Способ одновременного получения ароматических углеводородов и дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода


 


Владельцы патента RU 2509759:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) (RU)

Изобретение относится к способу одновременного получения ароматических углеводородов и дивинила путем каталитической конверсии биоэтанола, протекающей на цеолитсодержащем катализаторе HZSM-5 при температуре 390-420°С, объемной скорости по жидкому углеводороду 2-4 ч-1. Способ характеризуется тем, что с целью увеличения выхода дивинила в контактном газе над слоем HZSM-5 катализатора размещается слой К2O-ZnO/γ-Аl2O3 катализатора при массовом соотношении слоев 1:(0,5-1) и следующей рецептуре компонентов верхнего слоя: К2O - 0,1-0,25%, ZnO - 22-24%, γ-Аl2О3 - остальное. При этом процесс проводят в присутствии инициатора пероксида водорода, взятого в количестве 1% масс. в исходном биоэтаноле. Настоящий способ позволяет повысить селективность процесса конверсии биоэтанола, а именно одновременно получать высокое содержание дивинила в газовой фазе и ароматических углеводородов в жидкой фазе. 1 з.п. ф-лы, 4 пр.

 

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к каталитической переработке биоэтанола в ценные продукты нефтехимии, в частности в высокомолекулярные ароматические углеводороды и дивинил.

Известен способ получения жидких продуктов, используемых для получения моторного топлива с целью последующего гидрирования полученной фракции высокоароматических углеводородов на Re-, Pt- содержащих цеолитных катализаторах при температуре 350-400°С, объемной скорости по жидкому сырью 1-2 ч-1 и давлении 0,1 МПа. [Третьяков В.Ф., Макарфи Ю.И., Третьяков К.В., Французова Н.А., Талышинский P.M. Каталитическая конверсия биоэтанола в углеводородные топлива. // Катализ в промышленности, 2010. - №5. - С.10-31].

Недостатками данного способа являются низкая селективность по высокомолекулярным ароматическим углеводородам и невысокий выход продуктов в целом.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ 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 [Патент РФ №2454388, приоритет 07.04.2011].

Однако известный способ не обеспечивает высокого содержания в газовой фазе дивинила - ценного продукта нефтехимии.

Также наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ получения дивинила из биоэтанола в присутствие пероксида водорода, протекающий при 390-420°С [Патент РФ №2459788, приоритет 26.11.2010].

Недостатком данного способа является то, что в жидкой фазе отсутствуют ароматические углеводороды, используемые как источник моторного топлива.

Технический результат изобретения - повышение селективности процесса конверсии биоэтанола, а именно, одновременное получение высокого содержания дивинила в газовой фазе и ароматических углеводородов в жидкой фазе.

Технический результат достигается путем каталитической конверсии биоэтанола, протекающей на цеолитсодержащем катализаторе HZSM-5 при температуре 390-420°С, объемной скорости по жидкому углеводороду 2-4 ч-1 , отличающийся тем, что с целью увеличения выхода дивинила в контактном газе над слоем HZSM-5 катализатора размещается слой K2O-ZnO/γ-Al2O3 катализатора при массовом соотношении слоев 1:(0,5-1) и следующей рецептуре компонентов верхнего слоя:

К2O - 0,1-0,25%

ZnO - 22-24%

γ-Аl2О3 - остальное,

а процесс проводят в присутствии инициатора пероксида водорода, взятом в количестве 1% масс. в исходном биоэтаноле.

Каталитическую конверсию биоэтанола проводят в секционированном реакторе, состоящем из двух секций с раздельным обогревом и раздельной подачей пероксида водорода, взятом в количестве 0,5% масс. от исходного биоэтанола в каждый слой.

Процессы, описанные в наиболее близких технических решениях [Патенты №№2454388, 2459788], протекают при близких условиях по времени контакта и температуре. Поэтому совмещение слоев катализаторов позволяет ожидать создание более рентабельного производства, соединяющего преимущество обеих реакций. Кроме того, использование пероксида водорода в процессе конверсии биоэтанола в ароматические углеводороды позволяет проводить процесс непрерывно без регенерации, а с использованием секционированной подачи инициатора (пероксида водорода) есть возможность снижения его концентрации в потоке до 0,5% масс.

Дополнительным преимуществом использования секционированной подачи инициатора является возможность использования раствора пероксида водорода с меньшей концентрацией. Если в односекционном варианте берется 30%-ный водный раствор пероксида, то в секционированном варианте можно использовать 15%-ный раствор, что повышает безопасность транспортировки инициатора.

Катализатор K2O-ZnO/γ-Al2O3 готовится пропиткой γ - оксида алюминия нитратами алюминия и цинка с последующей сушкой и прокаливанием до 450°С в токе азота. Синтез цеолитсодержащего катализатора HZSM-5 проводился путем смешения ZSM-5 натриевой формы с γ - оксидом алюминия, обработкой перкурсора раствором хлорида аммония с добавкой аммиачной воды для перевода в Н-форму, сушкой и прокаливанием аналогично ZnO/Al2O3 системе.

Пример 1. В реактор загружаются последовательно 4 г HZSM-5 (нижний слой) и 4 г К2О-ZnO/γ Аl2О3 (верхний слой) катализатора. Реакция проводится при температуре 390°С (первая секция), 420°С (вторая секция) и суммарной (в расчете на оба слоя катализатора) объемной скорости по жидкому потоку 2 ч-1. Пероксид водорода подается из расчета 0,5% масс. в каждую секцию. Выход дивинила и суммы ароматических углеводородов составляет соответственно 25 и 12% при конверсии 98%. При этом выход суммы этилена и бутиленов достигает 15%.

Пример 2. В реактор загружаются последовательно 4 г HZSM-5 и 6 г K2O-ZnO/γ Аl2O3 катализатора. Реакция проводится при температуре 400°С (первая секция), 410°С (вторая секция) и суммарной объемной скорости по жидкому потоку 3 ч-1. Пероксид водорода подается из расчета 0,5% масс. в каждую секцию. Выход дивинила и суммы ароматических углеводородов составляет соответственно 23 и 10% при конверсии 96%. При этом выход суммы этилена и бутиленов достигает 18%.

Пример 3. В реактор загружаются последовательно 6 г HZSM-5 и 6 г K2O-ZnO/γ Аl2O3 катализатора. Реакция проводится при температуре 410°С (первая секция), 415°С (вторая секция) и суммарной объемной скорости по жидкому потоку 4 ч-1. Пероксид водорода подается из расчета 0,7% масс. в каждую секцию. Выход дивинила и суммы ароматических углеводородов составляет соответственно 25 и 15% при конверсии 99%. При этом выход суммы этилена и бутиленов достигает 12%.

Пример 4. В реактор загружаются последовательно 6 г HZSM-5 и 6 г K2O-ZnO/γ Аl2О3 катализатора. Реакция проводится при температуре 420°С (первая секция), 420°С (вторая секция) и суммарной объемной скорости по жидкому потоку 4 ч-1. Пероксид водорода подается из расчета 1,0% масс. в первую по ходу движения потока секцию. Выход дивинила и суммы ароматических углеводородов составляет соответственно 20 и 10% при конверсии 100%. При этом выход суммы этилена и бутиленов достигает 15%.

Предложенный способ получения высокомолекулярных ароматических углеводородов позволяет получать ценные продукты нефтехимии.

1. Способ одновременного получения ароматических углеводородов и дивинила путем каталитической конверсии биоэтанола, протекающей на цеолитсодержащем катализаторе HZSM-5 при температуре 390-420°С, объемной скорости по жидкому углеводороду 2-4 ч-1, отличающийся тем, что с целью увеличения выхода дивинила в контактном газе над слоем HZSM-5 катализатора размещается слой К2O-ZnO/γ-Аl2O3 катализатора при массовом соотношении слоев 1:(0,5-1) и следующей рецептуре компонентов верхнего слоя:
К2O - 0,1-0,25%
ZnO - 22-24%
γ-Аl2О3 - остальное,
а процесс проводят в присутствии инициатора пероксида водорода, взятом в количестве 1% масс. в исходном биоэтаноле.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс проводят в секционированном реакторе, состоящем из двух секций с раздельным обогревом и раздельной подачей пероксида водорода, взятом в количестве 0,5% масс. от исходного биоэтанола в каждый слой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу алкилирования бензола этиленом. Способ включает: обеспечение разбавленного потока этилена, содержащего между 5 и 50 масс.% этилена; обеспечение потока бензола, содержащего по крайней мере 3 масс.% толуола и по крайней мере 20 масс.% парафинов; взаимодействие потока разбавленного этилена и потока бензола с катализатором алкилирования, содержащим UZM-8; и превращение по крайней мере 20% бензола в сырьевом потоке в алкилбензол.

Изобретение относится к вариантам способа ароматизации углеводородов. .
Изобретение относится к способу получения ароматических углеводородов высокотемпературным контактированием масла растительного происхождения, содержащего триглицериды кислот.
Изобретение относится к способу получения алкан-ароматической фракции. .

Изобретение относится к способу превращения метана в более высокомолекулярные углеводороды, содержащие ароматические углеводороды. .

Изобретение относится к способу превращения алифатического углеводорода с низким числом углеродных атомов в более высокомолекулярные углеводороды, включающие ароматические углеводороды, включающий контактирование исходного материала, содержащего упомянутый алифатический углеводород, с катализатором дегидроциклизации в условиях, эффективных для превращения упомянутого алифатического углеводорода в ароматические углеводороды и получения отходящего потока, включающего ароматические углеводороды и водород, где упомянутый катализатор дегидроциклизации включает металл, выбранный из группы, включающей молибден, рений и вольфрам, и молекулярное сито, включающее ZSM-5 и где отношение количества всех участков кислот Бренстеда в молекулярном сите к количеству упомянутого металла составляет меньше 0,4 моля/моль упомянутого металла.

Изобретение относится к способу селективного получения мета-диалкилбензолов (мета-диизопроплбензола или мета-диэтилбензола) путем алкилирования бензола низшим олефином в присутствии катализатора на основе безводного хлорида алюминия с последующим разделением алкилата ректификацией.

Изобретение относится к способу превращения исходного материала, содержащего метан, в синтез-газ и ароматический углеводород (углеводороды). .
Изобретение относится к способу получения ароматических углеводородов, включающему конверсию в атмосфере азота при его давлении 0,3-0,4 МПа предварительно нагретого до температуры 200-350°С диметилового эфира (ДМЭ) путем его пропускания через предварительно нагретый в атмосфере азота до температуры 330-370°С слой катализатора на основе цеолита типа ZSM-5 с SiO2/Аl2O3=60-83, содержащего не более 23,0% оксида алюминия, не более 0,09% оксида натрия и цинк в пределах 2-5%, с поддержанием температуры в объеме катализатора 400-450°С путем регулирования скорости подачи ДМЭ, продукты реакции, полученные после прохождения катализатора, охлаждают до температуры 200-350°С и пропускают через второй слой такого же катализатора, предварительно нагретого в атмосфере азота до температуры 330-370°С с поддержанием температуры в объеме катализатора 400-450°С путем регулирования скорости подачи продуктов реакции, полученных после прохождения первого слоя катализатора.

Изобретение относится к получению синтетических видов топлива. Изобретение касается способа, в котором на первой стадии способа содержащую водяной пар и оксигенаты, такие как метанол и/или диметиловый эфир, исходную смесь на катализаторе превращают в олефипы, эту олефиновую смесь в разделительном устройстве разделяют на богатый C1-C4-углеводородами поток и богатый C5+-углероводородами поток.

Изобретение относится к способу получения 1-алкиниладамантанов из производных адамантана и ацетиленовых соединений при катализе кислотой Льюиса, взятых в эквимольных количествах.

Изобретение относится к области катализа. Описан способ извлечения катализатора в процессе конверсии оксигенатов в олефины, при этом способ включает: перепускание потока продуктов процесса превращения оксигенатов в олефины в башню гашения реакции; удаление нижнего потока башни гашения реакции, содержащего катализатор, из башни гашения реакции; разделение нижнего потока башни гашения реакции для получения по существу осветленной жидкости и потока, содержащего катализатор; перепускание потока, содержащего катализатор, в сушильную камеру; и высушивание потока, содержащего катализатор, в сушильной камере для получения по существу высушенного катализатора путем смешивания катализатора с сухим нагретым газом, где газ имеет температуру в диапазоне от 150°С до 250°С; перепускание по существу высушенного катализатора в регенератор катализатора и регенерацию по существу высушенного катализатора.

Изобретение относится к области органического синтеза полиядерных углеводородов. Предлагается способ синтеза трифенилена путем взаимодействия на первой стадии циклогексанона последовательно с NaOH, полифосфосфорной кислотой с получением додекагидротрифенилена, который на второй стадии обрабатывают катализатором в атмосфере аргона.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и, более конкретно к катализатору и к способу синтеза олефинов С2-С4. Способ получения катализатора включает модифицирование катализатора на основе силикоалюмофосфатов методом пропитки по влагоемкости из раствора источника кремния или пропитки из раствора источника кремния - триметилсилоксисилсесквиоксана.
Изобретение относится к двум вариантам способа получения бутадиена превращением этанола в присутствии гетерогенного катализатора, содержащего соединения алюминия, цинка, магния и кремния, включающего стадии синтеза бутадиена и регенерации катализатора.
Изобретение относится к способу получения н-гептадекана гидродеоксигенированием стеариновой кислоты. Способ включает проведение процесса в 4-6% растворе стеариновой кислоты в додекане в присутствии палладиевого катализатора в количестве 11-13% от массы стеариновой кислоты, который нанесен на сверхсшитый полистирол марки MN270, при этом процесс осуществляют в атмосфере водорода при давлении 0.5-0.7 МПа и при температуре 250-260°С.

Изобретение относится к способу получения C2-C36 линейных или разветвленных углеводородов и кислородсодержащих углеводородов. Способ включает: а) проведение эндотермической реакции газификации с реагентом из биомассы при температуре менее или равной примерно 750 K, с получением синтез-газа, при этом температура является оптимальной для реакции утилизации синтез-газа или для реакции образования углерод-углеродных связей; б) проведение экзотермической реакции утилизации синтез-газа или реакции образования углерод-углеродных связей с синтез-газом стадии (а), без какой-либо промежуточной обработки синтез-газа стадии (а), при температуре выше или равной температуре реакции газификации, выполняемой на стадии (а), где реакция производит C2-C36 линейные или разветвленные углеводороды или кислородсодержащие углеводороды и теплоту, и в) использование теплоты, выделяемой при реакции утилизации синтез-газа или реакции образования углерод-углеродных связей стадии (б), в эндотермической реакции газификации стадии (а).
Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к каталитической переработке биоэтанола в ценные продукты нефтехимии, в частности в высокомолекулярные ароматические углеводороды.

Изобретение относится к двум вариантам способа использования продуктов синтеза диметилового эфира (DME) для конверсии оксигенатов в олефины. Один из вариантов включает стадии: извлечения из реактора DME исходящего из реактора DME потока, который включает DME, воду и метанол; отделения в сепараторе жидкость-газ углекислого газа от исходящего из реактора DME потока для получения дегазированного исходящего потока; подачи дегазированного исходящего потока в колонну DME для получения сырьевого материала DME и потока растворителя, который включает метанол и воду; подачи сырьевого материала DME в реактор конверсии оксигенатов в олефины для получения содержащего олефины исходящего потока, который, кроме того, включает оксигенаты; разделения содержащего олефины исходящего потока для получения фракции, содержащей легкие олефины, и фракции, содержащей тяжелые олефины, причем содержащая легкие олефины фракция включает этилен, а фракция, содержащая тяжелые олефины, включает С4+; приведения в контакт фракции, содержащей легкие олефины, с первой частью потока растворителя в первой зоне взаимодействия с растворителем для получения первого содержащего олефины очищенного потока и первого содержащего оксигенат экстракта; приведения в контакт фракции, содержащей тяжелые олефины, со второй частью потока растворителя во второй зоне взаимодействия с растворителем для получения второго содержащего олефины очищенного потока и второго содержащего оксигенат экстракта.
Изобретение относится к двум вариантам способа получения бутадиена превращением этанола в присутствии гетерогенного катализатора, содержащего соединения алюминия, цинка, магния и кремния, включающего стадии синтеза бутадиена и регенерации катализатора.
Наверх