Способ получения изопрена

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2458035:

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, который сепарируют, охлаждают, конденсируют и разделяют на водный и масляный слои с последующим выделением изопрена и рециркулированием водного раствора кислотного катализатора в процесс, характеризующемуся тем, что 1-10% рециркулирующего водного раствора кислотного катализатора смешивают при температуре 40-80°С и массовом соотношении (0,01-0,1):1 с 4,4-диметил-1,3-диоксаном и триметилкарбинолом в емкости, откуда выводят раствор, содержащий кислотный катализатор, 4,4-диметил-1,3-диоксан и триметилкарбинол, который направляют в реакционную зону синтеза изопрена, и осажденные соли, которые выводят из процесса. Использование настоящего способа позволяет осуществлять процесс с более высокой селективностью и производительностью и, как следствие, улучшить технико-экономические показатели процесса. 2 з.п. ф-лы, 4 пр., 1 табл., 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, не предусмотрен вывод солей металлов, накапливающихся в циркулирующем растворе кислотного катализатора, которые увеличивают диффузионное торможение и снижают селективность процесса.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в улучшении показателей процесса за счет повышения селективности процесса.

Указанный технический результат достигается заявленным способом 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 и рециркулированием водного раствора кислотного катализатора в процесс, причем 1-10% рециркулирующего водного раствора кислотного катализатора смешивают при температуре 40-80°С и массовом соотношении (0,01-0,1):1 с 4,4-диметил-1,3-диоксаном и триметилкарбинолом в емкости, откуда выводят раствор, содержащий кислотный катализатор, 4,4-диметил-1,3-диоксан и триметилкарбинол, который направляют в реакционную зону синтеза изопрена, и осажденные соли, которые выводят из процесса.

Для смешения водного раствора катализатора с 4,4-диметил-1,3-диоксаном и триметилкарбинолом может быть использована пустотелая или заполненная насадкой емкость.

Предпочтительно синтез изопрена проводят при температуре 150-200°С и давлении 0,6-1,7 МПа.

Заявленный способ позволяет осуществлять процесс с более высокой селективностью и производительностью и, как следствие, улучшить технико-экономические показатели процесса.

Заявленный способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (для сравнения)

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

Установка включает реактор 1, зону сепарации, конденсации, охлаждения, разделения на органический и водный слои 2, емкость для осаждения солей 3, зону выделения изопрена 4.

В трубную часть реактора 1 подают 14,84 т/ч сырья, содержащего 24,3% масс. диметилдиоксана, 67,9% масс. триметилкарбинола, 7,8% 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 зону сепарации, конденсации, охлаждения, разделения на органический и водный слои 2, откуда 15 т/ч водного раствора фосфорной кислоты рециркулируют в реактор синтеза изопрена. В емкость 3 подают 3,6 т/ч ДМД и 11,24 т/ч водного раствора ТМК (10,08 т/ч ТМК). Водный раствор фосфорной кислоты в нее не подают. Сырье из емкости 3 подают в реактор синтеза изопрена. Температуру в емкости 3 поддерживают 40°С. После переработки продуктов реакции получают 2,77 т/ч изопрена. Расход ДМД на 1 тонну изопрена 1,3 т/т.

Пример 2

В трубную часть реактора 1 подают 16,3 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 зону сепарации, конденсации, охлаждения, разделения на органический и водный слои 2, откуда 14,85 т/ч водного раствора фосфорной кислоты рециркулируют в реактор синтеза изопрена (99% от всего потока водного раствора фосфорной кислоты), а 0,15 т/ч выводят в емкость для осаждения солей (1% от всего потока водного раствора фосфорной кислоты) 3. Туда же подают 3,75 т/ч ДМД и 12,55 т/ч водного раствора ТМК (11,25 т/ч ТМК). Соотношение водный раствор фосфорной кислоты: (ДМД+ТМК)=0,01: 1. Сырье из емкости 3 подают в реактор синтеза изопрена, а осажденные соли в количестве 0,3 кг/ч выводят на утилизацию. Температуру в емкости 3 поддерживают 40°С. После переработки продуктов реакции получают 2,95 т/ч изопрена. Расход ДМД на 1 тонну изопрена 1,27 т/т. Увеличение производительности по ДМД на 4,2%.

Пример 3

В трубную часть реактора 1 подают 18,6 т/ч сырья, содержащего 21,9% масс. диметилдиоксана, 65,8% масс. триметилкарбинола, 12,3% 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 зону сепарации, конденсации, охлаждения, разделения на органический и водный слои 2, откуда 14,18 т/ч водного раствора фосфорной кислоты рециркулируют в реактор синтеза изопрена (94,5% от всего потока водного раствора фосфорной кислоты), а 0,82 т/ч выводят в емкость для осаждения солей (5,5% от всего потока водного раствора фосфорной кислоты) 3. Туда же подают 4,08 т/ч ДМД и 13,65 т/ч водного раствора ТМК (12,24 т/ч ТМК). Соотношение водного раствора фосфорной кислоты: (ДМД+ТМК)=0,05:1. Сырье из емкости 3 подают в реактор синтеза изопрена, а осажденные соли в количестве 1,2 кг/ч выводят на утилизацию. Температуру в емкости 3 поддерживают 60°С. После переработки продуктов реакции получают 3,34 т/ч изопрена. Расход ДМД на 1 тонну изопрена 1,22 т/т. Увеличение производительности по ДМД на 13,3%.

Пример 4

В трубную часть реактора 1 подают 18,6 т/ч сырья, содержащего 21,9% масс. диметилдиоксана, 65,8% масс. триметилкарбинола, 12,3% 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 зону сепарации, конденсации, охлаждения, разделения на органический и водный слои 2, откуда 13,5 т/ч водного раствора фосфорной кислоты рециркулируют в реактор синтеза изопрена (90% от всего потока водного раствора фосфорной кислоты), а 1,5 т/ч выводят в емкость для осаждения солей (10% от всего потока водного раствора фосфорной кислоты) 3. Туда же подают 4,08 т/ч ДМД и 13,65 т/ч водного раствора ТМК (12,24 т/ч ТМК). Соотношение водный раствор фосфорной кислоты: (ДМД+ТМК)=0,1:1. Сырье из емкости 3 подают в реактор синтеза изопрена, а осажденные соли в количестве 1,25 кг/ч выводят на утилизацию. Температуру в емкости 3 поддерживают 80°С. После переработки продуктов реакции получают 3,37 т/ч изопрена. Расход ДМД на 1 тонну изопрена 1,21 т/т. Увеличение производительности по ДМД на 13,3%.

Показатели примеров осуществления предлагаемого способа сведены в таблицу.

Таблица
Показатели процесса получения изопрена Пример
1 2 3 4
1 Подача ДМД, т/ч 3,60 3,75 4,08 4,08
2 Температура в реакторе, °С 160 160 160 160
3 Давление в реакторе, МПа 0,95 0,95 0,95 0,95
4 Подача водного раствора фосфорной кислоты в емкость 3, т/ч 0,00 0,15 0,82 1,5
5 Доля водного раствора фосфорной кислоты, подаваемого в емкость 3 от всего потока, % 0,0 1,0 5,5 10,0
6 Соотношение водный раствор фосфорной кислоты: (ДМД+ТМК) 0:1 0,01:1 0,05:1 0,1:1
7 Температура в емкости 3, °С 40 40 60 80
8 Вывод солей, кг/ч 0,00 0,30 1,20 1,25
9 Выработка изопрена, т/ч 2,77 2,95 3,34 3,37
10 Расход ДМД на 1 тонну изопрена, т/т 1,30 1,27 1,22 1,21
11 Увеличение производительности по ДМД, % 0,0 4,2 13,3 13,3

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 и рециркулированием водного раствора кислотного катализатора в процесс, отличающийся тем, что 1-10% рециркулирующего водного раствора кислотного катализатора смешивают при температуре 40-80°С и массовом соотношении (0,01-0,1):1 с 4,4-диметил-1,3-диоксаном и триметилкарбинолом в емкости, откуда выводят раствор, содержащий кислотный катализатор, 4,4-диметил-1,3-диоксан и триметилкарбинол, который направляют в реакционную зону синтеза изопрена, и осажденные соли, которые выводят из процесса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для смешения водного раствора катализатора с 4,4-диметил-1,3-диоксаном и триметилкарбинолом используют пустотелую или заполненную насадкой емкость.

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



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу переработки побочных продуктов синтеза изопрена из изобутилена и формальдегида или формальдегидсодержащих продуктов, в частности 4,4-диметил-1,3-диоксана, на промышленном алюмосиликатсодержащем катализаторе К-84 или К-97 при температуре от 400-480°С, с возможным предварительным нагревом сырья до температуры 400-480°С, с разбавлением сырья водяным паром, характеризующемуся тем, что разбавление сырья водяным паром увеличивают постепенно по ходу контактирования, в начале на 3-15% ниже средней величины разбавления и в конце контактирования на 3-15% выше средней величины разбавления, при этом при переработке в качестве побочного продукта технической фракции 4-метил-5,6-дигидро- -пирана разбавление водяным паром осуществляют при массовом соотношении 4-метил-5,6-дигидро- -пиран : пар, равном 1:(0,7-2,4) соответственно, а при переработке высококипящих побочных продуктов или их смеси с технической фракцией 4-метил-5,6-дигидро- -пирана разбавление водяным паром осуществляют при массовом соотношении сырье : пар, равном 1:(2,5-7,0) соответственно.

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.

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 переработки побочных продуктов синтеза изопрена из изобутилена и формальдегида или формальдегидсодержащих продуктов, в частности 4,4-диметил-1,3-диоксана, на промышленном алюмосиликатсодержащем катализаторе К-84 или К-97 при температуре от 400-480°С, с возможным предварительным нагревом сырья до температуры 400-480°С, с разбавлением сырья водяным паром, характеризующемуся тем, что разбавление сырья водяным паром увеличивают постепенно по ходу контактирования, в начале на 3-15% ниже средней величины разбавления и в конце контактирования на 3-15% выше средней величины разбавления, при этом при переработке в качестве побочного продукта технической фракции 4-метил-5,6-дигидро- -пирана разбавление водяным паром осуществляют при массовом соотношении 4-метил-5,6-дигидро- -пиран : пар, равном 1:(0,7-2,4) соответственно, а при переработке высококипящих побочных продуктов или их смеси с технической фракцией 4-метил-5,6-дигидро- -пирана разбавление водяным паром осуществляют при массовом соотношении сырье : пар, равном 1:(2,5-7,0) соответственно.

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.

Изобретение относится к вариантам способа получения С2-С36 линейных или разветвленных углеводородов и кислородсодержащих углеводородов. .
Изобретение относится к способу получения высокомолекулярных ароматических углеводородов путем каталитической конверсией 96%-ного этанола или смеси этанол-изобутанол (3:1) при 400°С, объемной скорости по жидкому сырью 2 ч-1, давлении 0,1-5,0 МПа на цеолитсодержащем катализаторе.
Изобретение относится к способу получения изопрена путем взаимодействия органического соединения С4 и метилаля в паровой фазе на неподвижном слое катализатора, представляющего собой фосфат бора, содержащий, по крайней мере, один из оксидов и/или легкоразлагающиеся до оксидов соединения, выбранные из группы алюминия, магния, цинка, кремния, характеризующемуся тем, что в качестве органического соединения С4 используют третичный бутиловый спирт, процесс осуществляют в аппарате, содержащем, по крайней мере, одну секцию, заполненную катализатором, и используют катализатор, содержащий дополнительно, по крайней мере, один из оксидов и/или легкоразлагающиеся до оксидов соединения, выбранные из группы марганца, вольфрама, олова, титана, циркония при следующем содержании компонентов, % масс.: оксиды и/или легкоразлагающиеся до оксидов соединения, выбранные из группы алюминия, магния, цинка, кремния 1,5-65; оксиды и/или легкоразлагающиеся до оксидов соединения, выбранные из группы марганца, вольфрама, олова, титана, циркония 0,1-28; фосфат бора - остальное.

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 способу получения бензина или его компонентов с октановым числом 92-93 по исследовательскому методу из сырья, содержащего диметиловый эфир, в присутствии катализаторов на основе цеолита типа ZSM-5 с SiO2/Al 2O3=60-83, содержащего не более 23,0% оксида алюминия, не более 0,09% оксида натрия и цинк в пределах 2-5%, при этом процесс ведут при температуре 300-400°С и давлении 2,5-4,5 МПа.

Изобретение относится к использованию гетерополикислотных катализаторов для превращения оксигенатов в алкены. .
Изобретение относится к нефтехимии и, более конкретно, к способу получения бензина путем каталитической конверсии смеси H2, CO и CO2 через диметиловый эфир и может быть использовано для получения высокооктанового бензина.
Изобретение относится к способу переработки побочных продуктов синтеза изопрена из изобутилена и формальдегида или формальдегидсодержащих продуктов, в частности 4,4-диметил-1,3-диоксана, на промышленном алюмосиликатсодержащем катализаторе К-84 или К-97 при температуре от 400-480°С, с возможным предварительным нагревом сырья до температуры 400-480°С, с разбавлением сырья водяным паром, характеризующемуся тем, что разбавление сырья водяным паром увеличивают постепенно по ходу контактирования, в начале на 3-15% ниже средней величины разбавления и в конце контактирования на 3-15% выше средней величины разбавления, при этом при переработке в качестве побочного продукта технической фракции 4-метил-5,6-дигидро- -пирана разбавление водяным паром осуществляют при массовом соотношении 4-метил-5,6-дигидро- -пиран : пар, равном 1:(0,7-2,4) соответственно, а при переработке высококипящих побочных продуктов или их смеси с технической фракцией 4-метил-5,6-дигидро- -пирана разбавление водяным паром осуществляют при массовом соотношении сырье : пар, равном 1:(2,5-7,0) соответственно.
Наверх