Способ получения бензола

 

Изобретение относится к нефтехимии , в частности к получению бензола . Цель изобретения - повьшение выхода бензола и селективности процесса . Получение его ведут контактированием метана или природного газа при 620-675 С, объемной скорости подачи сьгрья 8000 с катализатором (КТ) в присутствии окислителя - кислорода воздуха и объемном соотношении метана и кислорода 6-12 :1 в присутствии азота,.В качестве КТ используют КТ, содержащий 0,25-0,40 мас.% никеля на J. Содержание бензола в углеводородных продуктах реакции достигает 91-94 мас,%. Выход целв вого бензола достигает 9-11,1 мас.% на пропущенный метан. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. с «

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

I (191 (11) (51)4 С 07 С 15/04, 2/00, В О1 J 23/74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4093936/31-04 (22) 18,07,86 (46) 15.05.88. Бюл. Р 18 (71) Институт нефтехимических процессов им. Ю.Г.11амедалиева (72) Б.А.Дадашев, С.И.Абасов, Ф.А.Бабаева и Л.Г.Арустамова (53) 547.532(088.8) (56) Брагин О,В. и др, Каталитическая ароматизация метана и этана.

Изв. АН СССР. Сер. хим., 1982, К 4, с. 954;

Авторское свидетельство СССР

Р 950707, кл, С 07 С 5/41, 1980, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗОЛА (57) Изобретение относится к нефтехимии, в частности к получению бензола, Цель изобретения — повышение выхода бензола и селективности процесса. Получение его ведут контактированием метана или природного газа при о

620-675 С, объемной скорости подачи сырья 8000 ч с катализатором (КТ) в присутствии окислителя — кислорода воздуха и объемном соотношении метана и кислорода 6-12 :1 в присутствии азота..В качестве КТ используют

КТ, содержащий 0,25-0,40 мас.7. никеля на ) --Al O . Содержание бензола в углеводородных продуктах реакции достигает 91-94 мас.X. Выход целевого бензола достигает 9-11,1 мас.Х на пропущенный метан. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

l 395620

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу к химии С „a игле!-!.на к способу получения бензола на базе чистого метана и природного газа.

Получение жидких углеводородов ароматического ряда, в частности бензала„ превращением метана являетсл важной проблемой, поскольку представ- "0 ляет возможность его получения иэ альтернативных источников углеводородов, таких как метан и природный газ, пока еще не нашедших широкого применения. 15

Цель изобретения - повышение выхода бенэола и селектинности процесса.

На Чертеже изображена общая схема установки получения бензоля.

Азот по линии 1 из баллона через вентиль 2 тонкой регулировки проходит реаметр 3 и поступает н смеситель 4, где смешивается с метаном или природным F»33 QM идугцим по ли!гни 5 через

,барботер 6 с 20%-ным раствором Га031 (в случае подачи в процесс прирадно, го газа иэ линии газогтронода) „кран

7 тонкой регулировки, реометр 8, затем зта смесь газов проходит осушительные колонки с цеолитом 351аХ 9 и силикагелем 10 и поступает н емкость

11, куда подают окислитель — воздух из линии 12 через кран 13 тонкой регулировки, реометр 14 и асушитель 15.

Приготовленная смесь газов поступает в цилиндрический кварцевый реактор 16 35 со стационарным слоем катализатора.

Катализатор, используемый н процес, се, приготовлен следующим образом .

II-А1 0 прокаливают при 750 С в тече. ние 5 ч, пропитывают раствором NiC3

40 6Н О, взятого в количестне, необходимом для пропитки, в течение 8 ч, сушат при 80 и 200 С и после этого прокаливают при 700 С„в течение 5 ч, Анализ исходных метана и природноЯ го газа и продуктов их превращения осуществляют хроматографически.

Непревращенный метан, Н и Cp.-CG

» могут быть использованы как сам(тстоятельное газовое топливо или возвращены на повторное превращение рециркуляцией.

Пример 1. В реактор помещают приготовленный по вышеуказанной методике катализатор, содержащий 0 3 мас.%, никеля на г-окиси алюминия, в количестве 3 r. Катализатор подвергают обработке воздухом при 650 С в течение 3 т, затем продувают азотом в течение 0,25 ч и пропускают сырьевую смесь, содержагцую метан и кислород н объемном соотношении 9:1. Процесс

-3 проводят при объемной скорости 8000 ч и температуре 650 С. При этом конверсия метана составляет 18%, Баланс полученных продуктов н расчете на превра!ценный метан, мас. : С,Н 51, 1;

3,33; Си 31 67; Н .9 44, р0дукты коксоотложенил и нада остальное.

Баланс ттолученных продуктов в расчете на пропущенный метан,, мас.%:

С Н„ 9у2; С -С,; 0,6; СОг 5,7; Нг 1,7 продукты коксоатложепил„ водя, метан

0 ("- "- я т ь ! 0 p..

П р и м е 1! 2, Праце(с проводят спгалОГичио пртгггеру 1 EIo EIcпОльзуют катализ а 015, (Одержаший О, 25 мя с »% никеля 3!я ) От(иси а3тутмиггил . При этом

3»:oH!3 P35(3! Iß »ге Гс!3!а с0ст а!31(ле 1 4%» Ба ланс полу генных :радутон в расчете на превращенный г(етя33, мас. : С,Н„51 „46 „

Сг-Са 5:, СОг 27„14; Нг 8357, продукты кокс(5отло5(ег(ил и водя остяльглое.

Баланс полученных продуктов н расчете на Пр(5пущенньпл метан, мас. .:

72, -С 07,СО 3 продукты коксоотложеиил, вода,, метан остальное.

Пример 3. Отличяетсл от тгримера l тем, что используют катализа" тор, содержащий 0,4 мас. никеля на -окиси алгожнил, При этом, конверсия метана составляет 18,8 . Баланс полученных продуктов ь расчете на превращенный метан„ мас.Х: СбН, 47,87

С -С „3, 24; C0.. 31,91; Н 9,04 у ттродукты коксоотложенил и вода остальное.

Баланс полученных продуктов в-расчете на пропущенный метан, мас,.l:

С Н 6 9,0; Сг-.С 0,6 1 СО»» 6,0 у Н »

1, 7; продукты коксоотложенил, вода, метан остальное„

Пример 4. Отличается от примера 1 тем, что исходная реакционная смесь содержит метан и кислород н соотношении 12:1 по обьетгу. При этом конперсия метана составляет 16,6%.

Баланс полученных продуктов н расчете на превращенный метан, мас. :

С Н6 53,61; С -С 3,37; СО 26,75;

Н 10,24; ттродукты коксоотложения и вода остальное„

Баланс полученньгх продуктов в расчете на пропущенный метан, мас, .."

СбНб 8,9у С»» С Оу5бу СО 4,44 у Нп

3 139562

1, 7; продукты коксоотложения, вода, метан остальное.

Пример 5. Отличается от примера 1 тем, что исходная реакционная смесь содержит метан и кислород в соотношении 6:1 по объему. При этом конверсия метана составляет 20,2%.

Баланс полученных продуктов в расчете на превращенный метан, мас.Х: !О

С Н 43«07; С -С 1 «83» СО 38 «6 1»

Н 6,44; продукты коксоотложения и вода остальное

Баланс полученных продуктов. в расчете на пропущенный метан, мас. :

С Не 8,7; С -С 0,37; СО 7,8;,Н

1,3; продукты коксоотложения, вода, метан остальное, Пример 6. Отличается от примера-1 условиями проведения процесса. 20 о

Процесс проводят при 620 С и объемной скорости 8000 ч . При этом конверсия метана составляет 14,6Х. Баланс полученных продуктов в расчете на превращенный метан, мас.Х: С,Н, 60,7; С -С 25

3 5; СО< 20 5 Н 9, 3; продукты коксоотложения и вода остальное.

Баланс полученных продуктов в расчете на пропущенный метан, мас,Х:СеНе 8,86; С -Са 0,51; COz 3,0; Н

1,35; продукты коксоотложения, вода и метан остальное.

Пример 7. Отличается от примера 1 условиями проведения процесса.

Процесс проводят при 675 С и объемной скорости 8000 ч . При этом конверсия метана составляет 22,8Х. Баланс полученных продуктов в расчете на превращенный метан, мас.Х: С,Н, 40,8;

Cz-C 2,9; C0z 44,5; Н 6,2; продукты коксоотложения и вода остальное.

Баланс полученных продуктов в расчете на пропущенный метан, мас.Х:

СбН6 9,3; С -Сб 0,66; СО«10,10; Н

1,61; продукты коксоотложения, вода, метан остальное.

Пример 8. Отличается от примера 1 условиями проведения процесса.

Процесс проводят при 600 С и объемной скорости 6000 ч . При этом конверсия метана составляет 9,5Х. Баланс 50 полученных продуктов в расчете на превращенный метан, мас, : СбН 56,84;

С -С е 8,22; СО 15,63; Hz 11,6; продукты коксоотложения и вода остальное.

Баланс полученных продуктов в рас- 55 чете на пропущенный метан, мас. :

С6Н6 5«4» С -С 0,8; СО 1,48; Н 1,1 продукты коксоотложения, вода, метан остальное.

4

Пример 9. Отличается от примера 1 условиями проведения процесса. о

Процесс проводят при 690 С и объемной скорости 10000 ч . При этом конверсия метана составляет 28Х, Баланс полученных продуктов в расчете на превращенный метан, мас. ." CeHe 32,86; С -С

) 43; СО 57,14; Н 3,21; продукты коксоотложения и вода остальное, Баланс полученных продуктов в расчете на пропущенный метан, мас.Х: С Н

9,2; Cz-С6 0,04; СО 16; Н 0,9; продукты коксоотложения, вода, метан остальное, Пример 10. Отличается от примера 1 составом исходной реакционной смеси. В реактор подают реакционную смесь, содержащую природный газ и кислород в соотношении 9:1 по объему (состав природного газа: 96,4 об.Х СН » осталь".-Ое С,-сб ) ° При этом конверсия метана составляет 17 . Баланс полученных продуктов в расчете на превращенный природный газ, мас.Х: С6Н

68,23; С -С 16,47» СО 2,0; Н 12,53; продукты коксоотложения и вода остальное.

Результаты, приведенные в примере

10, показывают возможность использования природного газа для получения бензола с высокой селективностью и выходом. При этом частично вовлекаются в процесс образования бензола и али4атические углеводороды С .-,С4» которые увеличивают выход бензола, Пример 11. Отличается от примера 1 составом катализатора. В реактор загружают катализатор, содержащий 0,1 мас.Х никеля на g -окиси алюминия. При этом конверсия метана составляет 10,1Х. Баланс полученных продуктов в расчете на превращенный метан, мас. : СБН6 64,36; С -Се 5,74;

СО 11,9; Н 12,87; продукты коксоотложения и вода остальное. !

Баланс полученных продуктов в расчете на пропущенный метан, мас.Х:

СН 65; С-С 058; СО 1,2; Н 1,3, продукты коксоотложения, вода, метан остальное, Пример 12. Отличается от примера 1 составом катализатора. В реактор загружают катализатор, содержащий 0,5 мас.Х никеля на -окиси алюминия. При этом конверсия метана составляет 19Х. Баланс полученных продуктов в расчете на превращенный метан, мас.Х: СеНе 38,95; Cz-С6 1,58;

1395620

СО 47,89; Н 7,89, продукты коксоотложения и вода остальное.

Баланс полученных продуктов в расчете на пропущенный метан, мас.7:

С6Не 7 ° 4у С -С 0,3; СО 9,1; Н 1,5, продукты коксоотложения, вода, метан остальное.

Приведенные в примерах 1-3 результаты показывают, что получение бензо- 10 ла с высокой селективностью и выходом, превышакяцим эти параметры в известном способе, осуществляется на ! катализаторах, содержащих О, 250 4 мас.Х никеля (лучше 0,3 мас.Х) .

Селективность образования бензола в известном способе 1,47 при суммарном выходе ароматических углеводородов.С -С 28-40 мас .Х и конверсии метана 25-39.

Несмотря на во, что результаты, приведенные в примерах 11 и 12, показывают на достижение положительного результата в образовании бензола из метана, они являются запредельными значениями состава использованного катализатора. Это связано с тем, что в примере 11, несмотря на высокую селективность, выход бензола существенно снижается из-за низкой активности катализатора, 30

В примере 12 активность катализатора высока, но резко снижена селективность образования бензола, в результате чего увеличивается непроизводительный расход метана. 35

П р и м е.>р 13, Отличается от примера 1 составом исходной реак цио иной смеси. В реактор подают реакционную смесь, содержашую метан и кислород в совтношении 3,6:1 по объему. При этом конверсия метана составляет 247., Баланс полученных продуктов в расче, те на превращенный метан, мас.Х:

С Н 35,42;-СО 46,25; Н 3,75, Баланс полученных продуктов в рас- 45 чете на пропущенный метан, мас.7.:

С Н6 8,7 j С -С О, 37;-СО 7, 8; Н

1 ° 3; продукты коксоотложения,вода, метан остальное.

Пример 14. Отличается от при-50 мера 1 тем, что используют реакционную смесь, содержащую метан и кислород в соотношении 36:1 по объему. При этом конверсия метана составляет

7,2Х. Баланс полученных продуктов 55 н расчете на превращенный метан, мас.Х: С6Н 57; С -С6 7,22; СО 6,94;

Н 16,7> продукты коксоотложения и

ВОДЯ OCTRJIhHOP, Баланс полученных продуктов и расчете на пропущенный метан,.мас,7.:

С6Н 4,7; С -Сб 0,52; СО 0,5; Н 1,2; продукты коксоотложения, вода, метан остальное.

Данные, приведенные н примерах, показывают, что получение бенэола наиболее эффективно при объемных соотношениях метан: кислород, лежащих в интервале значений 6-12:1.

Результаты примера 14 указывают на рост селективности процесса н сторону образования бензола, но при этом активность катализатора низка. В примере 13 наблюдается высокая актинность катализатора н превращении метана. Однако н этом случае наблюдается низкая селектинность образования бензола и, следовательно, непроизводительный расход метана, Из приведенных н примерах данных видно, что эа одну технологическую стадию конверсия метана достигает 14197, при этом < електинность выхода бенэола составляет 48-51,5 мас.Х.

Содержание бенэола н углеводородных продуктах реакции достигает 91—

94 мас.7.. Выход целевого продукта достигает 9-11 1 мас,Х на пропущенный метан, Формула из обр ет ения

1. Способ получения бенэола путем контактирования метана или природноro газа при повышенной температуре с катализатором в присутствии окислителя, отличающийся тем,что,с целью повышения выхода целевого продукта и селективности процесса, используют катализатор, содержащий 0,250,40 мас,7 никеля на -окиси алюминия, в качестве окислителя используют кислород воздуха и процесс ведут при температуре 620-675 С и объемном соотношении метан:кислород 6-12:1 в присутствии азота.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что процесс проводят при объемной скорости подачи сырья 8000 ч

Составитель Г.Гуляева

Редактор Н,Киштулинец Техред M.Ходанич Корректор М.Пожо

Заказ 2463/24 Тираж 370 Падпи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4