Способ получения изопрена, изобутилена и формальдегида

 

Использование: нефтехимия. Сущность: высококипящие побочные продукты (ВПП) синтеза 4,4-диметилдиоксана (ДМД) подвергают расщеплению на катализаторе при повышенных температурах. После цикла контактирования проводят регенерацию катализатора расщепления ВПП путем выжига кокса при 500-550°С за счет подачи газов регенерации кальцийфосфатного катализатора с установки разложения ДМД с температурой 450-550°С под давлением 1,5-2,0 ати, в составе которого имеется перегретый водяной пар, кислород воздуха, азот, двуокись углерода. Регулирование и стабилизацию температурного режима регенерации катализатора проводят за счет подачи низкотемпературного водяного пара и воздуха из заводской сети. Технический результат: снижение расхода водяного пара и топливного газа, улучшение экологии. 1 табл., 1 ил.

Изобретение касается способа получения изопрена, изобутилена и формальдегида путем расщепления высококипящих побочных продуктов (ВПП) через 4,4-диметил-1,3-диоксана (ДМД) и может быть использовано в нефтехимической промышленности в производстве изопрена.

Известен способ расщепления высококипящих побочных продуктов синтеза 4,4-диметил-1,3-диоксана на катализаторе К-70 при средних температурах 320-335°С, объемной скорости подачи сырья 1 час^-1 и разбавлении высококипящих паром в весовом соотношении 1:4-6. По мере закоксовывания катализатора проводится его регенерация паровоздушной смесью (авт. св. СССР №401122, 1970, авт. св. СССР №460729, 1973).

Недостатками способа являются высокий удельный расход водяного пара и значительные выбросы газов регенерации в атмосферу.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ получения изопрена, изобутилена и формальдегида путем расщепления высококипящих побочных продуктов синтеза 4,4-диметил-1,3-дикосана на катализаторе и предусматривающий после контактирования регенерацию катализатора ВПП (Патент РФ 1453819, 1996).

Недостатком способа получения изопрена, изобутилена и формальдегида является то, что при регенерации катализатора расщепления ВПП происходит высокий расход водяного пара и значительные выбросы газов регенерации в атмосферу.

Целью изобретения является снижение удельного расхода водяного пара и улучшения экологии на производстве.

Поставленная цель достигается тем, что способ получения изопрена, изобутилена и формальдегида путем расщепления высококипящих побочных продуктов (ВПП) синтеза 4,4-диметилдикосана (ДМД) на катализаторе предусматривает после цикла контактирования регенерацию катализатора расщепления ВПП путем выжига кокса при 500-550°С за счет подачи газов регенерации кальцийфосфатного катализатора с установки разложения ДМД с температурой 450-550°С и под давлением 1,5-2,0 ати, имеющие в своем составе перегретый водяной пар, кислород, азот, двуокись углерода, а регулирование и стабилизацию температурного режима регенерации катализатора расщепления ВПП осуществляют подачей низкотемпературного пара и воздуха из заводской сети.

При этом в значительной степени улучшаются условия регенерации катализатора ВПП, т.к. содержание кислорода в паровоздушной смеси, поступающей с установки разложения ДМД, колеблется в основном в пределах 5-15 мас.%, что по сравнению с воздухом предотвращает резкие повышения температуры в слоях катализатора и эффективно регулируется подачей небольшого количества воздуха, перегретого водяного пара и низкотемпературного пара (157°С) из заводской сети.

Регенерация же катализатора разложения ДМД проводится при повышенном давлении в реакторах до 1,5-2,0 ати, что естественно улучшает условия выжига кокса.

В производстве, как правило, процесс расщепления высококипящих побочных продуктов проводится в двух реакторах, в одном ведется расщепление ВПП, в другом - регенерация. Длительность проведения регенерации определяется не только очередностью процесса контактирования - регенерации, но и значительным количеством отложенного на катализаторе кокса, а также ограничением температуры в слоях катализатора до 550°С.

Газы регенерации катализатора ВВП совместно с газами регенерации катализатора расщепления ДМД выбрасываются в атмосферу.

Газы регенерации катализатора ВВП совместно с газами регенерации катализатора расщепления ДМД выбрасываются в атмосферу.

В связи с тем, что газы регенерации из реакторов разложения ДМД не используются и также выбрасываются в атмосферу, возможно проведение процесса выжига кокса в реакторах расщепления высококипящих побочных продуктов с большим разбавлением кислорода паром. Это также улучшит процесс регенерации.

На чертеже представлена принципиальная схема процесса получения изопрена, изобутилена и формальдегида.

После цикла контактирования в реакторе на установке разложения ДМД проводится регенерация кальцийфосфатного катализатора паровоздушной смесью, а затем газы регенерации частично по линии 2 выбрасываются в атмосферу, а частично по линии 3 направляются на регенерацию катализатора в реактор 4 разложения ВПП. Для регулирования температуры регенерации в реакторе предусматривается подача низкотемпературного пара по линии 5 и воздуха по линии 6 из заводской сети.

Газы регенерации из реактора 4 после выжига кокса объединяются с газами регенерации реактора 1 разложения ДМД, поступающими по линии 2, и по линии 8 выбрасываются в атмосферу.

Таким образом, за счет использования бросовых газов регенерации ДМД достигается экономия водяного пара, а также воздуха и снижаются выбросы в атмосферу.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1 (по прототипу). Расщепление высококипящих побочных продуктов с образованием изопрена, изобутилена и формальдегида проводится при температуре 430-450°С на катализаторе К-84 в реакторе. После 8 часов расщепления проводится регенерация катализатора также в течение 8 часов паровоздушной смесью с использованием перегретого в пароперегревательной печи водяного пара и воздуха.

Таким образом достигается экономия водяного пара, а также воздуха и снижаются выбросы в атмосферу.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1 (по прототипу). Расщепление высококипящих побочных продуктов с образованием изопрена, изобутилена и формальдегида проводится при температуре 430-450°С на катализаторе К-84 (на основе окиси алюминия) в реакторе. После 8 часов расщепления проводится регенерация катализатора также в течение 8 часов паровоздушной смесью при температуре 500-550°С с использованием перегретого в пароперегревательной печи водяного пара с температурой 450-550°С и воздуха.

Показатели процесса регенерации приводятся в таблице.

Пример 2 (по предлагаемому способу).

Регенерация катализатора разложения высококипящих побочных продуктов проводится при технологическом режиме, указанном в примере 1, но вместо перегретого в печи водяного пара из сети подаются газы регенерации установки расщепления диметилдиоксана с температурой 450-550°С из линии выбросов этих газов в атмосферу.

Регулирование температуры в слоях катализатора проводится подачей дополнительного количества низкотемпературного водяного пара, а также воздуха из заводской сети.

Сравнительные данные процесса регенерации катализатора разложения высококипящих побочных продуктов по прототипу и предлагаемому способу приводятся в таблице.

Возможно и большее количество подачи газов регенерации с установки разложения диметилдиоксана на регенерацию катализатора разложения высококипящих, т.к. эти газы все равно не используются и выбрасываются в атмосферу. Условия регенерации при этом только улучшатся.

Таким образом, внедрение данного изобретения в производстве изопрена мощностью 100 тыс.т/год позволит снизить удельный расход водяного пара примерно на 0,5-0,6 Гкал и соответственно расход топливного газа, а также уменьшить выбросы газов регенерации в атмосферу на 10-12 т/ч.

Формула изобретения

Способ получения изопрена, изобутилена и формальдегида путем расщепления высококипящих побочных продуктов (ВПП) синтеза 4,4-диметилдиоксана (ДМД) на катализаторе, предусматривающий после цикла контактирования регенерацию катализатора расщепления ВПП, отличающийся тем, что регенерацию катализатора расщепления ВПП проводят путем выжига кокса при 500-550°С, на регенерацию подают газы регенерации кальцийфосфатного катализатора с установки разложения ДМД с температурой 450-550°С и под давлением 1,5-2,0 ати, имеющие в своем составе перегретый водяной пар, кислород воздуха, азот, двуокись углерода, а регулирование и стабилизацию температурного режима регенерации катализатора расщепления ВПП осуществляют подачей низкотемпературного пара и воздуха из заводской сети.

РИСУНКИРисунок 1