Способ метилирования бензола


 


Владельцы патента RU 2600453:

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

Изобретение относится к способу метилирования бензола. Способ характеризуется тем, что в качестве метилирующего агента используют диметилдисульфид, процесс осуществляют в присутствии катализатора - высококремнистого цеолита HZSM-5, в газовой фазе при атмосферном давлении, при температуре 250-350°C, времени контакта 1.1-20 с. Технический результат - получение толуола, ксилолов, мезитилена и дурола с использованием альтернативного метилирующего агента - диметилдисульфида. 12 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к способам получения органических соединений, конкретно, к метилбензолам, которые являются важными растворителями и исходными веществами для производства различных ценных веществ.

Наиболее часто метилбензолы получают каталитическим метилированием бензола. В качестве метилирующих агентов используют метиловый спирт, диметиловый эфир, метилгалогениды - труднодоступные или токсичные вещества. Диалкилдисульфиды, как метилирующие агенты, не применяются. В то же время при переработке газа и нефти в огромных количествах получаются низшие диалкилдисульфиды, с R=C1-C2 (преобладает диметилдисульфид).

В Пат. US №5902906, 7С319/14, 11.05.1999, взаимодействие диметилдисульфида с бензолом в жидкой фазе в присутствии хлорида алюминия при 82°С, времени контакта 5-60 мин приводит только к тиоанизолу, образование метилбензолов не наблюдалось.

Задачей изобретения являлось создание способа метилирования бензола с использованием диметилдисульфида как альтернативного метилирующего агента.

Задача решается тем, что метилбензолы получают взаимодействием диметилдисульфида с бензолом в присутствии катализатора высококремнистого цеолита HZSM-5, в газовой фазе, при атмосферном давлении, температуре 250-350°С, времени контакта 1-20 с.

Технический результат - получения толуола, ксилолов, мезитилена и дурола с использованием альтернативного метилирующего агента - диметилдисульфида.

Используемый цеолит содержит основные центры умеренной силы и значительное количество сильных кислотных центров. При контакте бензола с протонными центрами катализатора образуются связанные с поверхностью ионы бензола. В результате взаимодействия диметилдисульфида с катализатором возникает поверхностный комплекс, в котором атомы серы связаны с кислотными центрами, а атом углерода метальной группы - с основными центрами. Это приводит к разрыву связей S-S и C-S в дисульфиде и образованию на поверхности СН3-фрагментов, которые взаимодействуют с активированным бензолом, приводя к образованию метилбензолов.

Синтез метилбензолов и метилтиофенов проводится в газовой фазе при атмосферном давлении в проточной установке. Гелий из баллона с определенной скоростью пропускают через сатураторы - первый с диметилдисульфидом, второй с бензолом. Смесь диметилдисульфида, бензола и гелия при определенной температуре поступают в заполненный катализатором реактор, обогреваемый безинерционной печью. Реакционная смесь через шестиходовой кран поступает в хроматограф ЛХМ-8МД. Периодически с помощью двухходового крана отбирают газовую пробу для проведения анализа. Высококипящие продукты реакции конденсируют в охлаждаемом приемнике и анализируют хроматографически и методом хроматомасс-спектрометрии. По результатам анализа определяют конверсию бензола, в %, и выходы продуктов в мол. %. Время контакта равно отношению объема катализатора (в см3) к скорости газового потока в см3/с при комнатной температуре и атмосферном давлении.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами, приведенными в таблице

Пример 1

В реактор загружают цеолит HZSM-5 в водородной форме и пропускают через него смесь диметилдисульфида с бензолом в гелии при атмосферном давлении, температуре 350°С, времени контакта 1.1 с, мольном отношении диметилдисульфида к бензолу (4-5): 1. Конверсия бензола составляет 14%, выходы продуктов составляют: толуола 0.1 моль %, ксилолов (смесь орто-, мета- и параизомеров) 6.8 мол. %, мезитилена 0.2 мол. % и дурола 7 мол. %.

Примеры 2-3

Пример 1 повторен с тем отличием, что время контакта равно 4.7 и 8.8 с.

Примеры 4-6

Пример 1 повторен с тем отличием, что температура опыта равна 300°С и время контакта равно 2.5-20 с.

Примеры 7-8

Пример 4 повторен с тем отличием, что мольное отношение диметилдисульфида к бензолу равно 1.1:1 и 8.4:1.

Примеры 9-11

Пример 1 повторен с тем отличием, что температура опыта равна 250°С и время контакта равно 3.0-15.1 с.

Пример 12

Пример 1 повторен с тем отличием, что температура равна 200°С и время контакта равно 12.1 с.

Примеры 7-8 показывают, что изменение мольного отношения диметилдисульфида и бензола не оказывает влияния на показатели процесса.

Пример 12 показывает, что при температуре 200°С продукты метилирования бензола получаются с низкими выходами.

Способ метилирования бензола, характеризующийся тем, что его осуществляют взаимодействием бензола с метилирующим агентом, отличающийся тем, что в качестве метилирующего агента используют диметилдисульфид, процесс осуществляют в присутствии катализатора - высококремнистого цеолита HZSM-5, в газовой фазе при атмосферном давлении, при температуре 250-350°C, времени контакта 1.1-20 с.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу регенерации закоксованного содержащего металл катализатора. Способ включает взаимодействие закоксованного содержащего металл катализатора в зоне регенерации с атмосферой, которая содержит диоксид углерода и монооксид углерода, где отношение парциального давления монооксида углерода к парциальному давлению диоксида углерода в зоне регенерации составляет от 2,3:1 до 100:1, и которая содержит менее 100 част./млн молекулярного кислорода, при температуре, равной от 600°С до 900°С, в течение времени, равного от примерно 0,1 до примерно 60 мин, причем способ дополнительно включает взаимодействие закоксованного содержащего металл катализатора в зоне регенерации с атмосферой, которая содержит водород, при температуре, равной не ниже 400°С, одновременно с указанным взаимодействием с указанной атмосферой, содержащей диоксид углерода и монооксид углерода, или после него.

Изобретение относится к способу получения 4,4-диметил-1,3-диоксана конденсацией изобутилена с формальдегидом в присутствии кислотного катализатора. Способ характеризуется тем, что в качестве кислотного катализатора используют хлорную кислоту или смесь хлорной кислоты с органическими и/или неорганическими кислотами.
Изобретение относится к способу алкилирования ароматических углеводородов при помощи алифатических спиртов, содержащих от 1 до 8 атомов углерода. Способ включает в себя подачу углеводорода и спирта с крышки корпуса реактора с неподвижным слоем, функционирующего в режиме "капельного потока", содержащего, по меньшей мере, один слой катализатора, включающего в себя цеолит, выбранный из цеолитов со средними порами и цеолитов с большими порами, причем в реакторе алкилирования ароматический углеводород и алифатический спирт находятся в газовой фазе, а продукты алкилирования находятся в жидкой фазе.

Изобретение относится к способу получения бутадиена, включающему конденсацию пропилена с формальдегидом в среде растворителя с последующим выделением целевого продукта.

Настоящее изобретение относится к способу синтеза по меньшей мере одного алкилциклопентадиенового соединения, которое включает алкилциклопентадиен и его замещенные алкильные производные, включающему: контактирование по меньшей мере одного источника циклопентадиенильного аниона, включающего по меньшей мере один реагент, выбранный из группы, включающей циклопентадиенильный реактив Гриньяра, циклопентадиенил натрия, циклопентадиенил лития, циклопентадиенил калия и любую комбинацию перечисленного, и по меньшей мере одного источника алкильной группы, включающего по меньшей мере один реагент, выбранный из группы, включающей алкилгалогенид и алкилсульфонат, в течение промежутка времени продолжительностью от 4 до 7 часов при температуре от 50 до 65°C, с получением по меньшей мере одного алкилциклопентадиенового соединения; и экстрагирование алкилциклопентадиенового соединения углеводородным растворителем, причем молярное отношение источника алкильной группы к источнику циклопентадиенильного аниона составляет от 0,5:1 до 0,9:1.
Изобретение относится к способу получения этилбензола, который включает стадию проведения реакции алкилирования в условиях газовой фазы или смешанной фазы, на которой осуществляют взаимодействие бензола с этанолом, содержащим до 20 масс.

Изобретение относится к способу получения концентрата ароматических углеводородов из жидких углеводородных фракций, при котором подают в смеситель исходные компоненты, нагревают смешанные компоненты, подают их в реактор, в котором производят конверсию нагретых компонентов в присутствии цеолитсодержащего катализатора в ароматические углеводороды, разделяют полученный продукт на жидкую и газообразную фазы, по меньшей мере частично подают полученную газообразную фазу в смеситель, жидкую фазу подают в ректификационную колонну, из которой отбирают концентрат ароматических углеводородов.

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 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 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 области получения ароматических углеводородов из спиртов, а именно к катализатору конверсии этанола, метанола или их смеси в ароматические углеводороды.

Настоящее изобретение относится к вариантам способа трансалкилирования ароматических углеводородных соединений. Один из вариантов включает: a.
Изобретение относится к способу получения потока алкилированного ароматического соединения из по меньшей мере частично необработанного потока способного к алкилированию ароматического соединения, содержащего каталитические яды, и потока алкилирующего агента, включающего следующие стадии: (а) контактирование указанного потока способного к алкилированию ароматического соединения, содержащего указанные каталитические яды, с обрабатывающей композицией в зоне обработки, отдельной от реакционной зоны алкилирования, в условиях обработки с целью удаления по меньшей мере части указанных каталитических ядов и получения обработанного отходящего потока, который включает обработанное способное к алкилированию ароматическое соединение и сниженное количество каталитических ядов, причем указанная обрабатывающая композиция представляет собой пористый кристаллический материал, который имеет отношение площади поверхности к объему, составляющее более 30 дюймов-1 (12 см-1), указанные условия оработки включают температуру от 30 до 300°С; (б) периодическую подачу потока алкилирующего агента в указанную зону обработки совместно с указанным по меньшей мере частично необработанным способным к алкилированию ароматическим соединением, чтобы достичь увеличения температуры, вызванного экзотермической реакцией между указанным алкилирующим агентом и указанным по меньшей мере частично необработанным способным к алкилированию ароматическим соединением в присутствии указанной обрабатывающей композиции при указанных условиях обработки, причем указанное увеличение температуры определяет степень старения указанной обрабатывающей композиции; причем периодическая подача алкилирующего агента означает, что алкилирующий агент подают в зону обработки с интервалами от 1 секунды до 24 часов или более, и затем прекращают подавать на периоды времени от 1 минуты до 15 суток или более; и (в) контактирование указанного обработанного способного к алкилированию ароматического соединения в указанном отходящем потоке и потока алкилирующего агента с каталитической композицией в указанной реакционной зоне алкилирования, отдельной от указанной зоны обработки, при по меньшей мере частично жидкофазных условиях каталитического превращения с получением алкилированного отходящего потока, который включает дополнительное количество алкилированного ароматического соединения, причем указанная каталитическая композиция включает пористый кристаллический материал, имеющий каркасный структурный тип, выбранный из группы, включающей FAU, BEA, MOR, MWW и их смеси, причем указанные по меньшей мере частично жидкофазные условия каталитического превращения включают температуру от 100 до 300°С, давление от 689 до 4601 кПа, молярное отношение обработанного способного к алкилированию ароматического соединения к алкилирующему агенту от 0,01:1 до 25:1 и массовую часовую объемную скорость подачи сырья (МЧОС), составляющую в расчете на алкилирующий агент от 0,5 до 500 ч-1.

Изобретение относится к двум вариантам способа конверсии алканолов в ароматические углеводороды. Один из вариантов включает: частичное дегидрирование C1-С6 алканольного исходного материала в присутствии катализатора дегидрирования при температуре дегидрирования и давлении дегидрирования с получением водорода и смеси оксигенатных компонентов, содержащей (а) непрореагировавший С1-С6 алканол и (b) карбоновую кислоту, альдегид, сложный эфир или любое их сочетание; причем по меньшей мере часть оксигенатных компонентов в данной смеси имеет соотношение водорода к полезному углероду менее 1,6, а степень частичного дегидрирования приводит к получению смеси оксигенатных компонентов, имеющей общее соотношение водорода к полезному углероду от 1,2 до 1,8; и воздействие на оксигенатный компонент катализатора конверсии оксигенатов при температуре конверсии оксигенатов и давлении конверсии оксигенатов с получением ароматических углеводородов.
Изобретение относится к способу получения потока алкилированного ароматического соединения из по меньшей мере одного необработанного потока способного к алкилированию ароматического соединения, находящегося в жидкой фазе и содержащего каталитические яды, и потока алкилирующего агента, причем указанный необработанный поток способного к алкилированию ароматического соединения обрабатывают с целью снижения содержания каталитических ядов.
Изобретение относится к способу алкилирования ароматических углеводородов при помощи алифатических спиртов, содержащих от 1 до 8 атомов углерода. Способ включает в себя подачу углеводорода и спирта с крышки корпуса реактора с неподвижным слоем, функционирующего в режиме "капельного потока", содержащего, по меньшей мере, один слой катализатора, включающего в себя цеолит, выбранный из цеолитов со средними порами и цеолитов с большими порами, причем в реакторе алкилирования ароматический углеводород и алифатический спирт находятся в газовой фазе, а продукты алкилирования находятся в жидкой фазе.

Изобретение относится к способу конверсии углеводородов. Описан способ конверсии неравновесного C8-ароматического сырья.

Изобретение относится к способу получения ароматических углеводородов из сырья на основе талового масла. Способ характеризуется тем, что газообразный водород и биоасло, которое состоит на 2-90% из жирных кислот талового масла, на 2-98% из смоляных кислот талового масла и необязательно других растительных масел, направляют в неподвижный слой катализатора, образованный из твердого материала; биомасло подвергают каталитической деоксигенации и крекингу в слое под действием водорода с использованием катализатора деоксигенации и катализатора крекинга, которые отличаются друг от друга и расположены последовательно на расстоянии друг от друга в слое катализатора.

Изобретение относится к двум вариантам объединенного способа изомеризации и трансалкилирования ксилола. Один из вариантов включает следующие стадии: осуществляют изомеризацию потока сырья в реакторе изомеризации при условиях изомеризации, чтобы получить продукт изомеризации; осуществляют трансалкилирование потока сырья в реакторе трансалкилирования при условиях трансалкилирования, чтобы получить продукт трансалкилирования; объединяют продукт изомеризации и продукт трансалкилирования; вводят объединенный продукт в единственный сепаратор; разделяют объединенный продукт в сепараторе, чтобы получить нижний поток сепарации; и осуществляют ректификацию нижнего потока сепарации в ректификационной колонне, чтобы получить нижний поток из ректификационной колонны.

Изобретение относится к способу увеличения выходов ароматических продуктов из углеводородного сырья. Способ включает пропускание углеводородного сырья в первую систему реакторов, работающую при первом наборе реакционных условий, включающем первую температуру реакции в интервале 445-475°C, для получения углеводородного потока с пониженным содержанием нафтенов.

Изобретение относится к двум вариантам способа конверсии алканолов в ароматические углеводороды. Один из вариантов включает: частичное дегидрирование C1-С6 алканольного исходного материала в присутствии катализатора дегидрирования при температуре дегидрирования и давлении дегидрирования с получением водорода и смеси оксигенатных компонентов, содержащей (а) непрореагировавший С1-С6 алканол и (b) карбоновую кислоту, альдегид, сложный эфир или любое их сочетание; причем по меньшей мере часть оксигенатных компонентов в данной смеси имеет соотношение водорода к полезному углероду менее 1,6, а степень частичного дегидрирования приводит к получению смеси оксигенатных компонентов, имеющей общее соотношение водорода к полезному углероду от 1,2 до 1,8; и воздействие на оксигенатный компонент катализатора конверсии оксигенатов при температуре конверсии оксигенатов и давлении конверсии оксигенатов с получением ароматических углеводородов.
Наверх