[go: up one dir, main page]

RU2166494C2 - Способ получения стирола - Google Patents

Способ получения стирола Download PDF

Info

Publication number
RU2166494C2
RU2166494C2 RU99116494A RU99116494A RU2166494C2 RU 2166494 C2 RU2166494 C2 RU 2166494C2 RU 99116494 A RU99116494 A RU 99116494A RU 99116494 A RU99116494 A RU 99116494A RU 2166494 C2 RU2166494 C2 RU 2166494C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dehydrogenation
zone
oxidation
ethylbenzene
reaction
Prior art date
Application number
RU99116494A
Other languages
English (en)
Other versions
RU99116494A (ru
Inventor
В.А. Комаров
Г.Р. Котельников
Г.П. Осипов
В.А. Пыхтин
В.И. Черепанов
Original Assignee
Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез"
Воронежское открытое акционерное общество "Синтезкаучукпроект"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез", Воронежское открытое акционерное общество "Синтезкаучукпроект" filed Critical Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез"
Priority to RU99116494A priority Critical patent/RU2166494C2/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2166494C2 publication Critical patent/RU2166494C2/ru
Publication of RU99116494A publication Critical patent/RU99116494A/ru

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Использование: нефтехимия. Этилбензол подвергают каталитическому дегидрированию в многозонном реакторе при повышенной температуре в присутствии водяного пара с нагревом продуктов реакции между зонами за счет непрямого контакта продуктов реакции дегидрирования и реакционной массой окисления несконденсированного газа. Технический результат - повышение эффективности процесса дегидрирования этилбензола. 1 табл.

Description

Изобретение относится к способу дегидрирования алкилароматических углеводородов, в частности к способу дегидрирования этилбензола для получения стирола, и может быть использовано в нефтехимической промышленности.
Известен способ получения стирола (пат. США 3755482, МКИ C 07 С 15/10) каталитическим многостадийным дегидрированием этилбензола, по которому средняя температура каждой стадии по крайней мере на 10oC выше, чем на предыдущей стадии.
Процесс эндотермический и требует подведения тепла. Поэтому продукты реакции перед поступлением на следующую стадию дегидрирования для повышения конверсии этилбензола подогреваются водяным паром через разделяющую стенку, что приводит к большим потерям тепла.
Наиболее близким по технической сущности является способ дегидрирования углеводородов (пат. США 4435607, МКИ С 07 С 5/40, С 07 С 5/48, НКИ 585/443) с промежуточным окислением образовавшегося водорода. По этому способу углеводороды взаимодействуют с катализатором дегидрирования, содержащим активированное соединением щелочного металла соединение железа, в первой зоне дегидрирования в присутствии водяного пара с образованием уходящего потока, содержащего непрореагировавший углеводород, продукты дегидрирования, водород и водяной пар. Полученную смесь вводят во вторую реакционную окислительную зону, в которую дополнительно вводят кислородсодержащий газ для селективного окисления водорода на катализаторе, содержащем платину и калий, нанесенные на высокопористую окись алюминия. За счет экзотермической реакции окисления водорода температура потока повышается и указанный поток поступает в следующую зону дегидрирования углеводородов. Реакции проводят при температуре 500-700°С и давлении 0,1-10 ат с применением этилбензола в качестве исходного углеводорода для получения стирола. При этом селективность реакции окисления кислородом до СО и СО2 составляет 21-26%, конверсия кислорода 59-66% и количество этилбензола со стиролом, конвертированных в двуокись углерода на стадии окисления, составляет 0,0021 моля на моль поданных углеводородов.
В указанном изобретении за счет окисления водорода из первой зоны дегидрирования повышается температура потока перед последующей зоной дегидрирования, что позволяет повысить общую конверсию.
При этом в каталитической зоне окисления в присутствии кислородсодержащего газа наряду с водородом частично окисляются прореагировавшие ароматические углеводороды из предыдущей зоны дегидрирования, что снижает селективность превращения в целевой продукт и приводит к образованию нежелательных кислородсодержащих примесей, снижающих качество товарного продукта.
Окисление водорода и других продуктов дегидрирования, а также дегидрирование этилбензола определяется активностью, селективностью и временным дрейфом - старением катализаторов, и требует подбора двух катализаторов, работающих стабильно в течение одинакового времени: один в процессе дегидрирования, другой - в процессе окисления. Однако известно, что катализаторы дегидрирования этилбензола работают непрерывно без перегрузки и останова на регенерацию 16000-20000 часов. В то время как катализаторы окисления требуют проведения регенерации или перегрузки через 2000-4000 часов пробега. Создание двух катализаторов - дегидрирования и окисления с идентичными характеристиками по длительности работы технически сложная задача. Кроме того, использование кислорода воздуха, имеющего в своем составе азот, впоследствии ухудшает условия конденсации продуктов реакции и требует больших энергозатрат при той же степени конденсации. Поэтому известный процесс экономически недостаточно эффективен.
Задачей данного изобретения является повышение эффективности процесса дегидрирования этилбензола для получения стирола.
Предлагается способ получения стирола каталитическим дегидрированием этилбензола, осуществляемый в многозонном реакторе при повышенной температуре в присутствии водяного пара с нагревом продуктов реакции между зонами за счет окисления кислородсодержащим газом образовавшегося при дегидрировании водородсодержащего газа с последующей конденсацией продуктов дегидрирования и отделением несконденсированного газа, в котором нагрев между зонами осуществляют непрямым контактом продуктов реакции дегидрирования и реакционной массы окисления несконденсированного газа.
Этилбензол смешивается с водяным паром, поступает в первую очередь в первую зону дегидрирования, где за счет эндотермического характера реакции дегидрирования этилбензола и теплопотерь в окружающую среду поток реагентов охлаждается и поступает далее в зону подогрева, из которой направляется во вторую зону дегидрирования и затем, после теплоиспользования, на конденсацию. При декантации конденсата выделяют несконденсированный газ, содержащий в основном водород, метан, оксид углерода, а из смеси углеводородного конденсата - стирол. Часть несконденсированного газа, выделенного при деконтации конденсата, направляют в реактор между зонами дегидрирования, где в специальном устройстве проводят окисление несконденсированного газа кислородом воздуха.
Тепло окисления несконденсированного газа путем непрямого контакта используется для подогрева продуктов реакции из первой зоны дегидрирования перед входом во вторую зону дегидрирования для повышения конверсии этилбензола и увеличения выхода стирола. Реакционная масса окисления несконденсированного газа из зоны окисления также не контактирует с продуктами реакции из зоны дегидрирования. Несконденсированный газ, неиспользованный для подогрева потока между зонами дегидрирования, отводят в топливную сеть.
Заданная конверсия этилбензола во второй зоне дегидрирования поддерживается изменением расхода несконденсированного газа и соответственно кислорода воздуха на окисление.
Повышение эффективности процесса дегидрирования этилбензола для получения стирола в многозонном реакторе по предлагаемому способу, по сравнению с известным, обеспечивается подводом тепла между зонами дегидрирования за счет непрямого контакта продуктов реакции дегидрирования и реакционной массы окисления несконденсированного газа, что позволяет выдерживать заданную конверсию без снижения селективности процесса, исключить образование кислородсодержащих примесей и коррозию оборудования, исключить потери ароматических углеводородов при окислении кислородом воздуха. Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает надежность управления процессом и изменение конверсии этилбензола по зонам дегидрирования в широком диапазоне.
Использование для окисления несконденсированного газа обусловлено наличием в нем оксида углерода, снижающего возможность образования взрывоопасных смесей.
Пример 1. (По прототипу)
Дегидрирование этилбензола осуществляют в адиабатическом реакторе с двумя зонами дегидрирования и заключенной между ними зоной окисления водорода. Катализатор дегидрирования содержит Fe2O3 - 68-72; Cr2O3 - 4-6; K2CO3 - 19-21 и других добавок до 4 мас. %. Катализатор окисления, приготовленный на основе γ-Al2O3 содержит 0,79% Pt и 2,78% К.
Этилбензол подают на дегидрирование с объемной скоростью по жидкости 0,4 час-1. Разбавление сырья водяным паром 1 : 3,3 по весу. Температура на входе в первую зону дегидрирования 600°C.
За счет энцотермичесной реакции дегидрирования этилбензола и теплопотерь в окружающую среду температура потока на выходе из первой зоны дегидрирования понижается. Поток из первой зоны дегидрирования, содержащий водород, метан, оксид углерода, прореагировавшие и непрореагировавшие ароматические углеводороды, поступает в зону окисления на катализатор окисления, где за счет экзотермической реакции окисления водорода, а также прореагировавших и непрореагировавших ароматических углеводородов температура потока на входе во вторую зону дегидрирования повышается до б16°С. В зону окисления подается воздух со скоростью, обеспечивающей 65% конверсию кислорода воздуха. Катализатор второй зоны дегидрирования аналогичен по составу катализатору дегидрирования первой зоны. Продукты реакции из второй зоны дегидрирования конденсируют и из углеводородной части выделяют стирол.
Конверсия эгилбензола после второй зоны дегидрирования составила 56,8 и селективность в стирол 88,8 мас. %. Содержание карбонильных соединений в стироле, выделенном из сконденсированных углеводородов, составляло 0,022%, что выше, чем предусмотрено ГОСТ 10003-90 для стирола. Сконденсированные продукты после второй зоны дегидрирования имели рН, равный 5,8. Расход тепла во второй зоне дегидрирования с учетом тепла на нагрев продуктов реакции от температуры потока на выходе из первой зоны до температуры 616°С на входе во вторую зону дегидрирования составил 53300 ккал/кг моль конвертированного этилбензола.
Пример 2.
Дегидрирование этилбензола осуществляют согласно предлагаемому способу в адиабатическом реакторе с двумя зонами дегидрирования и заключенной между ними зоной подогрева потока из первой зоны дегидрирования перед входом во вторую зону дегидрирования за счет тепла окисления несконденсированного газа кислородом воздуха. Катализатор дегидрирования имеет состав как в примере 1. Этилбензол, смешиваясь с водяным паром, поступает на катализатор дегидрирования первой зоны при температуре 600oС. Объемная скорость подачи сырья по жидкости выдерживается 0,4 ч-1 и разбавление сырья водяным паром 1:3,3 по весу. За счет эндотермической реакции дегидрирования этилбензола и теплопотерь в окружающую среду температура потока на выходе из первой зоны дегидрирования понижается. Для повышения конверсии атилбензола и увеличения выхода стирола реакционный поток из первой зоны перед поступлением во вторую зону дегидрирования подогревается до температуры 616oC в специальном устройстве, заключенном между зонами дегидрирования> за счет тепла экзотермической реакции окисления несконденсированного газа кислородом воздуха. Теплообмен потоков производится через разделяющую стенку. Несконденсированный газ и продукты его окисления не смешиваются с продуктами реакции дегидрирования. Поток из второй зоны дегидрирования после рекуперации тепла конденсируется. При деконтации конденсата выделяют несконденсированный газ состава: водород - 91,6; метан - 1,9; оксид углерода - 6,5 об.%. Часть несконденсированного газа, выделенного при деконтации конденсата, направляется в заключенное между зонами дегидрирования специальное устройство зоны окисления несконденсированного газа для подогрева потока из первой зоны дегидрирования до подачи во вторую зону дегидрирования, а оставшаяся часть - в топливную сеть. Для выдерживания на входе во вторую зону температуры 616oC расходуется 38% несконденсированного газа от общего количества. Совершенно очевидно, что изменяя расход несконденсированного газа на окисление, можно обеспечить заданную конверсию этилбензола на второй ступени.
В условиях примера конверсия этилбензола после второй зоны дегидрирования составила 57,0 и селективность в стирол - 89,5 мас. %. Содержание карбонильных соединений в стироле - ректификате, выделенном из сконденсированных углеводородов, составляло 0,006%, что ниже, чем предусмотрено ГОСТ 10003-90 для стирола высшего сорта. Сконденсированные продукты после второй зоны дегидрирования имели рН, равный 7. Расход тепла во второй зоне дегидрирования с учетом тепла на нагрев продуктов реакции от температуры потока на выходе из первой зоны до температуры 616oС на входе во вторую зону дегидрирования составил 53350 ккал/кг моль конвертированного этилбензола. Тепло продуктов окисления несконденсированного этилбензола газа после перегрева потока из первой зоны дегидрирования используют для нагрева воздуха и несконденсированного газа перед зоной окисления.
Качество стирола, получаемого по предлагаемому способу приведено в таблице.
Предлагаемый способ дегидрирования этилбензола для получения стирола по сравнению с известным позволяет повысить эффективность процесса и исключить потери ароматических углеводородов, образование карбонильных соединений, коррозию оборудования.

Claims (1)

  1. Способ получения стирола путем каталитического дегидрирования этилбензола, осуществляемого в многозонном реакторе при повышенной температуре в присутствии водяного пара с нагревом продуктов реакции между зонами за счет окисления кислородсодержащим газом образовавшегося при дегидрировании водородсодержащего пара, с последующей конденсацией продуктов дегидрирования и отделением несконденсированного газа, отличающийся тем, что нагрев между зонами осуществляют непрямым контактом продуктов реакции дегидрирования и реакционной массы окисления несконденсированного газа.
RU99116494A 1999-07-28 1999-07-28 Способ получения стирола RU2166494C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99116494A RU2166494C2 (ru) 1999-07-28 1999-07-28 Способ получения стирола

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99116494A RU2166494C2 (ru) 1999-07-28 1999-07-28 Способ получения стирола

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2166494C2 true RU2166494C2 (ru) 2001-05-10
RU99116494A RU99116494A (ru) 2001-05-27

Family

ID=20223244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99116494A RU2166494C2 (ru) 1999-07-28 1999-07-28 Способ получения стирола

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2166494C2 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4435607A (en) * 1981-04-28 1984-03-06 Uop Inc. Dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons
US4717779A (en) * 1985-09-11 1988-01-05 Uop Inc. Dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons
EP0841317A1 (en) * 1996-11-08 1998-05-13 Fina Technology, Inc. Process for dehydrogenation of ethylbenzene to styrene
RU2120933C1 (ru) * 1997-07-04 1998-10-27 Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" Способ получения стирола
WO1999003806A1 (en) * 1997-07-17 1999-01-28 Mitsubishi Chemical Corporation Process for producing styrene

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4435607A (en) * 1981-04-28 1984-03-06 Uop Inc. Dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons
US4717779A (en) * 1985-09-11 1988-01-05 Uop Inc. Dehydrogenation of dehydrogenatable hydrocarbons
EP0841317A1 (en) * 1996-11-08 1998-05-13 Fina Technology, Inc. Process for dehydrogenation of ethylbenzene to styrene
RU2120933C1 (ru) * 1997-07-04 1998-10-27 Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" Способ получения стирола
WO1999003806A1 (en) * 1997-07-17 1999-01-28 Mitsubishi Chemical Corporation Process for producing styrene

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2730518C2 (ru) Окислительное дегидрирование алканов (од)
US5997826A (en) Reactor for catalytic dehydrogenation of hydrocarbons with selective oxidation of hydrogen
TWI289474B (en) Continuous heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation
JP4554359B2 (ja) 接触酸化的脱水素化法及びそのためのマイクロチャンネル反応器
KR20030072541A (ko) 이산화탄소 산화제를 사용한 알킬방향족 탄화수소의탈수소화 방법
Liu et al. Scale up and stability test for oxidative coupling of methane over Na2WO4-Mn/SiO2 catalyst in a 200 ml fixed-bed reactor
US4739124A (en) Method for oxygen addition to oxidative reheat zone of ethane dehydrogenation process
KR870001314B1 (ko) 탄화수소 접촉 탈수소화 공정
KR100392930B1 (ko) 합성가스로부터 메탄올/디메틸 에테르 혼합물의 합성방법
JPH0217132A (ja) 等温及び断熱脱水素工程の組み合せを使用する炭化水素脱水素方法
CA2726533C (en) Process for the production of styrene monomer by improving energy efficiency
CA2753127C (en) Hydrocarbon dehydrogenation process
EP1261570B1 (en) Method and reactor for autothermal dehydrogenation of hydrocarbons
AU5349000A (en) Process for pre-reforming of oxygen-containing gas
EA008074B1 (ru) Способ каталитического дегидрирования углеводородов
RU2166494C2 (ru) Способ получения стирола
CN111433175A (zh) 脱氢方法
KR101135416B1 (ko) 스티렌의 제조 방법
Ge et al. Oxidative dehydrogenation of butane using inert membrane reactor with a non-uniform permeation pattern
US4180690A (en) Oxydehydrogenation of alkylaromatic hydrocarbons and catalytic composite therefor
JPS61103842A (ja) アルキル芳香族炭化水素の脱水素方法
KR20240004425A (ko) 에탄올과 아세트알데히드의 혼합물로부터 1,3-부타디엔을 제조하기 위한 단열적으로 수행되는 방법
WO2018015828A1 (en) Process for high-pressure hydrogenation of carbon dioxide to syngas in the presence of used chromium oxide supported catalysts
SU256757A1 (ru) Способ получени алкенилароматических углеводородов
JPH04364135A (ja) アルケニル芳香族化合物の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070729