Способ совместного получения стирола, бензола и фенолов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

<н771078

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14. 09. 78 (21) 2664281/23-04 (51)hh

С 07 С 15/10

С 07 С 15/04

С 07 С 39/04 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 151030. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 17.1030 (53) УДК 547.538 ° .141(088 ° 8) Х. E. Хчеян, О. М. Ревенко, М. П. Тихонова и А. В. Борисоглебская (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ CTHPOJIA

БЕНЗОЛА И ФЕНОЛОВ

Изобретение относится к способу совместного получения бензола, этилбензола, стирола и фенолов из толуола.

Бензол, этилбензол, стирол и фенолы являются важнейшими многотоннажнычи промышленными продуктами нефте1 химического синтеза.

Стирол находит .широкое применение в производстве пластических масс, синтетических каучуков, ударопрочно-. го полистирола и пенопластов.

Этилбензол в основном используетcs: как промежуточный продукт в производстве стирола, но находит и са- 15 мостоятельное применение в качестве высокооктановой добавки к моторному топливу.

Фенолы применяются в производстве синтетических красителей, смол, взрыв=, 2р чатых веществ, дезинфицирующих средств.

Бензол является ценным растворителем, широко применяется в анилинокрасочной, фармацевтической промышленности, в производстве синтети- 25 ческого каучука, пластических масс, в качестве добавок к моторному топливу.

В промышленности этилбензол, стирол и фенолы получают на основе бен- gp

2 зола в результате сложных и многостадийных процессов.

Известен способ получения этилбензола и стирола путем взаимодействия толуола с алканами C — С+ при температуре 1000-1200 С (11

Конверсия толуола 10-22%. Выход продуктов 60-70%.

О

Недостатком этого способа является низкая конверсия толуола и сложность аппаратурного оформления процесса при очень высоких температурах..

Наиболее близким к настоящему способу является способ совместного получения стирола,бензола и фенолов путем взаимодействия толуола с алканами С вЂ” C в присутствии кислорода или кислородсодержащего газа. Процесс проводят при температуре 6001000 С с объемной скоростью 5005000 ч ". Конверсия толуола достигает

30-40Ъ. Суммарный выход целевых продуктов 90%. Этот метод открывает возможность комплексного получения бензола, стирола и фенолов в одну стадию из толуола, но характеризуется сравнительно низкой конверсиейне выше 40,% f2) 77l078

Целью изобретения является повышение конверсии толуола.

Поставленная цель достигается описываемым способом совместного получения стирола, бенэола и фенолов, заключающимся в том, что толуол подвергают взаимодействию с низшими парафиновыми углеводородами при повышенной температуре в присутствии кислорода и ацетальдегида или формальдегида или его производных и/или бензальдегида.

Желательно процесс проводить при температуре 600-800 C. Предпочтительно в качестве производного формальдегида использовать диметилформаль.

Желательно альдегид использовать в 15 количестве 0,2-10 вес.Ъ в расчете на исходный толуол.

Более предпочтительным является использование альдегидов в виде смесей, например формальдегида и бенз- 2О альдегида, количество которой берется в пределах 4-6 вес.Ъ в расчете на толуол.

Процесс проводят при атмосферном или повышенном давлении при температуре 650-800оС и времени контакта

0,1-1 с (объемная скорость 360036000 ч ).

Содержание кислорода в исходной смеси 5-20 об.Ъ. В качестве парафиновых углеводородов могут быть ис пользованы метан, пропан, их смеси, а также природный газ. Молярное соотношение толуола и парафинового углеводорода 1:5-1:20. Процесс желательно проводить в присутствии инерт- З5 ного разбавителя, например водяного пара, взятого в количестве 20-40 об.Ъ

Суммарный выход целевых продуктовбензола,. этилбензола, стирола и фенолов 85-90о. Конверсия толуола достигает 60Ъ.

Преимущество предлагаемого способа состоит в том, что он позволяет повысить производительность процесса за счет увеличения конверсии толуо- о ла на 20%, сохраняя при этом высокую селективность (90Ъ).

Другое преимущество способа в том, что он открывает возможность работать с более высокими объемными скоростями, что также приводит к увеличению производительности процесса.

Пример 1.Газопаровую смесь толуола, кислорода, метана, воды и формальдегида взятую в молярном соотно1 шении 1: 2: 10: 8: О, 0405 (содержание фор-.55 мальдегида 1,3 вес.% от веса толуола), пропускают через кварцевый реактор (с внутренним диаметром 28 мм и длиной реакционной зоны 60 мм) при температуре 755 С и времени контакта

0,6 с.

Конверсия толуола 49,0Ъ, Выход в расчете на прореагировавший толуол, вес.Ъ:бензола 23,5; этилбензола 21,3; стирола 21,8; фенолов 18,4. Суммарныи выход целевых продуктов 85,0%.

Пример 2. Газопаровую смесь толуола, кислорода, метана, воды и бензальдегида взятую в молярном соотношении 1:2:10:3:0,0247 (содержание бензальдегида 3,2 вес.Ъ от веса толуола1 пропускают через указанный ! о реактор при температуре 750 С и времени контакта 0,6 с.

Конверсия толуола 43,2Ъ. Выход в расчете на прореагировавший толуол, вес.Ъ: бензола 26,96; этилбензола

19,65; стирола 21,3; фенолов 15,92.

Суммарный выход всех указанных продуктов 84%.

Пример 3. Газопаровую смесь толуола, кислорода, метана, воды и ацетальдегида взятую в молярном со-! отношении 1: 2: 12: 6: О, 027 (содержание ацетальдегида 1,35.вес.Ъ к толуолу), пропускают через реактор при температуре 755ОC и времени контакта 0,35 с.

Конверсия толуола 43,2Ъ. Выход в расчете на прореагировавший толуол, вес.Ъ: бензола 18,1; этилбенэола 27,2; стирола 23,8; фенолов 21,4. Суммарный выход указанных продуктов 83,3%.

Пример 4. Газопаровую смесь толуола, кислорода, метана, воды и бензальдегида, взятую в молярном соотношении 1:2 10:3:0,063 (содержание бензальдегида 7,3 вес.Ъ от веса толуола), пропускают через реактор при температуре 750 С и времени контакта

0,48 с.

Конверсия толуола 44,3Ъ. Выход в расчете на прореагировавший толуол, вес.Ъ: бензола 24,4; этилбензола

22,8; стирола 19,8; фенолов 17,31.

Суммарный выход указанных продуктов

84,3Ъ.

Пример 5. Газопаровую смесь толуола, кислорода, метана, воды, бензальдегида и ацетальдегида,взятую в молярном соотношении 1:2:10:3:

:0,046:0,0167 (содержание бензальдегида 5,4 вес.% и ацетальдегида

0,65 вес.Ъ от веса толуола), прс пускают через реактор при температуре 755оС и времени контакта 0,5 с.

Конверсия толуола 49,2Ъ, Выход в расчете на прореагировавший толуол, вес.Ъ . бензола 24,3; этилбензола

23,12; стирола 22,16; фенолов 16,4.

Суммарный выход указанных продуктов

86,0%, Пример 6. Газопаровую смесь толуола, кислорода, метана, воды, бензальдегида и формальдегида взятую в молярном соотношении 1:2:10:3:0,046

:0,0167 (содержание бензальдегида

5,4 вес.Ъ и формальдегида 0,55 вес.Ъ от веса толуола), пропускают через реактор при температуре 755 С и времени контакта 0,8 с.

Конверсия толуола 58,8%. Выход в расчете на прореагировавший тоЛуол, L

771078 вес.Ъ: бензола 35,65; этилбенэола

16,22; 23,3; фенолов 14,3.

Суммарный выход указанных продуктов

89,6Ъ.

tI р и м е р 7. Газопаровую смесь толуола, кислорода, метана, воды и формальдегида, взятую в молярном соотношении 1:2:12:6:0,34 (содержание формальдегида 10,0 вес.Ъ от веса толуола), пропускают через реактор при температуре 760ОС и времени контакта

0,38 с. 10

Конверсия толуола 46,0%. Выход в расчете на прореагировавший толуол, вес.Ъ: бензола 31,1; этилбенэола

22,0; стирола 20,9 фенолов 10,9.

Суммарный выход указанных продуктов 15

85,1Ъ.

Пример 8. Газопаровую смесь толуолг, кислорода, метана, воды и формальдегида,взятую в молярном соотношении 1:2:12:6:0,017 (содержание 20 формальдегида 5,8 вес.Ъ от веса толуола),пропускачт через реактор при температуре 800 С и времени контакта

0,38 с.

Конверсия толуола 48,4Ъ. Выход в расчете на прореагировавший толуол, вес.Ъ: бензола 30,6; этилбензола 14,8; стирола 20,1; фенолов 20,4. Суммарный выход укаэанных продуктов 86,0Ъ.

Пример 9. Газопаровую смесь толуола, кислорода, метана, воды, бенэальдегида и формальдегида,взятую в молярном соотношении 1:3:15,7:5,3:

:0,044:0,03 (содержание бензальдегида 5,0 вес.Ъ и формальдегида 1,2 вес.Ъ от веса толуола), пропускают через реактор при температуре 750 С и времени контакта 0,4 с.

Конверсия толуола 47,3%. Выход в расчете на прореагировавший толуол, вес.Ъ: бензола 19,4; этилбензола 4()

29,5; стирола 25,7; фенолов 10,55.

Суммарный выход указанных продуктов

85 2%.

Пример 10. Газопаровую смесь т<>луола, кислорода, пРопана, воды, 45

6 знзальдегида и формальдегида, взятую в молярном соотношении 1:3,9:19,4:

:8,2:0,0284:0,0335 (содер>кание бензальдегида 3,28 вес.Ъ и формальдегида 1,05 вес.% or веса толуола), пропускают через реактор при температуре 755 С и времени контакта 0 43 с.

Конверсия толуола 54,3Ъ, Выход в расчете на прореагировавший толуол, вес.Ъ: бенэола 24,2; этилбензола 23,9, стирола 20,3; фенолов 18,9. Суммар- 55 ный выход указанных продуктов 87,2Ъ.

Пример 11. Газопаровую смесь толуола, кислорода, метана, воды, бенэальдегида и формальдегида,взятую в молярном соотношении 1:3:12:3:0,046: щ

:0,02 (содержание бензальдегида

5,46 вес.Ъ и формальдегида 0,66 вес.Ъ от веса толуола), пропускают через реактор при температуре 755 С и времени контакта 0,44 с.

Конверсия толуола 55,6Ъ. Выход в расчете на прореагировавший толуол, вес.Ъ: бензола 25,6, зтилбензола

17,4; 23,6; фенолов 20,9.

Суммарный выход укаэанных продуктов

87,4%.

Пример 12. Гаэопаровую смесь толуола, кислорода, зтана, пропана, метана, воды, бенэальдегида и формальдегида,взятую в молярном соотношениИ

1:2,1:0,31:0,095:10,05:3,04:0,0475:

:0,002 (содержание, бензальдегида

5,5 вес.Ъ и формальдегида 0,66 вес.Ъ от веса толуола) пропускают через реактор при температуре 7505С и времени контакта 0,5 с.

Конверсия толуола 51,3%. Выход в расчете на прореагировавший толуол

I вес.%; бензола 32,8; этилбензола

15,5, стирола 20,5; фенолов 15,0.

Суммарный выход указанных продуктов

84,0%.

Пример 13. Газопаровую смесь толуола, кислорода, метана, воды и диметилформаяя,взятую в молярном соотношении 1:2:12:6:0,0054 (содержание диметилформаля 0,43 вес.Ъ от веса толуола), пропускают через реактор при температуре 750 С и времени контакта 0,37 c..

Конверсия толуола 47%. Выход в расчете на прореагировавший толуол, вес.Ъ: бензола 26,5; этилбензола

26,0; стирола 21,0; фенолов 12,7Ъ.

Суммарный выход указанных продуктов 86,2%.

Формула изобретения

1. Способ совместного получения стирола, бензола и фенолов взаимодействием толуола с низшими парафиновыми углеводородами при повышенной температуре в присутствии кислорода, отличающийся тем, что, с целью повышения конверсии толуола, процесс проводят в присутствии ацетальдегида или формальдегида или его производных и/или бензальдегида.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, процесс проводят при температуре 600-800ОС.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем; что в качестве производного формальдегида используют диметилформаль.

4. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что альдегид используют в количестве 0,2-10 вес.Ъ в расчете на исходный толуол.

Источники информации, принятые во внимание при эксперти е

1. Патент США Р 3396206, кл. 260-669, опублик. 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 358928, кл. С 07 С 15/10, опублик.

1970(прототип).