Способ получения изопрена

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2554009:

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ЕВРОХИМ" (RU)

Изобретение относится к технологии нефтехимического синтеза, а именно к способам получения изопрена из изобутилена и формальдегида или веществ, являющихся их источниками, например 4,4-диметил-1,3-диоксана и триметилкарбинола. Получение изопрена осуществляют жидкофазным взаимодействием формальдегида и изобутилена и/или веществ, являющихся их источниками, например 4,4-диметилдиоксана-1,3 и триметилкарбинола, при повышенной температуре и давлении в присутствии водного раствора неорганической кислоты и катионов металлов, с отгонкой продуктов реакции и воды из реакционной зоны и последующим выделением изопрена, при этом синтез изопрена ведут в присутствии катализатора, включающего либо смесь орто- и пирофосфорных кислот, либо смесь орто- и полифосфорных кислот, либо смесь орто- и метафосфорных кислот и катионы металлов VI и X группы Периодической таблицы элементов Менделеева, при массовом соотношении смесь неорганических кислот, в пересчете на ортофосфорную кислоту : катионы металлов VI группы : катионы металлов X группы, равном 1:(0,01-0,5):(0,003-0,04) соответственно. Заявленный способ позволяет осуществлять процесс с более высокой производительностью. 2 з.п. ф-лы, 8 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к технологии нефтехимического синтеза, а именно к способам получения изопрена из изобутилена и формальдегида или веществ, являющихся их источниками, например, 4,4-диметил-1,3-диоксана и триметилкарбинола.

Изопрен применяют в промышленности в качестве мономера для получения синтетического каучука (С.К. Огородников, Г.С. Идлис // ′′Производство изопрена. Л.: Химия, 1973, с.47).

Известен способ получения изопрена жидкофазным взаимодействием формальдегида с изобутиленом или источником изобутилена: третбутиловый спирт (ТБС) и/или алкилтретбутиловый эфир (АТБЭ) при температуре 60-230°C в присутствии воды, кислотного катализатора и ионов металлов групп Ia, Ib, IIa, IIb Периодической таблицы элементов Менделеева (Патент JP 60-036426, 25.02.1985).

При осуществлении известного способа по улучшенной технологии, включающей рециркуляцию водного раствора катализатора - фосфорной кислоты, после начала эксплуатации процесса в рециркулирующем растворе происходит образование и накопление твердых взвешенных частиц - осадков, которые вредны сами по себе и вызывают смолообразование. Это приводит к засорению трубопроводов и запорной арматуры, к забивке и выходу из строя регулирующих устройств (клапаны, диафрагмы и т.д.) и контролирующих устройств (датчики, уровнемеры и т.д.), что осложняет технологию процесса в связи с необходимостью частых остановок, прочистки трубопроводов, запорной арматуры и замены указанных устройств. Кроме того, этот способ дает недостаточно высокий выход изопрена (80,3 мол.% на превращенный формальдегид).

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ получения изопрена, описанный в патенте РФ №2132321 (опубликовано 27.06.1999). По указанному способу получают изопрен жидкофазным взаимодействием формальдегида с изобутиленом (ИБ), или со смесями ИБ с ТБС, или с ТБС в водной среде, в присутствии фосфорной кислоты в качестве катализатора и соединений, образующих катионы двухвалентной меди и нитрат-анионы в количествах, обеспечивающих поддержание значений величины электродного потенциала внутренней поверхности аппаратуры в интервале до 0,5 В относительно хлорсеребряного электрода, условно выбранного в качестве электрода сравнения. Процесс проводят при повышенных температуре и давлении в двух последовательных реакционных зонах в аппаратуре из нержавеющих стали и сплавов с рециркуляцией водного раствора катализатора. Такой способ дает недостаточно высокий выход изопрена (выход изопрена на превращенный формальдегид составляет до 83,2 мол. %).

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение выхода целевого продукта.

Технический результат достигается способом получения изопрена жидкофазным взаимодействием формальдегида и изобутилена и/или веществ, являющихся их источниками, например 4,4-диметилдиоксана-1,3 и триметилкарбинола, при повышенной температуре и давлении в присутствии в качестве катализатора водного раствора неорганической кислоты и катионов металлов, с отгонкой продуктов реакции и воды из реакционной зоны и последующим выделением изопрена, при этом синтез изопрена ведут в присутствии катализатора, включающего либо смесь орто- и пирофосфорных кислот, либо смесь орто- и полифосфорных кислот, либо смесь орто- и метафосфорных кислот и катионы металлов VI и X группы Периодической таблицы элементов Менделеева, при массовом соотношении смесь неорганических кислот, в пересчете на ортофосфорную кислоту : катионы металлов VI группы : катионы металлов X группы, равном 1:(0,01-0,5):(0,003-0,04) соответственно.

Предпочтительно, процесс проводят при температуре 150-200°C и давлении 6-17 атм.

Предпочтительно, в качестве катионов металлов VI и X группы Периодической таблицы элементов Менделеева катализатор содержит катионы металлов хрома и никеля.

В качестве реакторов для осуществления предлагаемого способа получения изопрена можно использовать любой аппарат для проведения жидкофазных реакций, например один или несколько колонного типа - пустотелые, заполненные насадкой, аппараты трубчатого типа, например пучок труб, объединенных в общий кожух. Количество реакторов может быть более одного. В реакторе могут быть одна или несколько реакционных зон. Реакторы изготавливают из нержавеющих сталей и сплавов, которые обычно применяют в качестве конструкционного материала для аппаратуры, эксплуатируемой в кислых средах, например Incoloy 825.

Отличие предлагаемого способа от известного состоит в том, что процесс проводят в присутствии катализатора, включающего либо смесь орто- и пирофосфорных кислот, либо смесь орто- и полифосфорных кислот, либо смесь орто- и метафосфорных кислот и катионы металлов VI и X группы Периодической таблицы элементов Менделеева, при массовом соотношении смесь неорганических кислот, в пересчете на ортофосфорную кислоту : катионы металлов VI группы : катионы металлов X группы, равном 1:(0,01-0,5):(0,003-0,04) соответственно.

Повышение выхода целевого продукта в предлагаемом способе основано на синергетическом эффекте.

Присутствие в катализаторе только одного из указанных катионов металлов либо только одной из указанных неорганических кислот недостаточно для достижения технического результата.

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

Промышленная применимость изобретения иллюстрируется примерами.

Пример 1.

Процесс проводят на установке непрерывного действия, состоящей из пустотелого реактора, изготовленного из сплава Incoloy 825, объемом 100 мл и сепаратора для разделения продуктов реакции.

В реактор со скоростью 21 г/ч подают водный раствор катализатора, содержащий: смесь ортофосфорной и полифосфорной кислот 6 мас.% с содержанием катионов металлов хрома и никеля, массовое соотношение смесь ортофосфорной и полифосфорной кислот (в пересчете на ортофосфорную кислоту) : катионы металла хрома : катионы металла никеля =1:0,01:0,003, остальное вода. Так же в реактор со скоростью 35 г/ч подают смесь содержащую 25 мас.% ДМД и 75 мас.% ТМК.

Процесс контактирования веществ проводят в реакторе при температуре 165°С и давлении 12 атм.

Из реакционной зоны отгоняют продукты реакции и воду, которые конденсируются в сепараторе, с последующим выделением изопрена. Неконденсирующиеся газы выводятся через перепускной клапан на счетчик.

Результаты приведены в таблице.

Пример 2.

Процесс проводят аналогично примеру 1, однако имеются следующие отличия.

В реактор со скоростью 21 г/ч подают водный раствор катализатора, содержащий: смесь ортофосфорной и полифосфорной кислот 6 мас.% с содержанием катионов металлов хрома и никеля, массовое соотношение смесь ортофосфорной и полифосфорной кислот (в пересчете на ортофосфорную кислоту) : катионы металла хрома : катионы металла никеля =1:0,5:0,04, остальное вода.

Результаты приведены в таблице.

Пример 3.

Процесс проводят аналогично примеру 1, однако имеются следующие отличия.

В реактор со скоростью 21 г/ч подают водный раствор катализатора, содержащий: смесь ортофосфорной и полифосфорной кислот 6 мас.% с содержанием катионов металлов хрома и никеля, массовое соотношение смесь ортофосфорной и полифосфорной кислот (в пересчете на ортофосфорную кислоту) : катионы металла хрома : катионы металла никеля =1:0,01:0,04, остальное вода.

Результаты приведены в таблице.

Пример 4.

Процесс проводят аналогично примеру 1, однако имеются следующие отличия.

В реактор со скоростью 21 г/ч подают водный раствор катализатора, содержащий: смесь ортофосфорной и полифосфорной кислот 6 мас.% с содержанием катионов металлов хрома и никеля, массовое соотношение смесь ортофосфорной и полифосфорной кислот (в пересчете на ортофосфорную кислоту) : катионы металла хрома : катионы металла никеля =1:0,5:0,003, остальное вода.

Результаты приведены в таблице.

Пример 5.

Процесс проводят аналогично примеру 1, однако имеются следующие отличия.

В реактор со скоростью 21 г/ч подают водный раствор катализатора, содержащий: смесь ортофосфорной и полифосфорной кислот 6 мас.% с содержанием катионов металла никеля, массовое соотношение смесь ортофосфорной и полифосфорной кислот (в пересчете на ортофосфорную кислоту) : катионы металла никеля =1:0,04, остальное вода.

Результаты приведены в таблице.

Пример 6.

Процесс проводят аналогично примеру 1, однако имеются следующие отличия.

В реактор со скоростью 21 г/ч подают водный раствор катализатора, содержащий: смесь ортофосфорной и полифосфорной кислот 6 мас.% с содержанием катионов металла хрома, массовое соотношение смесь ортофосфорной и полифосфорной кислот (в пересчете на ортофосфорную кислоту) : катионы металла хрома =1:0,5, остальное вода.

Результаты приведены в таблице.

Пример 7.

Процесс проводят аналогично примеру 1, однако имеются следующие отличия.

В реактор со скоростью 21 г/ч подают водный раствор катализатора, содержащий ортофосфорную кислоту 6 мас.%, остальное вода.

Результаты приведены в таблице.

Пример 8.

Процесс проводят аналогично примеру 1, однако имеются следующие отличия.

В реактор со скоростью 21 г/ч подают водный раствор катализатора, содержащий полифосфорную кислоту 6 мас.%, остальное вода.

Результаты приведены в таблице.

1. Способ получения изопрена жидкофазным взаимодействием формальдегида и изобутилена и/или веществ, являющихся их источниками, например 4,4-диметилдиоксана-1,3 и триметилкарбинола, при повышенной температуре и давлении в присутствии в качестве катализатора водного раствора неорганической кислоты и катионов металлов, с отгонкой продуктов реакции и воды из реакционной зоны и последующим выделением изопрена, отличающийся тем, что синтез изопрена ведут в присутствии катализатора, включающего либо смесь орто- и пирофосфорных кислот, либо смесь орто- и полифосфорных кислот, либо смесь орто- и метафосфорных кислот и катионы металлов VI и X группы Периодической таблицы элементов Менделеева, при массовом соотношении смесь неорганических кислот, в пересчете на ортофосфорную кислоту : катионы металлов VI группы : катионы металлов X группы, равном 1:(0,01-0,5):(0,003-0,04) соответственно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят при температуре 150-200°C и давлении 6-17 атм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор содержит катионы металлов хрома и никеля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии нефтехимического синтеза, а именно к способам получения изопрена из изобутилена и формальдегида или веществ, являющихся их источниками, например 4,4-диметил-1,3-диоксана и триметилкарбинола.
Изобретение относится к способу получения изопрена, включающему конденсацию изобутилена с водным раствором формальдегида в присутствии кислотного катализатора при температуре 80-110°С, давлении 15-25 атм, разделение реакционной массы на масляный и водный слои, упарку водного слоя, добавление к остатку после упарки исходного водного раствора формальдегида и рециркуляцию полученной смеси в зону конденсации, выделение из масляного слоя фракции 4,4-диметил-1,3-диоксана с последующим жидкофазным разложением ее в присутствии третичного бутилового спирта и/или изобутилена в изопрен при повышенной температуре и давлении.

Изобретение относится к способу и установке получения концентрата ароматических углеводородов из легких алифатических углеводородов и их смесей с оксигенатами. При этом согласно способу исходное сырье подают в два последовательно соединенных реакционных блока - первый и второй с цеолитовыми катализаторами на основе группы пентасилов, причем реакционные блоки отличаются условиями конверсии углеводородов в ароматические, разделяют полученную после реакционных блоков смесь на жидкую, и газовую фракции, подают газовую фракцию на вход первого и второго реакционного блока.

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 изопрена, путем взаимодействия компонентов сырья, содержащего формальдегид, изобутилен, производные изобутилена и, предшественники изопрена, в присутствии кислого твердофазного катализатора, содержащего фосфат ниобия с последующим выделением целевого продукта.

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.

Настоящее изобретение относится к способу повышения производительности катализатора алкилирования бензола изопропиловым спиртом или смесью изопропилового спирта и пропилена, который включает осуществление указанной реакции алкилирования в условиях температуры и давления, соответствующих полностью газовой фазе реагентов и по меньшей мере частично жидкой фазе реакционных продуктов, в присутствии каталитической системы, содержащей цеолит, принадлежащий семейству MTW.

Изобретение относится к способу получения фенилэтинил производных ароматических соединений. Способ характеризуется тем, что включает нагрев смеси компонентов 0,01 моль фенилацетилена, 0,01 моль иодбензола (арилиодида), 0,0006 г нанопорошка меди и 0,002 г CuI при температуре 110-120°C в течение 3 часов, после охлаждения реакционной массы ее выливают в 100 мл холодной воды при перемешивании, экстрагируют этилацетатом, затем очищают на колонке с силикагелем, элюируя смесью растворителей этилацетат : гексан в соотношении 1:6, далее отгоняют растворитель, получая чистые продукты.

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

Изобретение относится к способу синтеза 1,2,6,7-бис-(9H,10H-антрацен-9,10-диил)пирена 1 путем взаимодействия генерируемого in situ аринового производного пирена с антраценом в атмосфере аргона Предлагаемое изобретение предоставляет способ синтеза указанного соединения, которое может использоваться в качестве мономолекулярного оптического сенсора для обнаружения нитроароматических соединений.

Изобретение относится к технологии нефтехимического синтеза, а именно к способам получения изопрена из изобутилена и формальдегида или веществ, являющихся их источниками, например 4,4-диметил-1,3-диоксана и триметилкарбинола.
Изобретение относится к способу получения изопрена, включающему конденсацию изобутилена с водным раствором формальдегида в присутствии кислотного катализатора при температуре 80-110°С, давлении 15-25 атм, разделение реакционной массы на масляный и водный слои, упарку водного слоя, добавление к остатку после упарки исходного водного раствора формальдегида и рециркуляцию полученной смеси в зону конденсации, выделение из масляного слоя фракции 4,4-диметил-1,3-диоксана с последующим жидкофазным разложением ее в присутствии третичного бутилового спирта и/или изобутилена в изопрен при повышенной температуре и давлении.

Изобретение относится к способу и установке получения концентрата ароматических углеводородов из легких алифатических углеводородов и их смесей с оксигенатами. При этом согласно способу исходное сырье подают в два последовательно соединенных реакционных блока - первый и второй с цеолитовыми катализаторами на основе группы пентасилов, причем реакционные блоки отличаются условиями конверсии углеводородов в ароматические, разделяют полученную после реакционных блоков смесь на жидкую, и газовую фракции, подают газовую фракцию на вход первого и второго реакционного блока.

Изобретение относится к каталитическому превращению возобновляемого сырья - продуктов ферментации биомассы (этанол, сивушные масла) и их смесей с растительным маслом в алкан-ароматическую фракцию C3-C11+, которая может быть использована для получения компонентов топлив.

Изобретение относится к способу получения катализатора на основе кристаллического алюмосиликата типа пентасил, включающему стадии: (a) обработка гидрата оксида алюминия водным содержащим кислоту средством, (b) смешивание обработанного водным содержащим кислоту средством гидрата оксида алюминия со стадии (a) с H-цеолитом со средним диаметром первичных кристаллитов от 0,01 мкм и меньше 0,1 мкм, (c) формование смеси, полученной на стадии (b), путем экструзии, и (d) кальцинирование полученной на стадии (c) смеси, причем по меньшей мере 95 об.% частиц гидрата оксида алюминия (в пересчете на средний диаметр) меньше или равно 100 мкм.

Изобретение относится к способу получения олефинов C2-C4 из диметилового эфира при повышенной температуре в присутствии катализатора. При этом катализатор предварительно измельчают механически, затем суспендируют в углеводородах, выкипающих при температуре выше 320°C, и диспергируют полученную суспензию ультразвуком до получения частиц катализатора размером не более 1 мкм, затем катализатор восстанавливают в токе гелия при температуре до 400°С и проводят синтез олефинов в условиях протока сырья, содержащего до 100 мас.% диметилового эфира, через реактор типа сларри.

Изобретение относится к способу получения концентрата ароматических углеводородов из природного газа, при котором получают синтез-газ, производят конверсию его в метанол, производят дальнейшее получение из метанола в присутствии катализатора концентрата ароматических углеводородов и воды, производят сепарацию воды, производят отдувку из воды остатков углеводородов, производят выделение образовавшегося концентрата ароматических углеводородов и водородосодержащего газа, который по меньшей мере частично используют при получении синтез-газа, для изменения соотношения в нем Н2:СО 1,8-2,3:1.

Изобретение относится к способу получения углеводородных продуктов, включающему стадии: (a) обеспечение синтез-газа, содержащего водород, монооксид углерода и диоксид углерода; (b) реакция превращения синтез-газа в оксигенатную смесь, содержащую метанол и диметиловый эфир, в присутствии одного или более катализаторов, которые совместно катализируют реакцию превращения водорода и монооксида углерода в оксигенаты, при давлении, по меньшей мере, 4 МПа; (c) извлечение со стадии (b) оксигенатной смеси, содержащей количества метанола, диметилового эфира, диоксида углерода и воды вместе с непрореагировавшим синтез-газом, и введение всего количества оксигенатной смеси без дополнительной обработки в стадию каталитического превращения оксигенатов (d); (d) реакция оксигенатной смеси в присутствии катализатора, который является активным в превращении оксигенатов в высшие углеводороды; (e) извлечение выходящего потока со стадии (d) и разделение выходящего потока на хвостовой газ, содержащий диоксид углерода, возникающий из синтез-газа, и доксид углерода, образованный на стадии (b), жидкую углеводородную фазу, содержащую полученные на стадии (d) высшие углеводороды, и жидкую водную фазу, где давление, применяемое на стадиях (c)-(e), является по существу таким же, как применяемое на стадии (b), причем часть хвостового газа, полученного на стадии (e), рециркулируют на стадию (d), а остальную часть хвостового газа отводят.

Изобретение относится к способу инициированного непрерывного каталитического получения ароматических углеводородов из этанола на катализаторе HZSM-5 при 400-420°C и объемной скорости 1-2 ч-1.

Изобретение относится к способу быстрого охлаждения потока, выходящего из реактора для превращения метанола в олефины. Способ включает подачу указанного выходящего потока в колонну быстрого охлаждения; подачу потока циркулирующей воды в колонну быстрого охлаждения и стекание потока вода в колонне каскадами вниз; распыление второго потока воды для образования факела распыла из капель воды, причем указанный факел распыла направляют в каналы для пара, через которые проходят выходящие из реактора потоки, при этом факел распыла распыляется непосредственно над отверстиями тарелок, расположенных в колонне быстрого охлаждения; и контактирование выходящего из реактора потока с потоком воды и факелом распыла из водяных капель для удаления частиц катализатора из выходящего потока, при этом образуются быстро охлажденный выходящий из реактора поток и отводимый из колонны поток воды и твердых частиц.

Изобретение относится к технологии нефтехимического синтеза, а именно к способам получения изопрена из изобутилена и формальдегида или веществ, являющихся их источниками, например 4,4-диметил-1,3-диоксана и триметилкарбинола.
Наверх