Способ получения пропилена


 


Владельцы патента RU 2552356:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к способу получения пропилена путем каталитического окислительного дегидрирования пропана, включающему пропускание потока реакционной смеси, состоящей из пропана и окисляющего реагента в инертном газе, используемом в качестве разбавителя, через слой катализатора в проточном реакторе. При этом в качестве окисляющего реагента применяют элементарный хлор. Использование настоящего способа позволяет получать пропилен с высокой селективностью при более низкой температуре. 6 з.п. ф-лы, 5 пр.

 

Изобретение относится к области химии, а именно к способам окислительного дегидрирования легких парафинов в соответствующие моноолефины. В частности, изобретение относится к способам селективного окисления пропана в пропилен в газовой фазе в присутствии твердого катализатора.

Известны способы получения пропилена термическим или окислительным дегидрированием пропана, например процессы Catofin и Oleflex. Указанные процессы реализуют путем пропускания пропана через неподвижный слой гранулированного катализатора на основе нанесенных оксидов хрома или металлов платиновой группы, стабилизированных оловом. В качестве носителя, как правило, используют оксид алюминия, промотированный щелочным или щелочно-земельным металлом. Используемый температурный интервал составляет 550-650°С. Время контакта (время пребывания потока в зоне катализа) находится на уровне 4-7 с [И.А. Макарян, М.И. Рудакова, В.И. Савченко // ISJAEE (2010). No 6. С.67-80. Процессы целевого каталитического дегидрирования пропана в пропилен].

Недостатком указанных способов является повышенная энергоемкость данного эндотермического процесса, интенсивное зауглероживание катализатора в ходе процесса, с чем связана необходимость частой регенерации катализатора; как правило, процессы осуществляют короткими циклами "дегидрирование-регенерация" длительностью 20-30 мин, что требует дополнительных затрат.

Известен способ окислительного дегидрирования пропана (US 4131631, B01J 23/88, С07С 5/48, 26.12.1978), который проводят при 500-650°С с использованием катализатора, содержащего нанесенные на диоксид кремния SiO2 оксиды кобальта и молибдена с добавками фосфора и металлов IA, IIA, VIB и VIII групп Периодической системы. Процесс проводят при соотношении пропан/воздух, равном 1:0,1 и 1:1, в потоке инертного газа. При этом селективность образования пропилена изменяется от 77,9 до 54,7% при степени превращения пропана от 4,1 до 20,7%

Известен способ получения этилена окислительным дегидрированием этана (US 4497971, B01J 23/76, 05.02.1985), который проводят при 675°С с использованием катализаторов, приготовленных на основе оксида кобальта с добавлением фосфора и в качестве промотора одного из металлов (цинк, титан, цирконий, висмут и др) и хлорида аммония и периодическим добавлением в процесс небольших количеств газообразного метилхлорида для улучшения селективности образования олефина.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения пропилена окислительным дегидрированием пропана (US 4777319, С07С 5/48, 11.10.1988), включающий подачу пропана в смеси с воздухом и разбавителем в реактор, взаимодействие последних с твердым катализатором и отвод продуктов реакции дегидрирования из реактора. Согласно этому способу процесс окислительного дегидрирования пропана проводят, используя V-Mg-O-катализатор при 540°С и поток газовой смеси, содержащий 4% пропана и 4-8% кислорода. Конверсия пропана и селективность образования пропилена достигали 22,8 и 52,8%, 25,4 и 49,9% и 32,9 и 42,9% соответственно, для отношения пропан/кислород - 1/1, 1/1,5 и 1/2.

Таким образом, недостатками указанного способа являются низкие значения степени превращения пропана и селективности образования пропилена при достаточно высокой температуре проведения процесса.

Изобретение решает задачу по созданию эффективного процесса получения пропилена из пропана.

Технический результат - высокая селективность образования пропилена при более низкой температуре, чем в известном способе.

Задача решается тем, что пропилен получают способом каталитического окислительного дегидрирования пропана, который включает пропускание потока реакционной смеси, состоящей из пропана и окисляющего реагента в инертном газе, используемом в качестве разбавителя, через слой катализатора в проточном реакторе, в качестве окисляющего реагента применяют элементарный хлор.

Процесс окислительного дегидрирования пропана проводят с объемной скоростью не ниже 600 ч-1.

Процесс окислительного дегидрирования пропана проводят при температуре 350-550°С, предпочтительно, 350-450°С.

В качестве твердого катализатора используют каталитическую композицию, содержащую соединения рутения или вольфрама, нанесенные на оксидные носители, в качестве которых можно применять диоксид титана, диоксид циркония, диоксид кремния, оксид алюминия, предпочтительно, диоксид титана.

Перед проведением процесса катализатор активируют предварительной обработкой потоком реакционной смеси, подаваемым с объемной скоростью не ниже 600 ч-1 при температуре 150-200°С в течение не менее 1 ч.

Приготовления катализаторов в соответствии с настоящим изобретением осуществляют следующим образом.

Катализатор А готовят путем механического смешивания порошков K4[Ru2OCl10]·H2O и диоксида титана.

Катализаторы Б, В, Г (рутениевые катализаторы на носителе) получают, например, путем пропитки материала носителя (порошкообразный диоксид титана) водным раствором соли K[Ru2OCl10]·H2O, полученной взаимодействием RuO4 с раствором хлорида калия в среде соляной кислоты.

Катализатор Д (вольфрамовый катализатор на носителе) получают путем смешивания гетерополикислоты H4SiW12O40·6H2O и раствора TiCl4 в воде и добавления раствора 25% NH3 в воде до достижения рН=9. Полученную пасту высушивают при 110°С и проводят температурную обработку в атмосфере воздуха при 800°С.

Общая методика проведения процесса следующая.

Процесс окислительного дегидрирования пропана проводят в трубчатом кварцевом реакторе проточной установки с неподвижным слоем катализатора (1 г) при атмосферном давлении. Поток смеси, содержащий пропан и хлор в соотношении 1/(0,3-0,6), и разбавленный инертным газом, например аргоном, в соотношении пропана к аргону не менее чем 1/2, пропускают с объемной скоростью не ниже 600 ч-1 при 150-200°С в течение не менее. 1 ч. Затем для проведения процесса окислительного дегидрирования пропана в пропилен температуру в реакторе повышают до 350-550°С, предпочтительно 350-450°С.

Отличительным признаком предлагаемого способа селективного получения пропилена в процессе окислительного дегидрирования пропана является использование молекулярного хлора в качестве окисляющего реагента, использование каталитической композиции, содержащей соединения рутения или вольфрама, нанесенные на оксидные носители, предпочтительно, диоксиды титана, в качестве катализаторов окислительного дегидрирования, а также использование предварительной обработки катализаторов потоком реакционной смеси, подаваемым с объемной скоростью не ниже 600 ч-1 при 150-200°С в течение не менее 1 ч.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Способ окислительного дегидрирования пропана осуществляют, пропуская поток смеси 28% пропана с 16% хлора в аргоне через катализатор (1 г) при температуре 400°С с объемной скоростью 600 ч-1. В качестве катализатора используют образец А с содержанием Ru - 4,0 мас.%.

Степень превращения пропана - 46,3%, селективность образования пропилена - 78,7%, селективность образования монохлорпропанов - 17,9%.

Пример 2.

Способ окислительного дегидрирования пропана осуществляют, пропуская поток смеси 28% пропана с 16% хлора в аргоне через катализатор (1 г) при температуре 400°С с объемной скоростью 700 ч-1. В качестве катализатора используют образец Б с содержанием Ru - 0,2 мас.%.

Степень превращения пропана - 47,6%, селективность образования пропилена - 94,6%, селективность образования монохлорпропанов - 1,1%.

Пример 3.

Способ окислительного дегидрирования пропана осуществляют, пропуская поток смеси 28% пропана с 16% хлора в аргоне через катализатор (1 г) при температуре 350°С с объемной скоростью 700 ч-1. В качестве катализатора используют образец В с содержанием Ru - 4,0 мас.%.

Степень превращения пропана - 54,6%, селективность образования пропилена - 88,3%, селективность образования монохлорпропанов - 3,1%.

Пример 4.

Способ окислительного дегидрирования пропана осуществляют, пропуская поток смеси 28% пропана с 8% хлора в аргоне через катализатор (1 г) при температуре 400°С с объемной скоростью 700 ч-1. В качестве катализатора используют образец Г с содержанием Ru - 0,2 мас.%.

Степень превращения пропана - 21,5%, селективность образования пропилена - 96,7%, селективность образования монохлорпропанов - 1,3%.

Пример 5.

Способ окислительного дегидрирования пропана осуществляют, пропуская поток смеси 28% пропана с 16% хлора в аргоне через катализатор (1 г) при температуре 450°С с объемной скоростью 700 ч-1. В качестве катализатора используют образец Д с содержанием WO3 - 30 мас.%.

Степень превращения пропана - 57,0%, селективность образования пропилена - 86,1%, селективность образования монохлорпропанов - 2,0%.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет значительно увеличить селективность получения пропилена в процессе каталитического окислительного дегидрирования пропана при температуре 350-550°С, предпочтительно, 350-450°С.

1. Способ получения пропилена путем каталитического окислительного дегидрирования пропана, включающий пропускание потока реакционной смеси, состоящей из пропана и окисляющего реагента в инертном газе, используемом в качестве разбавителя, через слой катализатора в проточном реакторе, отличающийся тем, что в качестве окисляющего реагента применяют элементарный хлор.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс окислительного дегидрирования пропана проводят с объемной скоростью не ниже 600 ч-1.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс окислительного дегидрирования пропана проводят при температуре 350-550°С, предпочтительно 350-450°С.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед проведением процесса катализатор активируют предварительной обработкой потоком реакционной смеси.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что катализатор активируют предварительной обработкой потоком реакционной смеси, подаваемым со скоростью не ниже 600 ч-1 при температуре 150-200°С в течение не менее 1 ч.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют каталитическую композицию, содержащую соединения рутения или вольфрама, нанесенные на оксидный носитель.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве носителя катализатор может содержать диоксид титана, или диоксид циркония, или диоксид кремния, или оксид алюминия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения легких олефинов. При этом способ включает: (a) пропускание оксигенатного сырья в реактор превращения оксигенатов в олефины, чтобы оксигенатное сырье контактировало с молекулярно-ситовым катализатором и превращалось в легкие олефины, которые выгружаются из реактора превращения оксигенатов в олефины в виде исходящего потока; (b) разделение исходящего потока на первый поток легких олефинов, отделенный от первого потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды; (c) селективное гидрирование и последующий крекинг первого потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды, во втором реакторе крекинга олефинов, используя катализатор крекинга олефинов, с образованием первого исходящего потока газов крекинга, содержащего легкие олефины; (d) отдельный крекинг углеводородного потока с образованием второго исходящего потока газов крекинга, содержащего легкие олефины, и отдельного потока пиролизного газа, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды; (e) совместное фракционирование первого и второго исходящих потоков газов крекинга, чтобы получить второй поток, содержащий легкие олефины, отделенный от второго потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды; (f) совместное кондиционирование первого потока и второго потока, содержащего легкие олефины, с целью удаления кислых газов и получения кондиционированного потока; и (g) разделение кондиционированного потока на поток этиленового продукта, поток пропиленового продукта и поток, содержащий углеводороды С4.

Изобретение относится к способу получения легких олефинов, включающему: (a) пропускание кислородсодержащего сырья в реактор превращения кислородсодержащих соединений в олефины, так чтобы кислородсодержащее сырье контактировало с катализатором на основе молекулярных сит и превращалось в легкие олефины, которые выходят из реактора превращения кислородсодержащих соединений в олефины в виде вытекающего потока; (b) разделение вытекающего потока на первый поток легких олефинов и отделенный от него первый поток, содержащий С4 и более тяжелые углеводороды; (c) селективное гидрирование и последующий крекинг первого потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды, с получением первого вытекающего потока газов крекинга, содержащего легкие олефины; (d) отдельный крекинг углеводородного потока с получением второго вытекающего потока газов крекинга, содержащего легкие олефины; (e) совместное фракционирование первого и второго вытекающих потоков газов крекинга с получением второго потока, содержащего легкие олефины, отделенного от второго потока, содержащего С4 и более тяжелые углеводороды; (f) совместную обработку первого и второго потоков, содержащих легкие олефины, для удаления кислых газов и получения обработанного потока; (g) разделение обработанного потока на поток этиленового продукта, поток пропиленового продукта и поток, содержащий углеводороды С4; и (h) необязательное селективное гидрирование потока, содержащего углеводороды С4, и последующее фракционирование необязательно селективно гидрированного потока для того, чтобы отделить 2-бутеновый поток от первого потока 1-бутена.

Изобретение относится к способу дегидрирования пропана, включающему: пропускание предварительно нагретого исходного потока пропана в реактор дегидрирования; смешивание и взаимодействие исходного потока пропана с псевдоожиженным неметаллическим катализатором, содержащим оксид циркония, в реакторе дегидрирования, который представляет собой реактор быстрого псевдоожижения с образованием потока продукта, содержащего пропилен, причем катализатор находится в реакторе при среднем времени пребывания от 15 до 45 минут; пропускание отработанного катализатора в блок регенерации катализатора с образованием потока регенерированного катализатора; и пропускание потока регенерированного катализатора в реактор дегидрирования.
Изобретение относится к способу каталитического пиролиза хлористого метила в процессе получения низших олефинов C2-C4, преимущественно этилена и пропилена, в присутствии силикоалюмофосфатного катализатора типа SAPO.
Изобретение относится к способу каталитического окислительного хлорирования метана в полочном адиабатическом реакторе при давлении 1-10 ата в присутствии катализатора, содержащего на пористом носителе с удельной поверхностью 1-60 м2/г смесь хлоридов меди, калия и лантана в мольном соотношении 1:1:0,3 в количестве 3-30 мас.% от массы носителя и распределенного на каждой полке реактора на 30% выше предыдущей.

Изобретение относится к способу дегидрирования углеводородов, выбираемых, по меньшей мере, одним из пропана, изобутана и бутана. Способ характеризуется контактированием газового потока, содержащего, по меньшей мере, один из указанных углеводородов, с катализатором дегидрирования, содержащим галлий и платину и нанесенным на носитель из оксида алюминия или из оксида алюминия и диоксида кремния, при температуре реакции в прямоточном восходящем потоке с массовым отношением катализатора к углеводороду от 5 до 100 в реакторе дегидрирования, в котором среднее время контактирования углеводорода с катализатором в зоне реактора дегидрирования составляет от 1 до 4 секунд, а температура и давление в реакторе дегидрирования составляют от 570 до 750°С и от 41,4 (6,0) до 308 (44,7) килопаскалей (psia); и перемещением углеводорода и катализатора из реактора дегидрирования в устройство разделения, в котором среднее время контактирования углеводорода с катализатором при температуре реакции в устройстве разделения составляет меньше чем 5 секунд, и полное среднее время контактирования между углеводородом, катализатором и образующимися углеводородами составляет меньше чем 10 секунд; и перемещение катализатора из устройства разделения в регенератор, где катализатор контактируют с кислородсодержащим регенерирующим потоком и дополнительным топливом.

Изобретение относится к способу конверсии тяжелого углеводородного сырья. Изобретение касается способа совместного получения бензина и пропилена из тяжелого углеводородного сырья с начальной точкой кипения выше 340°C на установке каталитического крекинга (FCC), за которой следует установка олигомеризации, которые могут работать в двух режимах, называемых "максимум пропилена" и "максимум бензина", причем для режима "максимум пропилена" сырье, подаваемое на установку олигомеризации, состоит из олефиновой фракции C4 или C4/C5, для режима "максимум бензина" сырье, подаваемое на установку олигомеризации, состоит из олефиновой фракции C3/C4, каталитический крекинг проводится в единственном реакторе или в двух разных реакторах, причем каждый реактор может функционировать в восходящем потоке.

Изобретение относится к способу преобразования метанолового сырья в олефины. .
Изобретение относится к способу дегидрирования алканов, по которому смесь, содержащую углеводороды, в частности алканы, которая может содержать водяной пар, подают непрерывно через слой катализатора при обычных условиях дегидрирования.

Изобретение относится к применению катализатора, содержащего монолит и слой катализатора, для дегидрогенизации алканов до алкенов или ароматизации при дегидрогенизации. При этом монолит состоит из каталитически инертного материала с площадью поверхности по БЭТ <10 м2/г, а слой катализатора, который нанесен на монолит, содержит на материале оксидного носителя платину и олово и/или рений и при необходимости другие металлы, толщина слоя катализатора составляет от 5 до 500 микрон. Кроме того, часовая объемная скорость подачи газа составляет от 500 до 2000 ч-1. Изобретение также относится к способам дегидрогенизации алканов до алкенов и ароматизации при дегидрогенизации с применением определенного выше катализатора. Предлагаемое применение катализатора обеспечивает высокие конверсии, объемные производительности и селективности. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 13 табл., 25 пр.

Изобретение относится к способу дегидрирования алканов с выравниванием состава продукта. При этом газообразный поток вещества, содержащий алканы, пропускают в непрерывном режиме через слой катализатора, расположенный в от двух до 10 соединенных последовательно реакторах адиабатического, аллотермического или изотермического типа или в их комбинации, посредством чего образуется газовый поток, который содержит олефин, водород и непрореагировавший алкан, при этом по меньшей мере один реактор является адиабатическим, в который подают кислород. Причем по меньшей мере один из параметров процесса: температуру, давление или соотношение пара и углеводородов регистрируют в одной или более точках по меньшей мере на одном из реакторов в форме измеренных значений, по меньшей мере один из параметров процесса целенаправленно контролируют и подвергают воздействию, так что состав произведенного газа на выходе по меньшей мере одного из реакторов остается постоянным в течение времени работы. Также изобретение относится к применению указанного способа для дегидрирования конкретных углеводородов. Использование настоящего способа позволяет получать продукт постоянного состава на выходе из реактора в течение всего времени работы 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр., 8 ил.

Изобретение относится к способу получения олефина, который включает в себя стадии: подачи потока сырья, который содержит парафиновый углеводород, в секцию дистилляции; подачи потока, выходящего из секции дистилляции, в реактор и взаимодействие потока, выходящего из секции дистилляции, в реакторе с образованием потока, выходящего из реактора, содержащего олефин; подачи потока сырья отгонной колонны, который сообщается с и находится ниже по ходу потока от потока, выходящего из реактора, в отгонную колонну олефина; подачи потока, выходящего из отгонной колонны, в компрессор теплового насоса; и подачи потока, выходящего из компрессора теплового насоса, в секцию дистилляции и использования тепла из потока, выходящего из компрессора теплового насоса, для подогрева потока секции дистилляции, который содержит непрореагировавший парафиновый углеводород. Использование настоящего изобретения позволяет значительно сэкономить теплоту. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Настоящее изобретение относится к способу приготовления олефинового продукта, содержащего этилен и/или пропилен, который содержит следующие этапы: a) выполняют паровой крекинг парафинового сырья, содержащего C2-C5 парафины, в условиях крекинга, включающих температуру в диапазоне от 650 до 1000°C, в зоне крекинга с получением отходящего потока установки крекинга, содержащего олефины; b) превращают оксигенатное сырье в системе конверсии оксигенат-в-олефины, содержащей реакционную зону, в которой оксигенатное сырье контактирует с катализатором превращения оксигената в условиях превращения оксигената, включающих температуру в диапазоне от 200 до 1000°C и давление от 0,1 кПа до 5 МПа, с получением отходящего потока конверсии, содержащего этилен и/или пропилен; c) объединяют, по меньшей мере, часть отходящего потока установки крекинга и, по меньшей мере, часть отходящего потока конверсии с получением объединенного отходящего потока и выделяют поток олефинового продукта, содержащий этилен и/или пропилен, из объединенного отходящего потока, где отходящий поток установки крекинга и/или отходящий поток конверсии содержит C4 фракцию, содержащую ненасыщенные соединения, и где данный способ дополнительно содержит, по меньшей мере, частичное гидрирование, по меньшей мере, части данной C4 фракции с получением, по меньшей мере, частично гидрированного C4 сырья, и возврат, по меньшей мере, части, по меньшей мере, частично гидрированного C4 сырья в качестве возвращаемого сырья рециркуляции на этап a) и/или этап b). Также изобретение относится к интегрированной системе для осуществления заявленного способа. Предлагаемые объекты позволяют максимизировать получение этилена и/или пропилена. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 4 табл., 9 пр.
Изобретение относится к способу получения C2-C4 олефинов, включающему стадию контактирования синтез-газа с катализатором на основе железа при температуре в интервале от 250 до 350°C и давлении в интервале от 10 до 40 бар. При этом указанный катализатор, включающий частицы железа и/или оксидов железа в качестве активного компонента, располагают на носителе или матрице на основе оксида металла, выбранные из группы, включающей оксид алюминия, оксид титана, диоксид кремния, оксид магния, алюмосиликат, железосодержащие материалы, например магнетит, вюстит, кордиерит, и смеси перечисленного, в котором указанный катализатор на основе железа включает наноразмерные частицы железа в качестве активного компонента, который диспергирован на носителе или матрице, а указанные наноразмерные частицы железа представляют собой наночастицы железа, наночастицы железного сплава, наночастицы, включающие ядро из железа или железного сплава и оболочку из оксида железа, или смеси перечисленного. Способ позволяет получать легкие олефины с высоким выходом и селективностью путем прямой конверсии синтез-газа. 9 з.п. ф-лы, 3 пр.

Изобретение относится к двум вариантам способа дегидрирования углеводорода. Один из вариантов содержит стадию подачи потока сырья, содержащего по меньшей мере один углеводород, над катализатором, содержащим каталитически активную углеродную фазу. При этом упомянутый катализатор образуют путем пропускания углеводородсодержащего газа над предшественником катализатора при температуре в интервале от 650°C до 750°C в течение по меньшей мере 5 минут для образования активной углеродной фазы, где упомянутый предшественник катализатора содержит либо соединение металла, нанесенное на пористый носитель, либо предварительно сформированный углеродный нановолокнистый материал, где дегидрирование выполняют по существу в отсутствие кислорода. Предлагаемое изобретение является улучшенным вариантом способа дегидрирования. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил., 15 табл., 19 пр.

Настоящее изобретение относится к способу получения бензина и одновременного получения пропилена на установке каталитического крекинга (FCC), содержащей основной реактор (1), работающий в восходящем потоке («подъемник с восходящим потоком») или нисходящем потоке («подъемник с нисходящим потоком») и обрабатывающий тяжелое сырье (СН1), и, возможно, вспомогательный подъемник с восходящим потоком (2), работающий в более жестких условиях, чем главный реактор (1), и обрабатывающий более легкое сырье (СН2), причем в способе обрабатывают, помимо основного сырья (СН1) и возможного более легкого сырья (СН2), фракцию, состоящую преимущественно из олефиновых молекул С4, С5 и С6, причем указанную олефиновую фракцию, соответствующую потоку с промежуточной ступени (22), отбирают на уровне промежуточной ступени компрессора жирного газа, составляющего часть секции очистки газа (SRG), соединенной с установкой FCC, и указанную олефиновую фракцию С4, С5 и С6, соответствующую потоку с промежуточной ступени (22), вводят до основного сырья (СН1) через внутреннюю трубу указанного главного реактора (1), заканчивающуюся за 1-0,5 м выше уровня нагнетателей основного сырья (СН1). 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 10 табл., 5 пр.
Наверх