Способ получения изопрена

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2458033:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение ЕВРОХИМ" (RU)

Изобретение относится к способу получения изопрена жидкофазным взаимодействием формальдегида и изобутилена и/или веществ, являющихся их источниками, например 4,4-диметил-1,3-диоксана и триметилкарбинола, в присутствии водного раствора кислотного катализатора при повышенной температуре и давлении с отбором из реакционной зоны парожидкостного потока продуктов реакции и воды. Далее парожидкостной поток сепарируют, охлаждают, конденсируют и разделяют на водный и масляный слои, с последующим выделением изопрена из масляного слоя. Способ характеризуется тем, что масляный слой перед выделением изопрена промывают водой в противоточной колонне при температуре 20-60°C, давлении 0,4-1,0 МПа в массовом соотношении (10-50):1 соответственно. Настоящий способ позволяет снизить потери изопрена в процессе его выделения. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр., 1 ил.

 

Изобретение относится к способам получения изопрена из изобутилена и формальдегида или веществ, являющихся их источниками, например, 4,4-метил-1,3-диоксана и триметилкарбинола.

Изопрен находит широкое применение в качестве мономера для получения каучуков по свойствам, близким к натуральному, а также в органическом синтезе.

Известен ряд способов получения изопрена путем жидкофазного взаимодействия изобутилена и формальдегида или веществ, являющихся их источниками, например 4,4-диметил-1,3-диоксана и триметилкарбинола, в присутствии водного раствора кислотного катализатора, осуществляемых при повышенной температуре и повышенном давлении в одну или несколько ступеней контактирования, с отбором на последней ступени контактирования продуктов реакции и балансового количества воды в виде парового потока, с последующим охлаждением, конденсацией и разделением на водный и органический слои, переработкой органического слоя и выводом жидкого потока водного раствора катализатора на экстракцию с последующим возвратом его в зону синтеза (RU 2167710, 27.05.2001, RU 2134679, 20.08.1999, EP 0106323, 25.04.1984).

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ получения изопрена, описанный в патенте РФ №2330009, 27.07.2008, путем жидкофазного взаимодействия формальдегида и изобутилена или веществ, являющихся их источниками, например 4,4-диметил-1,3-диоксана и триметилкарбинола, в присутствии водного раствора кислотного катализатора, осуществляемого при повышенной температуре и давлении в одну или несколько ступеней контактирования, отбора на последней ступени контактирования продуктов реакции и балансового количества воды в виде парового потока с последующим охлаждением, конденсацией и разделением на водный и органический слои, переработкой органического слоя и вывода жидкого потока водного раствора катализатора на экстракцию с последующим возвратом его в зону синтеза.

В способе получения изопрена путем жидкофазного взаимодействия изобутилена и формальдегида или веществ, являющихся их источниками, например 4,4-диметил-1,3-диоксана и триметилкарбинола, в присутствии водного раствора кислотного катализатора, переработка органического слоя производится сразу после стадии разделения без удаления из него остаточного содержания кислоты. В процессе переработки органического слоя методом ректификации кислота инициирует катионную полимеризацию изопрена с образованием низкомолекулярных полимеров, являющихся отходом производства.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в улучшении показателей за счет снижения потерь изопрена в процессе его выделения.

Указанный технический результат достигается заявленным способом получения изопрена путем жидкофазного взаимодействия формальдегида и изобутилена и/или веществ, являющихся их источниками, например 4,4-диметил-1,3-диоксана и триметилкарбинола, в присутствии водного раствора кислотного катализатора при повышенной температуре и давлении, отбора из реакционной зоны парожидкостного потока продуктов реакции и воды, который сепарируют, охлаждают, конденсируют и разделяют на водный и масляный слои, с последующим выделением изопрена из масляного слоя, причем масляный слой перед выделением изопрена промывают водой в противоточной колонне при температуре 20-60°С и давлении 0,4-1,0 МПа в массовом соотношении (10-50):1 соответственно. Давление в колонне поддерживается в зависимости от температуры в ней, для предотвращения вскипания изобутилена и уноса воды в зону выделения изопрена. Указанный диапазон соотношений масляный слой : вода является оптимальным. При увеличении соотношения выше указанного диапазона снижается эффективность отмывки и увеличиваются потери изопрена в результате катионной полимеризации. При снижении соотношения ниже указанного диапазона эффективность отмывки возрастает незначительно, при этом возрастают энергетические затраты на выделение промывной воды.

Взаимодействие формальдегида и изобутилена и/или веществ, являющихся их источниками, например 4,4-диметил-1,3-диоксана и триметилкарбинола, осуществляют при температуре 150-200°С и давлении 0,6-1,7 МПа.

Для промывки масляного слоя используют обессоленную воду либо воду, получаемую после переработки парожидкостного потока, отбираемого из реакционной зоны.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить потери изопрена на 2-3% за счет исключения катионной полимеризации.

Заявленный способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Принципиальная схема установки для осуществления способа согласно изобретению приведена на фиг.1.

Установка включает реактор 1, сепарационную зону 2, зону конденсации, охлаждения, разделения на органический и водный слои 3, колонну 4.

В трубную часть реактора 1 подают 21 т/ч сырья, содержащего 23% масс. диметилдиоксана, 69% масс. триметилкарбинола, 8% масс. воды, и 15 т/ч 6%-ного водного раствора фосфорной кислоты. Температуру в реакторе поддерживают 160°С, давление 0,95 МПа. Выходящий из реактора парожидкостный поток подают в сепарационную зону 2. Пары продуктов реакции и непревращенного сырья, выходящие из сепарационной зоны 2, конденсируют, охлаждают и расслаивают на водный и органический слои в зоне 3. Органический слой из зоны 3 в количестве 16 т/ч, содержащий 24% масс. изопрена, 0,1% масс. фосфорной кислоты, подают на отмывку в колонну 4. Туда же подают воду в количестве 1,6 т/ч. Отмывку проводят при температуре 20°С и давлении 0,4 МПа. Отмытый продукт, содержащий 0,001% масс. фосфорной кислоты направляют на выделение изопрен-изобутиленовой фракции в колонну 5. После разделения изопрен-изобутиленовой фракции получают 2,5 т/ч изобутилена, который направляют на гидратацию и 3,83 т/ч изопрена.

Пример 2

В трубную часть реактора 1 подают 21 т/ч сырья, содержащего 23% масс. диметилдиоксана, 69% масс. триметилкарбинола, 8% масс. воды, и 15 т/ч 6%-ного водного раствора фосфорной кислоты. Температуру в реакторе поддерживают 160°С, давление 0,95 МПа. Выходящий из реактора парожидкостный поток подают в сепарационную зону 2. Пары продуктов реакции и непревращенного сырья, выходящие из сепарационной зоны 2, конденсируют, охлаждают и расслаивают на водный и органический слои в зоне 3. Органический слой из зоны 3 в количестве 16 т/ч, содержащий 24% масс. изопрена, 0,1% масс. фосфорной кислоты, подают на отмывку в колонну 4. Туда же подают воду в количестве 0,32 т/ч. Отмывку проводят при температуре 40°С и давлении 0,7 МПа. Отмытый продукт, содержащий 0,01% масс. фосфорной кислоты направляют на выделение изопрен-изобутиленовой фракции в колонну 5. После разделения изопрен-изобутиленовой фракции получают 2,5 т/ч изобутилена, который направляют на гидратацию и 3,80 т/ч изопрена.

Пример 3

В трубную часть реактора 1 подают 21 т/ч сырья, содержащего 23% масс. диметилдиоксана, 69% масс. триметилкарбинола, 8% масс. воды, и 15 т/ч 6%-ного водного раствора фосфорной кислоты. Температуру в реакторе поддерживают 160°С, давление 0,95 МПа. Выходящий из реактора парожидкостный поток подают в сепарационную зону 2. Пары продуктов реакции и непревращенного сырья, выходящие из сепарационной зоны 2, конденсируют, охлаждают и расслаивают на водный и органический слои в зоне 3. Органический слой из зоны 3 в количестве 16 т/ч, содержащий 24% масс. изопрена, 0,1% масс. фосфорной кислоты, подают на отмывку в колонну 4. Туда же подают воду в количестве 0,52 т/ч. Отмывку проводят при температуре 60°С и давлении 1,0 МПа. Отмытый продукт, содержащий 0,006% масс. фосфорной кислоты, направляют на выделение изопрен-изобутиленовой фракции в колонну 5. После разделения изопрен-изобутиленовой фракции получают 2,5 т/ч изобутилена, который направляют на гидратацию и 3,81 т/ч изопрена.

Пример 4 (для сравнения)

В трубную часть реактора 1 подают 21 т/ч сырья, содержащего 23% масс. диметилдиоксана, 69% масс. триметилкарбинола, 8% масс. воды, и 15 т/ч 6%-ного водного раствора фосфорной кислоты. Температуру в реакторе поддерживают 160°С, давление 0,95 МПа. Выходящий из реактора парожидкостный поток подают в сепарационную зону 2. Пары продуктов реакции и непревращенного сырья, выходящие из сепарационной зоны 2, конденсируют, охлаждают и расслаивают на водный и органический слои в зоне 3. Органический слой из зоны 3 в количестве 16 т/ч, содержащий 24% масс. изопрена, 0,1% масс. фосфорной кислоты, подают в колонну 4. Воду в аппарат не подают. Температуру в колонне поддерживают 40°С, давление 0,7 МПа. Продукт из колонны 4 направляют на выделение изопрен-изобутиленовой фракции в колонну 5. После разделения изопрен-изобутиленовой фракции получают 2,5 т/ч изобутилена, который направляют на гидратацию и 3,72 т/ч изопрена.

Показатели примеров осуществления предлагаемого способа сведены в таблицу.

Таблица
Показатели процесса получения изопрена Пример
1 2 3 4
1 Подача сырья, т/ч 21 21 21 21
2 Температура в реакторе, °С 160 160 160 160
3 Давление в реакторе, МПа 0,95 0,95 0,95 0,95
4 Подача органического слоя на отмывку, т/ч 16 16 16 16
5 Подача воды на отмывку, т/ч 1,6 0,32 0,53 0
6 Температура в отмывной колонне, °С 20 40 60 40
7 Давление в отмывной колонне, МПа 0,4 0,7 1,0 0,7
8 Соотношение органический слой : вода 10:1 50:1 30:1 -
9 Выработка изопрена, т/ч 3,83 3,80 3,81 3,72
10 Снижение потерь изопрена, % 3,0 2,2 2,4 0

1. Способ получения изопрена жидкофазным взаимодействием формальдегида и изобутилена и/или веществ, являющихся их источниками, например, 4,4-диметил-1,3-диоксана и триметилкарбинола, в присутствии водного раствора кислотного катализатора при повышенной температуре и давлении с отбором из реакционной зоны парожидкостного потока продуктов реакции и воды, который сепарируют, охлаждают, конденсируют и разделяют на водный и масляный слои, с последующим выделением изопрена из масляного слоя, отличающийся тем, что масляный слой перед выделением изопрена промывают водой в противоточной колонне при температуре 20-60°C, давлении 0,4-1,0 МПа в массовом соотношении (10-50):1 соответственно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для промывки масляного слоя используют воду, получаемую после переработки парожидкостного потока, отбираемого из реакционной зоны.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что взаимодействие осуществляют при температуре 150-200°C и давлении 0,6-1,7 МПа.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу извлечения окисленных сернистых соединений, в частности сульфоксидов и сульфонов, из смеси с углеводородами и сернистыми соединениями, путем обработки смеси экстрагентом при массовом соотношении сырье : экстрагент от 1:1 до 1:7 и температуре от 30 до 70°С.

Изобретение относится к способам очистки углеводородных смесей и может быть использовано при добыче, подготовке и переработки углеводородного сырья. .
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для извлечения ароматических углеводородов С6-C8 (бензола, толуола, ксилолов) из катализатов риформинга бензиновых фракций нефти, пироконденсатов и других смесей с неароматическими углеводородами (алканами, изоалканами, циклоалканами, олефинами).

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической отрасли промышленности и может быть использовано в процессе выделения ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими углеводородами методом жидкостной экстракции.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для удаления ароматических углеводородов из прямогонной керосиновой фракции.

Изобретение относится к способу выделения ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими методами жидкостной экстрации или экстрактивной реактификации и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к нефтехимической технологии, в частности к способам выделения ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими жидкостной экстракцией, и может быть применено в нефте- и коксохимической промышленности.

Изобретение относится к способу получения оптически активных спиро-гомофуллеренов формулы (1) и (2) характеризующийся тем, что С60 -фуллерен взаимодействует с оптически активными диазосоединениями, генерируемыми in situ окислением гидразонов (-)-ментона и D-(+)-камфоры с помощью MnO2, в о-дихлорбензоле в присутствии трехкомпонентной каталитической системы Pd(асас)2-PPh3-Et 3Al, взятыми в мольном соотношении С60: оптически активный гидразон: Pd(acac)2:PPh3:Et 3Al=0.01:(0.01-0.02):(0.0015-0.0025):(0.003-0.005):(0.006-0.01), при комнатной температуре (~20°С) в течение 1-2 ч.

Изобретение относится к конденсированному полициклическому соединению, представленному общей формулой (I): где радикалы R1-R18 , каждый независимо, выбирают из группы, состоящей из атома водорода, фенильной группы и фенильной группы, замещенной двумя трет-бутильными группами.

Изобретение относится к способу комплексного использования изобутана в производстве изопрена и бутилкаучука, включающему стадию получения изобутилена дегидрированием изобутана с образованием изобутан-изобутиленовой фракции, содержащей 45-46% мас.

Изобретение относится к дибензо[c,g]флуореновому соединению, представленному одной из следующих формул: , Также изобретение относится к органическому светоизлучающему устройству, использующему указанные выше соединения.

Изобретение относится к способу переработки полупродуктов синтеза изопрена, полученных на стадии конденсации формальдегида и изобутилена или его производных, включающему разложение полупродуктов синтеза на катализаторе с получением изопрена, характеризующемуся тем, что в качестве катализатора используют фосфаты циркония, ниобия или тантала, или упомянутые фосфаты, нанесенные на неорганический носитель, и процесс осуществляют при 100-200°C, давлении 7-20 атм, при массовой скорости подачи полупродуктов синтеза изопрена, находящихся в жидкой фазе, на твердофазный катализатор со скоростью 0,5-15 г/г час.

Изобретение относится к способу жидкофазного получения изопрена путем взаимодействия формальдегида с изобутиленом или его производными в присутствии твердофазного катализатора и последующего выделения целевого продукта, характеризующемуся тем, что в качестве катализатора используют фосфаты, выбранные из фосфатов циркония, ниобия или тантала, при этом взаимодействие осуществляют при 100-200°С, давлении 7-20 атм и мольном отношении изобутилена или производного изобутилена к формальдегиду, равном (1-20)/1.

Изобретение относится к способу получения 1,1,3-трифенилиндена из фенилацетилена и производного трифенилметана, характеризующемуся тем, что в качестве производного трифенилметана используется трифенилметанол в присутствии каталитических количеств кислоты Льюиса в среде органического растворителя, обеспечивающего возможность отделения образующейся воды, в виде азеотропной смеси.

Изобретение относится к способу получения изопрена путем жидкофазного взаимодействия компонентов сырья - формальдегида и, возможно, веществ, являющихся источником формальдегида, с трет-бутанолом, возможно, изобутиленом или веществами, являющимися источником изобутилена, и, возможно, полупродуктами - предшественниками изопрена, в присутствии сильного кислотного катализатора и воды с использованием мольного избытка трет-бутанола или изобутилена к формальдегиду или веществам, являющимся источником формальдегида, при температуре и давлении, обеспечивающих переход изопрена в паровую фазу с последующим его выделением, осуществляемый с подводом тепла в реакционную зону реактора, оснащенную массообменной насадкой, за счет циркуляции подогреваемого кислого водного слоя с обеспечением перепада температуры по высоте реакционной зоны, характеризующемуся тем, что реактор имеет одну или более дополнительных последовательно установленных реакционных зон, оснащенных массообменной насадкой, в каждую зону подают сырье через распределительные устройства, при этом тепло в дополнительно установленные реакционные зоны дополнительно подводят паровой фазой через распределительные устройства с предыдущей реакционной зоны с поддержанием температуры и давления в них, обеспечивающих переход основного количества трет-бутанола и изобутилена в паровую фазу и перепад температур по высоте каждой реакционной зоны 3-7°С.

Изобретение относится к способу получения циклоалкилиденгомо(С 60-Ih)[5,6]фуллеренов общей формулы (I): n=1, 2, 3, 4характеризующемуся тем, что С60-фуллерен взаимодействует с циклическими диазосоединениями, генерируемыми in situ из соответствующих незамещенных гидразонов ( ) с помощью Ag2O, в о-дихлорбензоле в присутствии трехкомпонентной каталитической системы Pd(асас)2-2PPh 3-4Et3Al, взятыми в мольном соотношении С 60: незамещенный гидразон: Pd(асас)2-2PPh 3-4Et3Al=0.01:(0.01-0.02):(0.0015-0.0025), при комнатной температуре (~20°С) в течение 20-40 мин.

Изобретение относится к способу получения (С 60-Ih)[5,6]фуллеро[2',3':1,9]циклопропана общей формулы (I): характеризующемуся тем, что С60 -фуллерен взаимодействует с диазометаном (CH2N 2), генерируемым in situ из N-метил-N-нитрозомочевины и водного раствора КОН в хлорбензоле в присутствии палладиевого катализатора (Pd(acac)2), взятыми в мольном соотношении С60: N-метил-N-нитрозомочевины: Pd(acac)2 =0.01:(0.01-0.05):(0.0015-0.0025) и 0.1 мл 40%-го водного раствора КОН, предпочтительно 0.01:0.03:0.002, при температуре 40°С в течение 0.5-1.5 ч.

Изобретение относится к вариантам способа получения С2-С36 линейных или разветвленных углеводородов и кислородсодержащих углеводородов. .
Наверх