большим, чем у подаваемого исходного материала.

2. Способ по п.1, в котором один или несколько реагентов, метилирующих ароматические соединения, включают соединения, содержащие по меньшей мере два атома углерода.

3. Способ по п.1 или 2, в котором один или несколько реагентов, метилирующих ароматические соединения, включают по меньшей мере одно из циклоалкана и С2-С8 алкана.

4. Способ по п.1 или 2, в котором одно или несколько ароматических соединений включают бензол.

5. Способ по п.1 или 2, в котором одно или несколько ароматических соединений включают толуол.

6. Способ по п.1 или 2, в котором подаваемый исходный материал включает по меньшей мере 20%(мас.) бензола в расчете на массу подаваемого исходного материала.

7. Способ по п.1 или 2, в котором подаваемый исходный материал включает от 20 до 95%(мас.) бензола в расчете на массу подаваемого исходного материала.

8. Способ по п.1 или 2, в котором эффективное количество одного или нескольких ароматических соединений составляет по меньшей мере 20%(мас.) в расчете на массу подаваемого исходного материала.

9. Способ по п.1 или 2, в котором подаваемый исходный материал включает по меньшей мере 10%(мас.) одного или нескольких циклоалканов в расчете на массу подаваемого исходного материала.

10. Способ по п.1 или 2, в котором подаваемый исходный материал включает от 10 до 70%(мас.) одного или нескольких циклоалканов в расчете на массу подаваемого исходного материала.

11. Способ по п.1, в котором катализатор включает один или несколько цеолитов, выбранных из MTW, MOR и MFI.

12. Способ по пп.1, 2 или 11, в котором катализатор, по существу, не содержит металлов.

13. Способ по пп.1, 2 или 11, в котором катализатор содержит менее чем 0,1%(мас.) совокупного металла в расчете на массу катализатора.

14. Способ по пп.1, 2 или 11, в котором катализатор содержит менее чем 0,01%(мас.) совокупного метала в расчете на массу катализатора.

15. Способ по пп.1, 2 или 11, в котором катализатор дополнительно содержит связующее.

16. Способ по п.15, в котором связующее включает связующее на основе неорганического оксида.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения 1-алкиниладамантанов из производных адамантана и ацетиленовых соединений при катализе кислотой Льюиса, взятых в эквимольных количествах.

Конверсор // 2083484
Изобретение относится к химической технологии, в частности к электрогазохимическим реакторам. .

Изобретение относится к технологии переработки нефтяных газов и может быть использовано в нефте- и газоперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа глубокой переработки нефтезаводских углеводородных газов для одного и более нефтеперерабатывающих заводов, в котором в качестве исходных газов используются смеси однотипных нефтезаводских газов с различных технологических установок, представляющие собой этансодержащую фракцию углеводородов, фракцию углеводородов с повышенным содержанием водорода и рефлюксную фракцию, проходящие дальнейшую обработку на следующих стадиях: компримирование исходных газов, их очистка от сероводорода и диоксида углерода, последующее разделение рефлюксной фракции на газ деэтанизации, легкую этансодержащую фракцию углеводородов, пропан-пропиленовую фракцию, бутан-бутиленовую фракцию и фракцию углеводородов С5 и выше, получение водорода с использованием углеводородной фракции с повышенным содержанием водорода, компримирование, осушка, очистка от примесей О2, As, Hg, NOx и других примесей, являющихся ядами катализаторов и оборудования, этансодержащей фракции и разделение ее на деэтанизированный газ, этановую фракцию и фракцию углеводородов С3 и выше, химическое преобразование этановой фракции с получением продуктов пиролиза в печи пиролиза, разделение продуктов пиролиза с выделением этилена и использование пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракции для получения высокооктановых компонентов автомобильного бензина методом алкилирования и/или олигомеризации, продуктов нефтехимического синтеза и получением технической сжиженной пропан-бутановой смеси в качестве топлива для автомобильных двигателей.

Изобретение относится к области катализа. Описаны катализаторы гидроизомеризации, содержащие носитель, являющийся экструдированным продуктом, полученным прокаливанием, имеющим термическую обработку, которая включает термическую обработку при 350°C или выше, и, по меньшей мере, один металл, нанесенный на носитель и выбранный из группы, состоящей из металлов, принадлежащих к группам 8-10 периодической системы элементов, молибдена и вольфрама, в котором носитель содержит прошедший ионообменную обработку в растворе, содержащем аммониевые ионы и/или протоны, цеолит, содержащий органический шаблон и имеющий 10-звенную кольцевую одноразмерную пористую структуру, и неорганический оксид.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к области производства гетерогенных катализаторов селективного гидрирования органических соединений.
Изобретение относится к модифицированию способа Гудри дегидрирования алифатических углеводородов. .

Изобретение относится к осуществлению газофазных эндотермических реакций и может быть использовано в химической промышленности, в частности, при пиролизе углеводородов.

Изобретение относится к катализатору на основе молибдена и кремния, способу приготовления катализатора и способу изомеризации н-парафинов. .

Изобретение относится к способу модификации формоселективности цеолитного катализатора и применения модифицированного катализатора в процессах формоселективной конверсии углеводородов, таких как диспропорционирование толуола.

Изобретения относятся к области катализа. Описаны способы превращения метана в высшие углеводороды, включая ароматические углеводороды в присутствии катализаторов на основе молибдена или его соединения, диспергированного на алюмосиликатном цеолите.

Изобретение относится к способам превращения метана в высшие углеводороды. .

Изобретение относится к способу дегидроароматизации метана для получения жидких ароматических соединений и гидрированных производных. .

Изобретение относится к способу превращения метана в более высокомолекулярные углеводороды, содержащие ароматические углеводороды. .

Изобретение относится к способу превращения алифатического углеводорода с низким числом углеродных атомов в более высокомолекулярные углеводороды, включающие ароматические углеводороды, включающий контактирование исходного материала, содержащего упомянутый алифатический углеводород, с катализатором дегидроциклизации в условиях, эффективных для превращения упомянутого алифатического углеводорода в ароматические углеводороды и получения отходящего потока, включающего ароматические углеводороды и водород, где упомянутый катализатор дегидроциклизации включает металл, выбранный из группы, включающей молибден, рений и вольфрам, и молекулярное сито, включающее ZSM-5 и где отношение количества всех участков кислот Бренстеда в молекулярном сите к количеству упомянутого металла составляет меньше 0,4 моля/моль упомянутого металла.

Изобретение относится к способу превращения исходного материала, содержащего метан, в синтез-газ и ароматический углеводород (углеводороды). .

Изобретение относится к способу превращения метана в более высокомолекулярный углеводород(ы), содержащий ароматический углеводород(ы),и включает: (а) подачу в упомянутую реакционную зону углеводородного исходного материала, содержащего метан; (б) подачу в упомянутую реакционную зону каталитического порошкообразного материала; (в) контактирование упомянутого каталитического порошкообразного материала и упомянутого углеводородного исходного материала по существу по противоточному принципу; (г) поддержание гидродинамики упомянутой реакционной зоны с газообразными потоками таким образом, что приведенная скорость газа (U) меньше минимальной скорости (Uмп), необходимой для псевдоожижения твердых частиц, и (д) работу упомянутой реакционной зоны в реакционных условиях, достаточных для превращения по меньшей мере части упомянутого метана в первый отходящий поток, включающий упомянутый более высокомолекулярный углеводород(ы).

Изобретение относится к нефтехимической и химической промышленности, в частности к способу приготовления сформованных катализаторов конверсии метана в ароматические углеводороды и водород в неокислительных условиях.

Изобретение относится к способу переработки газообразных алканов путем воздействия ионизирующим излучением на содержащую их сырьевую смесь с получением продуктов радиолиза, в процессе которого из продуктов радиолиза постоянно удаляют водород и конденсируемую фракцию, являющуюся целевым продуктом, а оставшуюся часть смешивают с исходной смесью, содержащей алканы, с получением сырьевой смеси, характеризующемуся тем, что воздействие ионизирующим излучением осуществляют при температуре реакционной смеси не ниже минимальной температуры конденсации низших спиртов и эфиров и не выше 350°С.

Изобретение относится к способу увеличения молярного соотношения между метилом и фенилом у одного или нескольких ароматических соединений в подаваемом исходном материале. Способ включает: А) проведение реакции между эффективным количеством одного или нескольких ароматических соединений и эффективным количеством одного или нескольких реагентов, метилирующих ароматические соединения, включающих по меньшей мере одно из алкана, циклоалкана, радикала алкана или радикала циклоалкана, в присутствии катализатора, содержащего цеолит, для получения продукта, характеризующегося молярным соотношением между метилом и фенилом, по меньшей мере на 0,1 большим, чем у подаваемого исходного материала. Предложенное изобретение обеспечивает превращение бензола в другие замещенные ароматические соединения при одновременном сведении к минимуму нежелательных продуктов иили побочных реакций. 15 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

Наверх