Способ получения изобутилена

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

С 07 С 11/08

Ркударстаенный комитет (23) П рноритетso делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.06.80.Бктллетень Р1ь 24

Дата опубликования описания 02.07.80 (53) УДК 547.313.

4 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Цыбупевский, С. E. Зинковская и Т. П. Филиппова (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБУТИЛЕНА

Изобретение относится к способу получения изобутипена, являюшегося сырьем для нефтехимических производств, и в частности дпя получения мономеров

СК или высококачественных присадок к .маслам путем полимеризации или алкилирования изб-парафинов олефинами.

Изобретение может быть использовано в химической, нефтеперерабатываюшей и нефтехимической промышленности.

Для получения изобутипена используют различные источники сырья. Очень часто его выделяют из газообразных продуктов деструктивных процессов переработки нерти, например из бутан-бутипеновой фракции каталитического крекинга с помошщо различного рода селективных агентов или катализаторов, например серной кислотыВ).

Известен способ,заключаюшийся в каталитической гидратации смеси углеводородов Си с последуюшим выделением из смеси спиртов — триметипкарбиноца и его каталитической дегидратации 12).

Известен также способ получения изобутилена иэ продуктов деструктивных процессов переработки нефти. Выход изобути. лена повышают путем скепетной изомеризации н-бутиленов как выделенных, так и в виде смеси (31. . Недостатком известных способов явняется существенная ограниченность сырьевой базы связанная с тем, что

10 основной объем бутан-бутипеновой фракции, получаемой на нефтеперерабатывакьшик заводах (НПЗ) используется в нефтепераработке для получения апкилбензи нов.

Известен способ получения иэобутипена нз ацетона, эакпючаюшнйся в разложении последнего на кислотном катализаторе при атмосферном давлении и температуре 500 С E4)

Недостатком этого способа является относительно низкая степень преврашения ацетона (не более 5C%), низкая свпективность по изобутилену (не более

50%) при значитепьной разбавленности

743084

3 выходящих потоков побочными продукта ми и газом — разбавителем.

Известны также способы получения изобутиленв иэ изобутана путем его дегидрирования и, в частности, путем окислительного дегидрировения (5.).

Эти способы характеризуются высокими тепло-энергозатратами, связанными с высокой температурой процесса (500-650 С), сравнительно малой конверсией за проход и значительным выходом побочной малоценной продукции.

Для устранения укаэанных недостатков и, в первую очередь, для повышения селективности дегидрировения, процесс проводят в присутствии галогенов или их доноров, а также твердых акцепторов галоидводородов f6) .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения иэобутилена, путем дегидрирования парафиновых углеводорс дов Сч-С6 в смеси с хлором при 450675 С в присутствии катализатора, содержащего смешанные фосфаты железа ... и металлов g группы Периодической системы и промотированного окисью хрома. Парцивльное давление углеводородов ниже 0,2 кг/см при общем атмосферном давлении, количество хлора - до

0,5 моль на моль углеводорода f7).

Существенными недостатками этого способа являются относительно низкие технико-экономические показатели, связанные с высокой температурой проведения процесса, низкий выход изобутилена при дегидрировании изобутана (не более

65%), значительный расход хлора.

Цель изобретения - увеличение выхода целевого продукта.

Получение изобутилена по схеме

Хлорирование Дегидрохлорирование изобутана три метнлхлорметана позволяет значительно снизить температуру процесса (более 200 С), уменьшить

O выход побочных продуктов и таким о6раэом повысить селективность преврашения нзобутана в целевой продукт.

В связи с тем, что основная часть хлора, расходуемая нв 1-ой стадии, выделяется на 2-ой стадии в виде хлористого водорода, оказывается возможным существенно снизить расход хлоре зв счет регенерации по реакции Дикона.

Термическое хлори ование осушестv вляют при 250-350 С и соотношении изобутан-хлор не менее 4:1. При этом выход триметилхлорметана составляет порядка 65 моль.% кроме того обрвзуеч ся порядка 30% хлористого изобутила, суммарный выход полихлоридов достигает S моль%.

Каталитическое хлорирование иэобутана, например, íà Я СЮ5 осушествляют при 180-220 С. При этом выход триметилхпорметана достигает 80 моль.%

Дегидрохлорирование триметилхлорметана происходит при 100 С нв ката-. лизаторе кислотного типа, причем выход иэобутилена, например на алюмосиликатных, составляет не менее 90 моль%.

Применение в качестве кеталиэвторв ," „ — эрионита позволяет снизить темо перетуру до 20 С и повысить выход изобутилена до 95 моль.%.

Селективность процесса увеличивают путем нреврашения хлористого иэобутила, неизбежно образующегося нв первой

Поставленная цель достигается применением способа получения изобутилена путем термического хлорирования при

250-350 С или каталитического хлорирования изобутана при 180-220 С в присутствии Н-морденитв, содержащего

0,4-0,5% хлористого водорода с получением смеси хлорбутанов, которую подвергают .фракционированию, с выделением хлористого изобутане и триметилхпорметана, который дегидрохлорируют в при, сутствии / -эрионитного катализатора, с получением изобутилена, и с последующим омылением хлористого изобутила щелочью и дегидратацией полученного при этом иэобутилового спирта на активной окиси алюминия при 300350 С.

55 стадии процесса, в первичный изобутиловый спирт омылением едкой щелочью при

200 С с последующей дегндратацией спирта над окисным катализатором, нао

45 пример окисью алюминия при 300-400С.

На чертеже представлена принципиальная технологическая схема предлагаемого. способа получения изобутиленв из изобутена.

Согласно этой схеме изобутан в смеси с хлором в мольном соотнсшении 6» 1 по линии 1 направляют в реактор 2 термического или каталитического хлорирования. В реа,кторе 2, заполненном инерт» ной керамической насадкой, в случае термического процесса„или катализатором, (например Н-морденитом, насыщенным 0,5% хлористого водорода, в слу743984 6 и т.д.

Смесь продуктов, выходящих из реактора 2 и содержащих триметилхлорметан, хлористый изобутил, дихлорбутаны, непрореагировавший хлор и хлористый водород направляют по линии 3 нв сепарацию в сепаратор 4, откуда жидкий продукт подают нв фракционирование по линии 5 в колонны 6 и 7, а газообразные продукты, содержащие хлор и хпористый водород направляют по линии 8 в каталитический конвертор 9 на регенерацию.

TpaM8TalIxIIopMBTBH отбирают с верха ректификационной колонны 7 и направляют по линии 10 в реактор 11, заполненный катализатором 2л — эрионитом, на котором при 20-40 С, давлении

0-10 кГс/см и объемной скорости

1:5 ч " протекает дегидрохлорирование триметипхпорметанв с образованием изо бутипена сн 1 сее (сн ),— с-он,енсе

Продукты, выходяшие из реактора 11 направляют по линии 12 на сепарацию в сепаратор 13, с верха которого выводят хлористый водород и подают в каталитический конвертор 9, где хлористый водород регенерируют по реакции Диконв (4НСЕ+0 2И +2Н О) до хлора, возвра шаемого в цикл, а с низа сепаратора

13 отводят изобутилен по линии 14 и подвергают его щелочной промывке в скрубере 15 дпя удаления следов хлористого водорода, после чего направляют по линии 16 в емкость готового продукта 17.

Хпористый изобутип, отбираемый с низа колонны 7 направляют по линии

18 в реактор 19 на омыпение едкой шепочью при 200-250 С. (СН,),СН-ЩС вЂ” (СН,),СН-CH OH+NaCC

NOH

5 чае каталитического хлорирования, происходят реакции (си,,сн се,(сн,1,ссе+ нсе

{жз,сн+ се;(сн,),сн,сесн+нсю

{СН ),сн+ ЯИ. (с НД (М ЮИ 2ЦО

Получаемый при этом в реакторе 19 изобутвнол выводят по линии 20 и подвергают ректификации в колонне 21 и затем нап,являют по линии 22 в реактор 23, где на активной окиси алюминия при 300-350 С проводят дегидрв.твцию изобутвнопа

Аек0$ сН 1,сн-сн;он (сн,1 с-сн,+н,о

При необходимости дихлорбутаны, отбирвемые с низа колонны 6 по линии

24, выход которых не превышает 8% от общего выхода продуктов процесса, могут быть также подвергнуты омьшению в реакторе 25, затем по линии 26 подают на ректификацию в колонну 27 с получением бутандиолов, направляемых по линии 28 в емкость готовой продукции 29. Бутандиопы, получаемые в пред15 лагаемом способе квк побочные продукты могут быть широко использованы в хими-. ческойй промышленности.

Пример l. Хлорирование изобутана осуществляют в кварцевом реакторе, объемом 2 л, заполненном фарфоровой насадкой, температура хлорирования

300 С, соотношение изобутан:хлор рава но 6: 1. Выход триметилхлорметана составляет 64%. Продукты хлорирования разгоняют на фракционной колонне, выделяют из продуктов хлорирования трнметилхлорметвн, который затем направляют в реактор дегидрохлорирования, заполненный апюмосиликвтным катализ тором объемом 0,5 л. Иегидрохлорироввние осуществляют при а:гмосферном давлении и 60 С. Суммарный выход изобутиа лена на изобутан составляет 58%.

Другую часть продуктов хлорирования в количестве 28%, представпяюшую собой хпористый изобутип после фракционируюшей колонны, направляют в реактор на омьшение, которое осушествпяют %08 при 20 С и давлении 20 кГс/см и по4О лученный в результате омыления спирт подвергают парофазной дегидрвтации

0 при 350 С на активной окиси алюминия.

Суммарный выход изобутипена на иэобутан составляет 8 1%.

Пример 2. Каталитическое хлорирование иэобутана осуществляют на той же установке, что и в примере 1, на катализаторе Sf Cls с объемом слоя

200 смз, температуре хлорирования

195 С, соотношение изобутан:хлор равном 4:1, времени контакта - 3 с. Выход три метипхлорметана составляет 78%.

Дегидрохлорироввние триметилхлорметана

S5 осушествпяют на катализаторе, представляющем собой Х w форму синтетического зрионитв.

Катализатор приготавливают следующим образом:

7 74

t- JYa. -.эрионит ссоотношением 5 g Щбу равным 6:3 обрабатывают расплавом pig степень обмена ионов и +a на Уисоставляет 85%.

Дегидрохлорирование триметилхлорметаыа проводят при комнатной температуре и.обьемной скорости 4 ч . Суммарный выход изобутилена на изобутан составляет 87%.

Пример 3. Изобутан хлорируют на катализаторе Н-мордените с содержанием 0,5% Н(Х при 180 С с соотношением изобутан: хлор равном 5:1, время контакта — 0,3 с.

Выход триметилхлорметана составляет

90% на сырье.

Дегидрохлорирование осуществляют как и в примере 2 на kx — эрионите при 20 С, давления 7,2 бар н обьейной скорости 1,5 ч

Суммарный выход изобутилена на сырье составляет 89%.

Использование предлагаемого способа позвопяет снизить капитальные впожения и эксплуатационные затраты на производство изобутилена, повысить сепективность переработки изобутана при общем снижении затрат на производство.

Сепективность процесса может быть увеличена путем превращения хлористого изобутипа, неизбежно образуюшвгося на первой стадии процесса (хлорирование) в первичный изобутиловый спирт. омылением едкой шепочью при 200 С с последующей дегидратацией его над окисным катализатором, например окисью алюминия, при 300-400 С.

3084

Формула

8 изобретения

Способ получения изобутилена из изобутана с испопьзованием хлора при повышенной температуре, о т и и ч а юш и и с я тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта изобутан подвергают термическому хлорированию при 250-350 С или каталептическому 0 .хлорированию при 180-220 С в присутствии Н-морденита, содержащего 0,40,5 хлористого водорода, с попучением смеси хлорбутанов, которую подвергают фракционированию, с выделением хлорисд того изобутипа и триметилхлорметана, который дегидрохлорируют в присутствии

Хп. -эрионитного катализатора, с попучением изобутилена, и с последующим омылением хлористого изобутила щелочью и дегидратапией полученного при этом изобутилового спирта на активной окиси алюминия при 300-350 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе д 1. A3HHFBp Ф. Химия моноопефинов

М., 1961.

2. Патент Японии ¹ 44-13250, опублик. 1979.

3. Авторское свидетепьство СССР зо ¹ 213020, кл. С 07 С 11/08, 1968.

4. Авторское свидетельство СССР

% 438631, кл. С 07 С 11/08.

5. Скарченко В. K. Окислитепьное дегидрироваиие углеводородов", Успехи химии, 37, % 1, 198, с.З.

6. Патент США № 3316320, кп. 260-680, опублик. 1967.

7. Патент США % 3686345, кп. 260-677.

Составитель Л. Боброва

Редактор А. Иолинич Техред А. Шепанская Корректор M. Вигула

Заказ 3763/5 Тираж 495 Подписное

Ш1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ получения изобутилена Способ получения изобутилена Способ получения изобутилена Способ получения изобутилена Способ получения изобутилена 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к объединенному способу производства алкилтрет-бутиловых эфиров и, возможно, 1-бутена

Изобретение относится к способу получения олефинов парофазной дегидратацией спиртов в присутствии катализатора при повышенной температуре

Изобретение относится к области получения 1-алкенов, пригодных для использования в процессах полимеризации или синтезах, требующих алкена с крайним положением двойной связи

Изобретение относится к области получения высших олефинов, а именно 1-бутена полимеризационной степени чистоты, методом каталитической димеризации этилена
Изобретение относится к способу получения низкомолекулярных олефиновых углеводородов пиролизом углеводородного сырья в присутствии активирующей добавки и водяного пара, характеризующемуся тем, что в качестве активирующей добавки используют неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ)

Изобретение относится к способу для превращения С4 потока, содержащего 1-бутен и 2-бутен, предпочтительно в 2-бутен, включающему: смешивание указанного С4 потока с первым потоком водорода для образования вводимого потока, гидроизомеризацию указанного вводимого потока в присутствии первого катализатора гидроизомеризации, чтобы превратить по меньшей мере часть указанного 1-бутена в 2-бутен и получить выводимый продукт гидроизомеризации, отделение указанного выводимого продукта гидроизомеризации в колонне для каталитической дистилляции, имеющей верхний конец и нижний конец, для получения смеси 1-бутена у указанного верхнего конца, верхнего выводимого потока, включающего в себя изобутан и изобутилен, и нижнего потока, включающего 2-бутен, и гидроизомеризацию указанной смеси 1-бутена у указанного верхнего конца указанной колонны для каталитической дистилляции с использованием второго катализатора гидроизомеризации для получения добавочного 2-бутена в указанном нижнем потоке; где расположение указанного второго катализатора гидроизомеризации в верхней секции колонны как отдельной зоны реакции выбирают для достижения максимальной концентрации 1-бутена, рассчитанной с условием, что стадия гидроизомеризации с участием второго катализатора изомеризации не осуществляется

Изобретение относится к двум вариантам способа гидроизомеризации двойной связи олефинов С4, один из которых включает введение водорода, монооксида углерода и поток сырья, содержащий изобутан, изобутилен, 1-бутен и 2-бутен в реакционную зону, представляющую собой колонну каталитической дистилляции, в которой находится катализатор гидроизомеризации, активный в отношении гидроизомеризации двойной связи; превращение части указанного 1-бутена в 2-бутен; образование кубового продукта, содержащего 2-бутен, и дистиллята, содержащего изобутан и изобутилен, и введение в указанную реакционную зону монооксида углерода в количестве от 0,001 до 0,03 моль монооксида углерода на моль водорода, причем указанная реакционная зона имеет определенную длину в осевом направлении, и указанный монооксид углерода вводят в указанную реакционную зону в нескольких точках подачи, расположенных вдоль указанной длины в осевом направлении
Наверх