RU2102370C1 - Method of preparation of isoprene - Google Patents
Method of preparation of isoprene Download PDFInfo
- Publication number
- RU2102370C1 RU2102370C1 RU96103258A RU96103258A RU2102370C1 RU 2102370 C1 RU2102370 C1 RU 2102370C1 RU 96103258 A RU96103258 A RU 96103258A RU 96103258 A RU96103258 A RU 96103258A RU 2102370 C1 RU2102370 C1 RU 2102370C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- methyl
- butene
- zone
- stream
- tert
- Prior art date
Links
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract 2
- QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N isopentane Chemical compound CCC(C)C QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 144
- BKOOMYPCSUNDGP-UHFFFAOYSA-N 2-methylbut-2-ene Chemical compound CC=C(C)C BKOOMYPCSUNDGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 139
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 81
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims abstract description 72
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 72
- AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N dimethyl butane Natural products CCCC(C)C AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 63
- SYBYTAAJFKOIEJ-UHFFFAOYSA-N 3-Methylbutan-2-one Chemical compound CC(C)C(C)=O SYBYTAAJFKOIEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 238000006735 epoxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 44
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 43
- -1 tert-amyl Chemical group 0.000 claims abstract description 40
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- QPBYBLZYMNWGMO-UHFFFAOYSA-N 2,2,3-trimethyloxirane Chemical compound CC1OC1(C)C QPBYBLZYMNWGMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 32
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims abstract description 31
- XRXANEMIFVRKLN-UHFFFAOYSA-N 2-hydroperoxy-2-methylbutane Chemical compound CCC(C)(C)OO XRXANEMIFVRKLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- JEYLKNVLTAPJAF-UHFFFAOYSA-N -3-Methyl-3-buten-2-ol Natural products CC(O)C(C)=C JEYLKNVLTAPJAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 14
- MSXVEPNJUHWQHW-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutan-2-ol Chemical compound CCC(C)(C)O MSXVEPNJUHWQHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 63
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 53
- MHNNAWXXUZQSNM-UHFFFAOYSA-N 2-methylbut-1-ene Chemical compound CCC(C)=C MHNNAWXXUZQSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 32
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 22
- MXLMTQWGSQIYOW-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-2-butanol Chemical compound CC(C)C(C)O MXLMTQWGSQIYOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 18
- 150000002924 oxiranes Chemical class 0.000 claims description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 9
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 claims description 6
- 238000010533 azeotropic distillation Methods 0.000 claims description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 230000032798 delamination Effects 0.000 claims description 3
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 claims description 3
- FJJYHTVHBVXEEQ-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethylpropanal Chemical compound CC(C)(C)C=O FJJYHTVHBVXEEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 32
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 7
- 150000001728 carbonyl compounds Chemical class 0.000 abstract description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 125000004398 2-methyl-2-butyl group Chemical group CC(C)(CC)* 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 38
- ZGHFDIIVVIFNPS-UHFFFAOYSA-N methyl alpha-methylvinyl ketone Natural products CC(=C)C(C)=O ZGHFDIIVVIFNPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 7
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 7
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- YHQXBTXEYZIYOV-UHFFFAOYSA-N 3-methylbut-1-ene Chemical compound CC(C)C=C YHQXBTXEYZIYOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 3
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 3
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 3
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- ACIAHEMYLLBZOI-ZZXKWVIFSA-N Unsaturated alcohol Chemical compound CC\C(CO)=C/C ACIAHEMYLLBZOI-ZZXKWVIFSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Natural products CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- XLSMFKSTNGKWQX-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetone Chemical compound CC(=O)CO XLSMFKSTNGKWQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- PHTQWCKDNZKARW-UHFFFAOYSA-N isoamylol Chemical compound CC(C)CCO PHTQWCKDNZKARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- JYVLIDXNZAXMDK-UHFFFAOYSA-N pentan-2-ol Chemical compound CCCC(C)O JYVLIDXNZAXMDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 2
- JOPDZQBPOWAEHC-UHFFFAOYSA-H tristrontium;diphosphate Chemical class [Sr+2].[Sr+2].[Sr+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O JOPDZQBPOWAEHC-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- QZXUQPKFNQQQAJ-UHFFFAOYSA-N 2-ethyl-2-methyloxirane Chemical compound CCC1(C)CO1 QZXUQPKFNQQQAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JJRDRFZYKKFYMO-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-2-(2-methylbutan-2-ylperoxy)butane Chemical compound CCC(C)(C)OOC(C)(C)CC JJRDRFZYKKFYMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CUGRXUNJKYMCEV-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutan-2-yloxyboronic acid Chemical compound C(C)(C)(CC)OB(O)O CUGRXUNJKYMCEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-M Glycolate Chemical compound OCC([O-])=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000006471 dimerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 238000000895 extractive distillation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- QMMOXUPEWRXHJS-UHFFFAOYSA-N pent-2-ene Chemical compound CCC=CC QMMOXUPEWRXHJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 125000003258 trimethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Epoxy Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения изопрена, являющегося одним из основных мономеров для производства синтетических каучуков. The invention relates to the field of production of isoprene, which is one of the main monomers for the production of synthetic rubbers.
Более конкретно, изобретение относится к области получения изопрена из изопентана. More specifically, the invention relates to the field of production of isoprene from isopentane.
Известны способы получения изопрена путем дегидрирования изопентана. В частности, широкое применение нашел способ двухстадийного дегидрирования изопентана, при котором изопентан дегидрируют в изоамилены, которые выделяют из образующихся сложных углеводородных смесей и дегидрируют в изопрен [1]
Указанный способ характеризуется низкой селективностью и высокой энергоемкостью, которая является следствием вынужденного проведения дегидрирования при высоких температурах (550-600oC) и трудности разделения получаемых многокомпонентных смесей углеводородов разной степени насыщенности, многие из которых образуют между собой азеотропные смеси. Для разделения их приходится использовать сложные и дорогостоящие процессы экстрактивной ректификации.Known methods for producing isoprene by dehydrogenation of isopentane. In particular, the method of two-stage dehydrogenation of isopentane has been widely used, in which isopentane is dehydrogenated to isoamylenes, which are isolated from the resulting complex hydrocarbon mixtures and dehydrogenated to isoprene [1]
The specified method is characterized by low selectivity and high energy intensity, which is a consequence of the forced dehydrogenation at high temperatures (550-600 o C) and the difficulty of separation of the resulting multicomponent mixtures of hydrocarbons of varying degrees of saturation, many of which form azeotropic mixtures. To separate them, it is necessary to use complex and expensive processes of extractive distillation.
Известен способ [2] совместного получения изопрена и оксидов олефинов путем окисления изопентана с последующим эпоксидированием олефина C2-C20, отделением целевого оксида олефина, дегидратацией образующегося в зоне эпоксидирования трет-амилового спирта и дегидрированием образующихся изоамиленов в изопрен.A known method [2] of the joint production of isoprene and olefin oxides by oxidation of isopentane followed by epoxidation of a C 2 -C 20 olefin, separation of the target olefin oxide, dehydration of the tert-amyl alcohol formed in the epoxidation zone and dehydrogenation of the resulting isoamylenes into isoprene.
Основным недостатком способа является наличие стадии дегидрирования изоамиленов, что приводит к высокой энергоемкости процесса из-за высокой температуры дегидрирования и сложности разделения образующихся многокомпонентных углеводородных смесей. The main disadvantage of this method is the presence of a dehydrogenation stage of isoamylenes, which leads to a high energy intensity of the process due to the high dehydrogenation temperature and the difficulty of separating the resulting multicomponent hydrocarbon mixtures.
Известен также способ [3] получения изопрена путем совместного окисления изопентана и 2-метил-2-бутена в присутствии борсодержащих катализаторов с последующим разделением продуктов и совместной рециркуляцией непрореагировавших изопентана и 1-метил-2-бутена в зону окисления, совместным разложением образовавшегося трет-амилового спирта и трет-амилбората в присутствии кислого металлоокисного катализатора, возвращением 2-метил-2-бутена преимущественно в изопрен в присутствии катализаторов группы кислых оксидов металлов, оксида кремния и щелочных и щелочноземельных фосфатов. There is also known a method [3] for the production of isoprene by co-oxidation of isopentane and 2-methyl-2-butene in the presence of boron-containing catalysts, followed by separation of products and joint recycling of unreacted isopentane and 1-methyl-2-butene to the oxidation zone, by joint decomposition of the resulting tert- amyl alcohol and tert-amyl borate in the presence of an acidic metal oxide catalyst, the return of 2-methyl-2-butene mainly to isoprene in the presence of catalysts of the group of acidic metal oxides, silicon oxide and tree and alkaline earth phosphates.
Недостатком способа является низкая селективность превращения 2-метил-2-бутена в оксид и образование в результате окисления 2-метил-2-бутена большого количества побочных продуктов кислот, карбонильных соединений и спиртов, что ведет к повышенной сложности разделения и потере части 2-метил-2-бутена. В патенте не указан способ переработки образующихся смесей. В формуле патента ошибочно указано на образование при дегидратации и разложении фракции, содержащей трет-амиловый спирт и борного эфира, только 2-метил-2-бутена и оксиборонового соединения, в то время как в действительности при дегидратации трет-амилового спирта образуется смесь изоамиленов, в которой при указанной в патенте температуре 200oC - содержание 2-метил-1-бутена составляет 26% по отношению к смеси изоамиленов (определяется термодинамикой и не зависит от катализатора). В примере 1 указано 2-метил-1-бутен и 3-метил-1-бутен определяются ректификацией и выводятся как побочные продукты. В этом случае теряется большое количество изоамиленов и потребуется введение в процесс дополнительного количества 2-метил-2-бутена со стороны, что ведет к дополнительным затратам.The disadvantage of this method is the low selectivity of the conversion of 2-methyl-2-butene to oxide and the formation of a large number of by-products of acids, carbonyl compounds and alcohols as a result of the oxidation of 2-methyl-2-butene, which leads to an increased complexity of separation and loss of part of 2-methyl -2-butene. The patent does not indicate a method for processing the resulting mixtures. The patent formula incorrectly indicates the formation of only 2-methyl-2-butene and oxyboron compounds during dehydration and decomposition of the fraction containing tert-amyl alcohol and boron ether, while in reality, a mixture of isoamylenes is formed when tert-amyl alcohol is dehydrated, in which, at the temperature of 200 ° C. indicated in the patent, the content of 2-methyl-1-butene is 26% with respect to the mixture of isoamylenes (determined by thermodynamics and independent of the catalyst). Example 1 indicates 2-methyl-1-butene and 3-methyl-1-butene are determined by distillation and are removed as by-products. In this case, a large amount of isoamylenes is lost and the introduction of an additional amount of 2-methyl-2-butene from the side will be required, which leads to additional costs.
Наиболее близок к предлагаемому способ, описанный в патенте [4] Согласно ему окислением изопентана получают трет-амилгидропероксид, которым эпоксидируют преимущественно 2-метил-2-бутен, проводят разделение эпоксидата, изопентановый поток возвращают в зону окисления, поток, содержащий преимущественно 2-метил-2-бутен, возвращают в зону эпоксидирования, трет-амиловый спирт дегидратируют в 2-метил-2-бутен, который также возвращают на эпоксидирование, и оксид 2-метил-2-бутена подвергают термокаталитическому превращению в изопренсодержащую смесь, из которой затем может быть выделен изопрен. Closest to the proposed method, described in the patent [4]. According to it, tert-amyl hydroperoxide is obtained by oxidation of isopentane, with which 2-methyl-2-butene is mainly epoxidized, epoxidate is separated, the isopentane stream is returned to the oxidation zone, the stream containing mainly 2-methyl -2-butene is returned to the epoxidation zone, tert-amyl alcohol is dehydrated into 2-methyl-2-butene, which is also returned to epoxidation, and 2-methyl-2-butene oxide is thermocatalytically converted to an isoprene-containing mixture From which may then be isolated isoprene.
Недостатком патента является то, что в нем дается упрощенное и частично неверное представление о составе смесей, полученных при окислении и эпоксидировании, и как следствие излишне упрощенная схема процесса, при реализации которой не может быть достигнута заявляемая в примере 1 патента общая 69,5% -ная конверсия исходного изопентана в изопрен. The disadvantage of the patent is that it gives a simplified and partially incorrect idea of the composition of the mixtures obtained by oxidation and epoxidation, and as a result, an overly simplified process scheme, the implementation of which cannot be achieved claimed in example 1 of the patent 69.5% - direct conversion of the starting isopentane to isoprene.
Предложенная в патенте схема включает выделение фракции трет-амилового спирта и не включает дегидратации втор-изоамилового спирта и изомеризацию 2-метил-1-бутена в 2-метил-2-бутен. Поскольку в процессе реально образуется втор-амиловый спирт в количестве, составляющем до 10% от количества образующегося трет-амилового спирта, его выведение в составе побочных продуктов, в сущности, приводит к потере до 10% изоамиленов. The scheme proposed in the patent includes the isolation of the tert-amyl alcohol fraction and does not include the dehydration of sec-isoamyl alcohol and the isomerization of 2-methyl-1-butene into 2-methyl-2-butene. Since sec-amyl alcohol is actually formed in the process in an amount up to 10% of the amount of tert-amyl alcohol formed, its removal as a part of by-products essentially results in the loss of up to 10% of isoamylenes.
Автор патента исходит из ошибочного представления о пропорции изоамиленов, образующихся при дегидратации трет-амилового спирта. В примере 1 указано, что при дегидратации при температуре 165oC продукты дегидратации состоят из 95% 2-метил-2-бутена, 3,5% 2-метил-1-бутена и 1,5% 3-метил-1-бутена. В действительности при 165oC состав образующихся изоамиленов является следующим: 78% 2-метил-2-бутена, 21% 2-метил-1-бутена и 1,0% 3-метил-1-бутена. Этот состав определяется химической термодинамикой (см. например [5]) и не зависит от характера катализатора, а лишь от температуры.The author of the patent proceeds from the erroneous idea of the proportion of isoamylenes formed during the dehydration of tert-amyl alcohol. Example 1 indicates that when dehydrated at a temperature of 165 o C, the dehydration products consist of 95% 2-methyl-2-butene, 3.5% 2-methyl-1-butene and 1.5% 3-methyl-1-butene . In fact, at 165 ° C. the composition of the resulting isoamylenes is as follows: 78% 2-methyl-2-butene, 21% 2-methyl-1-butene and 1.0% 3-methyl-1-butene. This composition is determined by chemical thermodynamics (see, for example, [5]) and does not depend on the nature of the catalyst, but only on temperature.
Если направлять такую смесь непосредственно на стадию эпоксидирования, как указано в патенте, то 2-метил-1-бутен превращается в оксид 2-метил-1-бутена, который в отличие от оксида 2-метил-2-бутена не превращается при последующей термокаталитической переработке, указанной в патенте, селективно в изопрен и дает примеси, от которых потребуется последующая очистка изопрена, предназначенного для полимеризации в каучук. Если же 2-метил-1-бутен будет введен в составе побочных продуктов, это приводит к его непроизводительной потере. If such a mixture is sent directly to the epoxidation stage, as indicated in the patent, then 2-methyl-1-butene is converted to 2-methyl-1-butene oxide, which, unlike 2-methyl-2-butene oxide, does not turn on subsequent thermocatalytic processing specified in the patent, selectively into isoprene and gives impurities, which will require subsequent purification of isoprene intended for polymerization in rubber. If 2-methyl-1-butene is introduced as part of the by-products, this leads to its unproductive loss.
В способе к патенту [4] не предусмотрено получение наряду с изопреном другого ценного продукта метилизопропилкетона, что вполне возможно при термокаталитическом превращении окиси изоамилена. In the method of the patent [4], it is not envisaged to obtain, along with isoprene, another valuable product of methyl isopropyl ketone, which is quite possible with the thermocatalytic conversion of isoamylene oxide.
Не предложено отделение части изопентана из оксидата до его подачи в зону эпоксидирования, и очистка изопентана, рециклуемого в зону окисления, от кислородсодержащих примесей (карбонильных соединений, спиртов), превращающихся в зоне окисления в кислоты, вызывающие коррозию оборудования и частичное разложение катализатора эпоксидирования. It is not proposed to separate part of isopentane from the oxidate before it is fed into the epoxidation zone, and to purify isopentane recycled to the oxidation zone from oxygen-containing impurities (carbonyl compounds, alcohols) that turn into acids in the oxidation zone, causing corrosion of the equipment and partial decomposition of the epoxidation catalyst.
Не предложено также выделение из продуктов окисления или эпоксидирования уксусной кислоты, являющейся ценным побочным продуктом. Also, no isolation of acetic acid, a valuable by-product, from oxidation or epoxidation products has been proposed.
Предлагается способ получения изопрена путем окисления изопентана с последующим эпоксидированием образующимся трет-амилгидропероксидом преимущественно 2-метил-2-бутена, разделением эпоксидата, возвращением потока, содержащего преимущественно 2-метил-2-бутен, в зону эпоксидирования и, возможно, изопентанового потока в зону окисления, дегидратацией образующегося трет-амилового спирта с получением преимущественно 2-метил-2-бутена, возвращаемого на эпоксидирование, термокаталитическим превращением фракции, содержащей оксид 2-метил-2-бутена, в изопренсодержащую смесь и выделением изопрена и побочных продуктов, отличающийся тем, что из эпоксидата, в частности, выделяют поток(и), содержащий(е) преимущественно трет-амиловый и втор-амиловый спирты, которые далее подвергают каталитической дегидратации в изоамилены с возможной предшествующей каталитической изомеризацией 2-метил-1-бутен-3-ола в метилизопропилкетон, поток, содержащий преимущественно 2-метил-2-бутен, направляют частично или полностью в зону эпоксидирования, а поток, содержащий преимущественно 2-метил-1-бутен, подвергают каталитической изомеризации в 2-метил-2-бутен в отдельной зоне или в зоне изомеризации, предшествующей дегидратации или/и в зоне дегидратации, с последующим разделением изоамиленов предпочтительно совместно с потоком, получаемым дегидратацией спиртов, а также из эпоксидата и/или из смеси, получаемой термокаталитическим превращением фракции, содержащей оксид 2-метил-2-бутена, выделяют поток(и), содержащий(е) преимущественно метилизопропилкетон в количестве 4-40% от получаемого изопрена и, возможно, диметилпропаналь, который(е) выводят из системы или/и подвергают термокаталитическому превращению совместно с оксидом 2-метил-2-бутена или в отдельной зоне с получением дополнительного количества изопрена. A method for producing isoprene by oxidizing isopentane followed by epoxidation of predominantly 2-methyl-2-butene with the resulting tert-amyl hydroperoxide, separation of the epoxide, returning the stream containing predominantly 2-methyl-2-butene to the epoxidation zone and, possibly, isopentane stream to the zone oxidation by dehydration of the resulting tert-amyl alcohol to obtain predominantly 2-methyl-2-butene returned to epoxidation by thermocatalytic conversion of the fraction containing 2-methyl-2-bute oxide a, in an isoprene-containing mixture and the isolation of isoprene and by-products, characterized in that stream (s) containing (e) predominantly tert-amyl and sec-amyl alcohols are separated from the epoxidate, which are then subjected to catalytic dehydration into isoamines with possible preceding catalytic isomerization of 2-methyl-1-butene-3-ol into methyl isopropyl ketone, a stream containing predominantly 2-methyl-2-butene is sent partially or completely to the epoxidation zone, and a stream containing predominantly 2-methyl-1-butene subjected the catalytic isomerization to 2-methyl-2-butene in a separate zone or in the isomerization zone preceding dehydration and / or in the dehydration zone, followed by separation of isoamylenes, preferably together with the stream obtained by dehydration of alcohols, as well as from epoxide and / or from a mixture obtained by thermocatalytic conversion of a fraction containing 2-methyl-2-butene oxide, a stream (s) containing (e) predominantly methyl isopropyl ketone in an amount of 4-40% of the obtained isoprene and, possibly, dimethylpropanal, which (e) is withdrawn from systems and / or are subjected to thermocatalytic conversion together with 2-methyl-2-butene oxide or in a separate zone to produce additional isoprene.
Предлагается также, что наряду с вышеизложенным из оксидата или после его дегазации или/и после смешения его с потоком, содержащим преимущественно 2-метил-2-бутен, выделяют поток, содержащий преимущественно изопентан, который непосредственно или после отделения большей части кислородсодержащих соединений возвращают в зону окисления. It is also proposed that, along with the foregoing, from the oxidate or after its degassing and / or after mixing it with a stream containing predominantly 2-methyl-2-butene, a stream containing predominantly isopentane is isolated, which is returned directly or after separation of most of the oxygen-containing compounds to oxidation zone.
В порядке конкретизации вышеизложенного предлагается вариант, согласно которому поток, содержащий преимущественно изопентан, выделяют из оксидата или его смеси преимущественно с 2-метил-2-бутеном ректификацией при температуре в кубе колонны не более 130oC, предпочтительно 70-80oC, отделяют от изопентана кислородсодержащие соединения путем экстракции водой или путем ректификации с последующей водной экстракцией кислородсодержащих соединений из дистиллята, после чего изопентан возвращают в зону окисления, а из водного экстракта отгоняют смесь, содержащую преимущественно карбонильные соединения и спирты C1-C3.In order of specifying the foregoing, a variant is proposed according to which a stream containing predominantly isopentane is isolated from the oxidate or a mixture thereof mainly with 2-methyl-2-butene distillation at a temperature in the column cube of not more than 130 ° C, preferably 70-80 ° C. from isopentane, oxygen-containing compounds by extraction with water or by distillation, followed by aqueous extraction of oxygen-containing compounds from the distillate, after which isopentane is returned to the oxidation zone, and distilled from the aqueous extract admixture containing mainly carbonyl compounds and alcohols C 1 -C 3.
Предлагается также вариант, согласно которому оксидат подвергают контактированию с водой, подаваемой в количестве, достаточном для экстрагирования уксусной кислоты, и из водного экстракта осуществляют реэкстракцию трет-амилгидропероксида потоком, содержащим преимущественно 2-метил-2-бутен, таким образом, что извлекают преимущественно кислоту(ы), поток, содержащий преимущественно трет-амилпероксид в 2-метил-2-бутене, и поток, содержащий преимущественно трет-амилгидропероксид в изопентане, либо смесь указанных потоков после отгонки потока, содержащего преимущественно изопентан, направляют в зону эпоксидирования, а водный раствор выводят из системы или направляют в зону концентрирования уксусной кислоты. It is also proposed that the oxidate is contacted with water supplied in an amount sufficient to extract acetic acid, and tert-amyl hydroperoxide is re-extracted from the aqueous extract with a stream containing predominantly 2-methyl-2-butene, so that acid is predominantly recovered (s) a stream containing predominantly tert-amyl peroxide in 2-methyl-2-butene and a stream containing predominantly tert-amyl hydroperoxide in isopentane, or a mixture of these streams after distillation of the sweat and containing preferably isopentane is fed to the epoxidation zone, the aqueous solution discharged from the system or sent to a zone of concentration of acetic acid.
С целью более эффективной переработки эпоксидата предлагается конкретизирующий вариант, согласно которому из эпоксидата выделяют ректификацией поток, содержащий преимущественно трет-амиловый спирт, втор-изоамиловый спирт и уксусную кислоту, который подвергают азеотропной ректификации с водой, выводимый сверху поток после конденсации подвергают расслаиванию и нижний слой возвращают на азеотропную ректификацию, а верхний слой, содержащий преимущественно спирты, направляют в зону дегидратации, в качестве кубового продукта отбирают поток, содержащий преимущественно уксусную кислоту и воду, который выводят из системы или направляют в зону концентрирования уксусной кислоты. In order to more efficiently process the epoxide, a specific embodiment is proposed, according to which a stream containing predominantly tert-amyl alcohol, sec-isoamyl alcohol and acetic acid is isolated from the epoxidate, which is subjected to azeotropic distillation with water, the top stream after condensation is subjected to delamination and the lower layer return to azeotropic distillation, and the upper layer containing predominantly alcohols is sent to the dehydration zone, p current comprising predominantly acetic acid and water, which is discharged from the system or sent to a zone of concentration of acetic acid.
Предлагается также более конкретное решение, согласно которому при переработке потока, содержащего преимущественно трет-амиловый и втор-изоамиловый спирты, дегидратацию и изомеризацию осуществляют в двух или нескольких последовательных реакционных зонах с кислыми гетерогенными катализаторами, предпочтительно сульфоионитами, и температуру в зоне преимущественной дегидратации втор-изоамилового спирта поддерживают на 20-60oC выше, чем в зоне(ах) преимущественной дегидратации трет-амилового спирта и изомеризации 2-метил-1-бутена.A more specific solution is also proposed, according to which, when processing a stream containing predominantly tert-amyl and sec-isoamyl alcohols, dehydration and isomerization is carried out in two or more consecutive reaction zones with acidic heterogeneous catalysts, preferably sulfoionites, and the temperature in the zone of predominant dehydration of second isoamyl alcohol is maintained at 20-60 o C higher than in the zone (s) of the predominant dehydration of tert-amyl alcohol and isomerization of 2-methyl-1-butene.
Предложенное изобретение позволяет получать изопрен при умеренном расходе изопентана благодаря снижению выхода побочных продуктов, в частности превращению 2-метил-1-бутена в 2-метил-2-бутен, используемый в синтезе изопрена, и возможному превращению МИПК в изопрен и сопутствующие продукты. The proposed invention allows to obtain isoprene at a moderate consumption of isopentane due to a decrease in the yield of by-products, in particular the conversion of 2-methyl-1-butene to 2-methyl-2-butene used in the synthesis of isoprene, and the possible conversion of MIPC to isoprene and related products.
Способ позволяет снизить расход энергосредств благодаря своевременному и безопасному концентрированию раствора трет-амилгидропероксида, а также проведению эффективной очистки рециклового изопентана и выделению уксусной кислоты. The method allows to reduce energy consumption due to the timely and safe concentration of a solution of tert-amyl hydroperoxide, as well as the efficient purification of recycled isopentane and the release of acetic acid.
Получение ценных побочных продуктов (МИПК, уксусной кислоты, ацетон-спиртового растворителя) способствует снижению себестоимости основного продукта изопрена. Obtaining valuable by-products (MIPK, acetic acid, acetone-alcohol solvent) helps to reduce the cost of the main product of isoprene.
По технико-экономической оценке предлагаемый способ позволяет получать изопрен по себестоимости вдвое меньшей, чем на основе двухстадийного дегидрирования изопентана. According to a feasibility study, the proposed method allows to obtain isoprene at a cost price half as low as on the basis of the two-stage dehydrogenation of isopentane.
Предлагаемый способ может быть, в частности, реализован с использованием принципиальных технологических схем, приведенных на фиг. 1-5. The proposed method can be, in particular, implemented using the basic technological schemes shown in FIG. 1-5.
В дальнейшем описании для краткости каждый поток называется именем основного компонента (или компонентов), который, преимущественно, присутствует в потоке, хотя при этом понимается, что в потоке имеются и другие компоненты или примеси. In the following description, for brevity, each stream is called the name of the main component (or components), which is mainly present in the stream, although it is understood that there are other components or impurities in the stream.
По схеме согласно фиг. 1 в зону окисления по линии 1 подают свежий изопентан, по линии 2 кислород или кислородсодержащую смесь (в частности, воздух), по линии 5 рециркулируемый изопентан. According to the circuit of FIG. 1, fresh isopentane is fed to the oxidation zone through
По линии 3 из зоны окисления выводят оксидат, содержащий преимущественно изопентан и трет-амилгидропероксид, а также побочные продукты, которые непосредственно или после дополнительной дегазации подают в зону эпоксидирования.
Если в окислитель по линии 2 была подана смесь кислорода с другими газами (в частности, воздух), то из окислителя по линии 3а выводят газовую смесь с частью изопентана, из которой изопентан далее может быть извлечен и возвращен в зону окисления. If a mixture of oxygen with other gases (in particular, air) was supplied to the oxidizing agent via
В зону эпоксидирования также подают по линии 3б раствор катализатора и по линии 6 и 15 рециркулируемый поток 2-метил-2-бутена. A catalyst solution and a recycled stream of 2-methyl-2-butene are also fed to the epoxidation zone via line 3b.
Эпоксидат по линии 4 подают в зону разделения эпоксидата. Разделение осуществляется преимущественно ректификационными способами. Из зоны разделения эпоксидата выводят несколько потоков: по линии 5 поток изопентана, рециркулируемый в зону окисления, по линии 6 поток 2-метил-2-бутена, рециркулируемый в зону эпоксидирования, по линии 7 поток ацетона и спиртов C1-C3, по линии 8 поток оксида 2-метил-2-бутена, направляемый далее в зону термокаталитического разложения, по линии 9 поток спиртов C5 (преимущественно трет-амилового и втор-изоамилового), содержащий также МИПК и небольшое количество 2-метил-1-бутен-3-ола, который направляют далее в зону дегидратации спиртов и изомеризации, по линии 10 поток уксусной кислоты (с водой), по линии 11 поток тяжелокипящих компонентов, содержащий катализатор эпоксидирования, из которого катализатор может быть рекуперирован и возвращен в зону эпоксидирования.The epoxide is fed through
Поток спиртов C5 по линии 9 направляют в зону дегидратации спиртов и изомеризации, где в присутствии кислого катализатора (предпочтительно сульфокатионита) проводят дегидратацию трет-амилового спирта (ТАС), втор-изоамилового спирта (ВИАС), а также изомеризацию образующегося 2-метил-1-бутена в 2-метил-2-бутен и изомеризацию содержащегося в потоке спиртов 2-метил-1-бутен-3-ола в МИПК.The stream of C 5 alcohols is sent through
Из зоны дегидратации спиртов и изомеризации поток 12, содержащий преимущественно трет-амилены, и предпочтительно поток 13, содержащий преимущественно воду, направляют в зону выделения трет-амиленов и МИПК. From the dehydration and isomerization zone of alcohols,
Из зоны выделения трет-амиленов и МИПК выводят: по линии 14 - 2-метил-1-бутен, который возвращают для изомеризации в 2-метил-2-бутен в зону дегидратации спиртов и изомеризации, по линии 15 2-метил-2-бутен, рециркулируемый в зону эпоксидирования, по линии 16 МИПК, который выводят в качестве товарного продукта, либо направляют в зону разложения МИПК, по линии 17 воду, по линии 18 и, возможно, дополнительным линиям прочие продукты. По линии 13б может быть выведен и возвращен в зону дегидратации спиртов C5 и изомеризации поток, содержащий спирты C5.From the isolation zone of tert-amylene and MIPK, one discharges:
По линии 8 оксид 2-метил-2-бутена направляют в зону термокаталитического разложения. Термокатализат выводят по линии 19 и направляют в зону разделения термокатализата. Via
Из зоны разделения термокатализата выводят: по линии 20 поток легкокипящих компонентов, по линии 21 поток товарного изопрена, по линии 22 поток МИПК, который выводят в качестве товарного продукта либо по линии 22а направляют в зону разложения МИПК, по линии 23 поток воды, по линии 24 - поток "тяжелых" компонентов, по линии 25 поток прочих компонентов. From the separation zone of the thermocatalysate, it is deduced:
Если осуществляется разложение МИПК, то продукты разложения МИПК по линии 26 направляют в зону разделения термокатализата. If MIPC decomposition is carried out, then the MIPC decomposition products are sent through
По схемам согласно фиг. 2-3, в отличие от фиг. 1, оксидат до подачи в зону эпоксидирования направляют по линии 3 в зону разделения оксидата. According to the schemes of FIG. 2-3, in contrast to FIG. 1, the oxidate is fed through
Согласно фиг. 2 в зоне разделения оксидата в ректификационной колонне Р-1 отгоняют из оксидата часть изопентана (предпочтительно от 30 до 85%). По линии 4 выводят более концентрированный раствор трет-амилгидропероксида и подают его в зону эпоксидирования. According to FIG. 2 in the separation zone of the oxidate in the distillation column P-1, part of isopentane (preferably from 30 to 85%) is distilled off from the oxidate.
По линии 5 выводят изопентан с примесью ацетона и спиртов C1-C3, который направляют в ректификационную колонну Р-2. Снизу колонны Р-2 по линии 6 выводят поток изопентана, который возвращают в зону окисления. Сверху колонны Р-2 по линии 7 выводят поток, содержащий ацетон, спирты C1-C3 и часть изопентана.Isopentane with an admixture of acetone and C 1 -C 3 alcohols is withdrawn through
Указанный поток направляют снизу в колонну жидкостной экстракции Э, орошаемую сверху подаваемой по линии 8 водой. Сверху колонны Э по линии 9 выводят поток отмытого изопентана, который возвращают в зону окисления. The specified stream is directed from below into the liquid extraction column E, irrigated from above by water supplied through
По линии 10 выводят водный экстракт ацетона и спиртов C1-C3, который подают в ректификационную колонну Р-3. Сверху колонны Р-3 выводят поток 11, содержащий ацетон и спирты C1-C3 (преимущественно этанол). Снизу выводят поток воды, который по линии 8 рециркулируют в экстрактор Э.
Как вариант, поток 5 из колонны Р-1 может быть по линии 5а направлен непосредственно в нижнюю часть экстрактора Э. Alternatively,
В линию 3 (оксидата) или колонну Р-1 может быть направлен по линии 14а поток, содержащий преимущественно 2-метил-2-бутен. Это позволяет отогнать из оксидата в колонне Р-1 большее количество изопентана без превышения допустимой безопасной концентрации трет-амилгидропероксида в кубе колонны Р-1. A line containing predominantly 2-methyl-2-butene can be directed to line 3 (oxidate) or column P-1 along
Остальная переработка осуществляется аналогично варианту, представленному на фиг. 1, за исключением двух отличий:
исключается узел выделения потока ацетона и спиртов C1-C3 на стадии разделения эпоксидата,
как вариант МИПК, образующийся при разложении оксида 2-метил-2-бутена, может быть подвергнут разложению совместно с оксидом 2-метил-2-бутена для получения дополнительного количества изопрена.The remaining processing is carried out similarly to the embodiment shown in FIG. 1, with the exception of two differences:
eliminates the node allocation of the flow of acetone and alcohols C 1 -C 3 at the stage of separation of the epoxide
as an option, MIPK formed upon decomposition of 2-methyl-2-butene oxide can be decomposed together with 2-methyl-2-butene oxide to obtain additional isoprene.
Нумерация потоков при этом соответственно изменена. The numbering of the flows is accordingly changed.
Согласно фиг. 3 оксидат по линии 3 подается в нижнюю часть жидкостного экстрактора Э-1, который сверху орошается водой, подаваемой по линии 4. Сверху экстрактора Э-1 выводят по линии 5 поток, содержащий изопентан, отмытый от кислот и частично от трет-амилгидропероксида и других кислородсодержащих соединений, который направляют в ректификационную колонну Р. Снизу экстрактора Э-1 по линии 6 выводят поток, содержащий воду и кислоты, а также часть трет-амилгидропероксида и других кислородсодержащих соединений, который направляют в жидкостной экстрактор Э-2. According to FIG. 3, the oxidate in
Снизу в экстрактор Э-2 по линии 9 направляют поток 2-метил-2-бутена. Сверху экстрактора Э-2 по линии 10 выводят поток, содержащий преимущественно 2-метил-2-бутен и трет-амилгидропероксид, который направляют в зону эпоксидирования. Снизу экстрактора Э-2 по линии 11 выводят поток, содержащий преимущественно уксусную кислоту и воду. From below, a stream of 2-methyl-2-butene is directed to the E-2 extractor along
Сверху ректификационной колонны Р по линии 7 выводят поток изопентана, который рециркулируют в зону окисления, а снизу колонны Р по линии 8 поток, содержащий преимущественно изопентан и трет-амилгидропероксид, который направляют в зону эпоксидирования. An isopentane stream is withdrawn from the top of the distillation column P via
Остальную переработку осуществляют аналогично варианту на фиг. 1 за исключением двух отличий:
исключается узел извлечения уксусной кислоты на стадии разделения эпоксидата,
поток МИПК из зоны выделения трет-амиленов и МИПК подвергается разложению совместно с оксидом 2-метил-2-бутена для получения дополнительного количества изопрена.The remaining processing is carried out similarly to the embodiment in FIG. 1 except for two differences:
eliminates the node for the extraction of acetic acid at the stage of separation of the epoxide,
the MIPC stream from the tert-amylene and MIPC separation zone is decomposed together with 2-methyl-2-butene oxide to produce additional isoprene.
Нумерация потоков при этом соответственно изменена. The numbering of the flows is accordingly changed.
Согласно фиг. 4 оксидат по линии 3 направляют в узел разделения оксидата, из которого выводят потоки: по линии 4 поток изопентана, рециркулируемый в зону окисления, по линии 5 поток ацетона и спиртов C1-C3 и по линии 6 поток, содержащий преимущественно изопентан, трет-амилгидропероксид и кислоты, который направляют в зону эпоксидирования.According to FIG. 4 the oxidate in
Эпоксидат по линии 7 направляют в зону разделения эпоксидата. Из зоны разделения эпоксидата выводят потоки: по линии 8 поток изопентана 6 рециркулируемый в зону окисления, по линии 9 поток 2-метил-2-бутена, рециркулируемый в зону эпоксидирования, по линии 10 поток оксида 2-метил-2-бутена, направляемый в зону термокаталитического разложения, по линии 11 поток, содержащий преимущественно спирты C5, уксусную кислоту и МИПК, по линии 12 поток, содержащий тяжелокипящие компоненты, по линии 13 прочие компоненты.The epoxide in
Поток по линии 11 направляют в систему выделения уксусной кислоты в среднюю часть ректификационной колонны Р. В колонне Р осуществляют азеотропную ректификацию спиртов C5 и МИПК от уксусной кислоты в присутствии воды.The stream along
Снизу колонны Р по линии 14 выводят поток, содержащий преимущественно уксусную кислоту и воду. Сверху колонны Р по линии 15 выводят паровой поток, который конденсируют и подвергают расслаиванию на две жидкие фазы в сепараторе С. From the bottom of column P, a stream containing predominantly acetic acid and water is discharged along
По линии 16 из сепаратора С выводят поток, содержащий преимущественно спирты C5 и МИПК, который направляют в зону дегидратации спиртов и изомеризации, а по линии 17 выводят поток, содержащий преимущественно воду, который возвращают в колонну Р. В колонну Р может быть также направлен дополнительный поток воды, подаваемый по линии 18.A stream containing predominantly C 5 alcohols and MIPC is discharged through
Остальная переработка осуществляется аналогично вариантам, представленным на фиг. 1, при этом предполагается выводить весь МИПК по линиям 23 и 29 в качестве товарного продукта. The remaining processing is carried out similarly to the options presented in FIG. 1, while it is supposed to display the entire MIPC along
На фиг. 5 даны блок-схемы переработки потока, содержащего преимущественно амиловые спирты и МИПК, на которых более конкретно показаны варианты организации зоны дегидратации спиртов и изомеризации. In FIG. Figure 5 shows flowcharts for processing a stream containing predominantly amyl alcohols and MIPK, which more specifically show the options for organizing a dehydration zone of alcohols and isomerization.
Во всех вариантах фиг. 5 сырьем служит поток 1, выделенный из эпоксидата и содержащий преимущественно трет-амиловый спирт, втор-изоамиловый спирт, МИПК, а также примеси, в частности, небольшое количество непредельного спирта 2-метил-1-бутен-3-ола. Последний при дегидратации образует изопрен, который трудно отделим от трет-амиленов, может накапливаться в потоках и, попадая в зону эпоксидирования, может давать дополнительное количество примесей. In all embodiments of FIG. 5, the feedstock is
Поэтому в некоторых вариантах (В и Г) включен узел изомеризации, предшествующий дегидратации, в котором 2-метил-1-бутен-3-ол превращается преимущественно в МИПК. Therefore, in some embodiments (C and D), an isomerization unit preceding dehydration is included, in which 2-methyl-1-buten-3-ol is converted predominantly into MIPK.
В варианте А поток 1 поступает непосредственно в зону дегидратации, состоящую, в свою очередь, из двух зон или слоев катализатора, в одной(м) из которых осуществляется преимущественно дегидратация трет-амилового спирта, а в другой(м) преимущественно дегидратация втор-изоамилового спирта. Во второй(м) зоне (слое) поддерживается температура на 20-60oC выше.In option A,
Из зоны дегидратации по линии 2 в зону выделения трет-амиленов и МИПК поступает поток, содержащий преимущественно трет-амилены и МИПК. По линии 3 в указанную зону может быть подан поток 3, содержащий преимущественно воду и непрореагировавшие спирты. From the dehydration zone along
После разделения спирты возвращают по линии 6 в зону дегидратации. After separation, the alcohols are returned via
Выводимый из зоны выделения трет-амиленов и МИПК по линии 5 поток, содержащий преимущественно 2-метил-1-бутен, возвращают в зону дегидратации, где в его присутствии подавляется образование новых количеств 2-метил-1-бутена. The stream withdrawn from the tert-amylene and MIPC separation zone via
В варианте Б, в отличие от варианта А, поток содержащий преимущественно 2-метил-1-бутен, по линии 5 направлен в специальную зону (узел) изомеризации в присутствии кислого гетерогенного катализатора. С целью снижения димеризации трет-амиленов по линии 10 в зону изомеризации 2-метил-1-бутена могут быть поданы амиловые спирты. In option B, in contrast to option A, the stream containing predominantly 2-methyl-1-butene is directed through
Изомеризат, содержащий преимущественно 2-метил-2-бутен (до 86% мас.), 2-метил-1-бутен и, возможно, спирты, по линии 11 возвращают в зону выделения трет-амиленов и МИПК. Isomerizate, containing predominantly 2-methyl-2-butene (up to 86% by weight), 2-methyl-1-butene and, possibly, alcohols, is returned via
В варианте В поток, содержащий преимущественно 2-метил-1-бутен, по линии 5 совместно с потоком по линии 1, содержащим преимущественно изоамиловые спирты, направляют в зону изомеризации, предшествующую зоне дегидратации. В этой зоне одновременно осуществляется и изомеризация 2-метил-1-бутен-3-ола в МИПК, и изомеризация 2-метил-1-бутена в 2-метил-2-бутен, после чего смесь продуктов по линии 1а подают в зону дегидратации. In Embodiment B, a stream containing predominantly 2-methyl-1-butene is sent along
Часть потока 5 может быть направлена непосредственно в зону дегидратации. Part of
В варианте Г зона изомеризации 1, предшествующая зоне дегидратации, используется, в основном, для изомеризации 2-метил-1-бутен-3-ола в МИПК. Изомеризация 2-метил-1-бутена в 2-метил-2-бутен (поток 5) осуществляется в отдельной зоне изомеризации 11. Часть потока 5 может быть по линии 5А направлена в зону изомеризации 1. In variant D, the
Представленные принципиальные технологические схемы и изложенное выше не исключает возможности использования дополнительных решений, в частности, конкретизирующих проведение процесса в зонах, при соблюдении сути изобретения, изложенной в его формуле. В частности, возможно разделение смесей, получаемых в зонах окисления, эпоксидирования, дегидратации спиртов и изомеризации, термокаталитического разложения, на большее число потоков, рекуперация из потока "тяжелых" катализатора эпоксидирования и его возвращения в зону эпоксидирования, использование различных катализаторов в зонах химического превращения. The presented flowcharts and the above do not exclude the possibility of using additional solutions, in particular, specifying the process in the zones, subject to the essence of the invention set forth in its formula. In particular, it is possible to separate the mixtures obtained in the zones of oxidation, epoxidation, dehydration of alcohols and isomerization, thermocatalytic decomposition into a larger number of streams, recovering from the stream the “heavy” epoxidation catalyst and returning it to the epoxidation zone, using various catalysts in the zones of chemical transformation.
Использование изобретения иллюстрируется нижеследующими примерами. The use of the invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. Процесс осуществляется по схеме, приведенной на фиг. 1. Example 1. The process is carried out according to the scheme shown in FIG. one.
В верхнюю часть вертикального нержавеющего окислительного аппарата диаметром 0,21 м и высотой 2,5 м по линии 1 подают 1 кг/час свежего изопентана и по линии 5 подают 13,48 кг/час рециклуемого изопентана. Снизу в аппарат по линии 2 через газораспределительное устройство подают 2,6 кг/час воздуха. 1 kg / h of fresh isopentane is fed to
В реакторе поддерживают температуру 148-153oC и давление, необходимое для поддержания основной массы изопентана в сконденсированном состоянии (31-32 ата). Сверху выводят газовый поток, который подвергают парциальной конденсации, и конденсат возвращают в окислительный аппарат, а газ по линии 3а выводят из зоны окисления.The reactor is maintained at a temperature of 148-153 ° C. and the pressure necessary to maintain the bulk of isopentane in a condensed state (31-32 ata). A gas stream is discharged from above, which is subjected to partial condensation, and the condensate is returned to the oxidizing apparatus, and gas is taken out of the oxidation zone via
Из нижней части аппарата по линии 3 в количестве 14,8 кг/час выводят поток, содержащий преимущественно изопентан и трет-амилгидропероксид, который после дополнительной дегазации направляют в зону эпоксидирования. From the lower part of the apparatus, through a
Эпоксидирование проводят в вертикальном нержавеющем аппарате диаметром 0,17 м и высотой 2,6 м, снабженном массообменными устройствами, в который подают по линии 3 поток оксидата, по линии 6 поток 2-метил-бутена-2 в количестве 1,46 кг/час и по линии 15 катализатор триметилэтиленгликолят молибдена в количестве 1,4 г/час. В реакторе поддерживают температуру 95-100oC и давление 5,5 ата.Epoxidation is carried out in a vertical stainless apparatus with a diameter of 0.17 m and a height of 2.6 m, equipped with mass transfer devices, into which an oxidate stream is fed through
Снизу аппарата эпоксидат по линии 4 в количестве 16,27 кг/час подают в зону разделения эпоксидата. From the bottom of the apparatus, epoxidate is fed through
Выделенный из эпоксидата поток, содержащий преимущественно трет-амиловый спирт, втор-изоамиловый спирт и МИПК, по линии 9 в количестве 1,15 кг/час подают в зону дегидратации спиртов и изомеризации. The stream extracted from the epoxidate, containing predominantly tert-amyl alcohol, sec-isoamyl alcohol and MIPC, is fed through
Дегидратацию спиртов и изомеризацию непредельного спирта 2-метил-1-бутен-3-ола, а также изомеризацию образующихся трет-амиленов проводят в соответствии с вариантом Г блок-схемы, приведенной на фиг. 5, в вертикальных аппаратах, снабженных распределительными массообменными устройствами, в реакционные части аппаратов помещен сульфоионитный катализатор в количестве: в реакционной зоне преимущественной изомеризации 2-метил-1-бутен-3-ола (зоне изомеризации 1) 0,4 кг, в реакционной зоне преимущественной дегидратации спиртов 1,0 кг, в реакционной зоне преимущественной изомеризации 2-метил-1-бутена (зоне изомеразации 11) 0,8 кг. The dehydration of alcohols and the isomerization of the unsaturated alcohol 2-methyl-1-butene-3-ol, as well as the isomerization of the resulting tert-amylene, are carried out in accordance with Embodiment D of the flowchart shown in FIG. 5, in vertical apparatuses equipped with mass transfer devices, sulfoionite catalyst is placed in the reaction parts of the apparatuses in the amount of: 0.4 kg in the reaction zone of predominant isomerization of 2-methyl-1-butene-3-ol (isomerization zone 1) 0.4 kg, in the reaction zone the predominant dehydration of alcohols is 1.0 kg; in the reaction zone of the predominant isomerization of 2-methyl-1-butene (isomerization zone 11), 0.8 kg.
В реакционных зонах преимущественного превращения спиртов поддерживают температуру 90-120oC, в реакционной зоне преимущественной изомеризации 2-метил-1-бутена в 2-метил-2-бутен 70oC.In the reaction zones of the predominant conversion of alcohols, the temperature is maintained at 90-120 o C, in the reaction zone of the predominant isomerization of 2-methyl-1-butene to 2-methyl-2-butene 70 o C.
Относительная концентрация трет-амиленов в потоке дегидратации спиртов составляет, мас. The relative concentration of tert-amylene in the stream of dehydration of alcohols is, wt.
2-метил-2-бутен 85,2
2-метил-1-бутен 14,8
После изомеризации потока, содержащего преимущественно 2-метил-1-бутен, относительная концентрациия трет-амиленов составляет, мас.2-methyl-2-butene 85.2
2-methyl-1-butene 14.8
After isomerization of the stream, containing mainly 2-methyl-1-butene, the relative concentration of tert-amylene is, wt.
2-метил-2-бутен 79,3
2-метил-1-бутен 20,7
Из реакционных аппаратов продукты поступают в зону выделения трет-амиленов и МИПК, в которой, в частности, выделяют поток 2-метил-1-бутена, возвращаемый по линии 14 в количестве 0,23 кг/час в реакционную зону изомеризации трет-амиленов, поток 2-метил-2-бутена, рецикрулируемый по линии 15 в количестве 0,66 кг/час в зону эпоксидирования, поток, содержащий преимущественно изоамиловые спирты, возвращаемый по линии 29 в количестве 0,12 кг/час в зону дегидратации, а также поток МИПК, выводимый по линии 16 в количестве 0,03 кг/час в качестве товарного продукта.2-methyl-2-butene 79.3
2-methyl-1-butene 20.7
From the reaction apparatuses, the products enter the tert-amylene and MIPC recovery zone, in which, in particular, a 2-methyl-1-butene stream is returned, returned via
Выделенный из эпоксида поток, содержащий преимущественно оксид 2-метил-2-бутена, по линии 8 подают в количестве 0,81 кг/час в зону термокаталитического разложения (дегидратации). The stream extracted from the epoxide, containing mainly 2-methyl-2-butene oxide, is fed through
Дегидратацию оксида 2-метил-2-бутена осуществляют в газовой фазе в вертикальном реакторе с четырьмя слоями катализатора, содержащего, в частности, фосфаты бора и металла 2 группы периодической системы и соединения бора. The dehydration of 2-methyl-2-butene oxide is carried out in the gas phase in a vertical reactor with four catalyst beds containing, in particular, boron and metal phosphates of
На вход в нижнюю зону подается по линии 8а в качестве разбавителя и теплоносителя водяной пар. Общее количество подаваемого пара составляет 5:1 (моль) по отношению к оксиду 2-метил-2-бутена. Температура в реакционных зонах составляет 320-380oC, давление 2-3 ата.At the entrance to the lower zone, water vapor is supplied via line 8a as a diluent and coolant. The total amount of steam supplied is 5: 1 (mol) with respect to 2-methyl-2-butene oxide. The temperature in the reaction zones is 320-380 o C, pressure 2-3 ata.
Термокатализат направляется далее по линии 19 в зону разделения термокатализата, где из термокатализата выделяют по линии 21 в количестве 0,54 кг/час поток изопрена-ректификата и по линии 22 в количестве 0,19 кг/час поток МИПК, выводимые в качестве товарных продуктов. The thermocatalizate is then sent via
Характеристика массового состава и количества основных потоков приведена в табл. 1. The characteristics of the mass composition and the number of main streams are given in table. one.
Пример 2. Процесс осуществляют по схеме, приведенной на фиг. 2. Example 2. The process is carried out according to the scheme shown in FIG. 2.
Для окисления используется реактор с двумя последовательными секциями, снабженными устройствами для распределения потоков и массообмена и системой внешней циркуляции и охлаждения жидкости. Общий объем жидкости в реакторе составляет 12 л. For oxidation, a reactor with two consecutive sections equipped with devices for the distribution of flows and mass transfer and an external circulation and cooling system is used. The total volume of liquid in the reactor is 12 liters.
В реактор по линии 1 подается свежий изопентан в количестве 1кг/час и по линии 2 поток, содержащий преимущественно кислород в количестве 0,50 кг/час (в пересчете на 100%-ный кислород). Fresh isopentane is supplied to the reactor through
В реакторе регулируется температура в интервале 152-158oC, при этом достигается 7,7% конверсии изопентана в трет-амилгидропероксид.The temperature in the range of 152-158 ° C. is controlled in the reactor, while 7.7% of the conversion of isopentane to tert-amyl hydroperoxide is achieved.
Из реактора по линии 3 в количестве 13,6 кг/час выводится оксидат, который после дегазации и охлаждения подается в зону разделения оксидата в колонну Р-1. From the reactor via
В кубе колонны Р-1 поддерживается температура 70oC.In the cube of the column R-1 maintained a temperature of 70 o C.
В колонне Р-1 из оксидата отгоняется основная часть (90%) изопентана до концентрации трет-амилгидропероксида в кубовом продукте не более 35-35,5% мас. Изопентан, отбираемый с верха колонны Р-1, и содержащий вследствие наличия азеотропов кислородсодержащие соединения (ацетон, а также спирты C1-C3), направляется по линии 5а в экстракционную колонну Э.In the P-1 column, the main part (90%) of isopentane is distilled off from the oxidate to a concentration of tert-amyl hydroperoxide in the bottom product of not more than 35-35.5% wt. Isopentane taken from the top of the P-1 column, and containing, due to the presence of azeotropes, oxygen-containing compounds (acetone, as well as C 1 -C 3 alcohols), is sent via
Отмытый от кислородсодержащих примесей изопентан по линии 9 в количестве 10,8 кг/час возвращается в зону окисления, а водный экстракт по линии 10 подается в ректификационную колонну Р-3, где из него отгоняется ацетоно-спиртовая фракция, выводимая по линии 11, в количестве 0,20 кг/час из системы. Из куба колонны Р-3 водный поток по линии 8 возвращается в экстракционную колонну Э. Wasopentane washed from oxygen-containing impurities through
В зону эпоксидирования подается по линии 4 в количестве 2,42 кг/час поток из куба ректификационной колонны Р-1 и в количестве 1,36 кг/час суммарный поток 2-метил-2-бутена, выводимого из зоны разделения эпоксидата и зоны выделения трет-амиленов и МИПК соответственно по линиям 14 и 22. В реакционной зоне эпоксидирования используется катализатор и поддерживается режим, аналогичный указанному в примере 1. The flow from the cube of the distillation column R-1 and 1.36 kg / h of the total stream of 2-methyl-2-butene discharged from the separation zone of the epoxidate and the separation zone are fed to the epoxidation zone via
Работа зоны дегидратации спиртов и изомеризации, а также зоны выделения трет-амиленов и МИПК не отличается от указанной в примере 1. МИПК, выделяемый в зоне выделения трет-амиленов и МИПК, выводится по линии 23 в количестве 0,025 кг/час в качестве товарного продукта. The work of the zone of dehydration of alcohols and isomerization, as well as the zone of allocation of tert-amylene and MIPK does not differ from that indicated in example 1. MIPK allocated in the zone of allocation of tert-amylene and MIPK is output via
Из зоны разделения эпоксидата поток, содержащий преимущественно оксид 2-метил-2-бутена, по линии 15 в количестве 0,75 кг/час подают в зону термокаталитического разложения (дегидратации). From the epoxidate separation zone, a stream containing predominantly 2-methyl-2-butene oxide is fed via
Дегидратацию оксида 2-метил-2-бутена осуществляют в газовой фазе в вертикальном реакторе с четырьмя слоями кальцийфосфатного катализатора с добавками фосфорной кислоты. The dehydration of 2-methyl-2-butene oxide is carried out in the gas phase in a vertical reactor with four layers of a calcium phosphate catalyst with the addition of phosphoric acid.
На вход в нижнюю зону подается в качестве разбавителя и теплоносителя водяной пар. Общее количество подаваемого пара составляет 3,5:1 (моль) по отношению к оксиду 2-метил-2-бутена. Температура в реакционных зонах составляет 280-330oC, давление 2-3 ата.At the entrance to the lower zone, water vapor is supplied as a diluent and coolant. The total amount of steam supplied is 3.5: 1 (mol) with respect to 2-methyl-2-butene oxide. The temperature in the reaction zones is 280-330 o C, pressure 2-3 ata.
Термокатализат направляется далее по линии 26 в зону разделения термокатализата, где из термокатализата выделяют поток изопрена-ректификата, выводимый по линии 28 в количестве 0,63 кг/час в качестве товарного продукта, а также по линии 29 в количестве 0,47 кг/час отбирают поток, обогащенный МИПК, который подвергают термокаталитическому разложению в отдельной реакционной зоне с целью получения дополнительного количества изопрена. The thermocatalysis is then sent along
Разложение МИПК осуществляют в газовой фазе в вертикальном реакторе с использованием кальцийфосфатного катализатора с добавкой фосфорной кислоты, аналогично используемому для дегидратации оксида 2-метил-2-бутена. The decomposition of MIPC is carried out in the gas phase in a vertical reactor using a calcium phosphate catalyst with the addition of phosphoric acid, similar to that used for the dehydration of 2-methyl-2-butene oxide.
В зоне термокаталитического разложения МИПК поддерживают температуру 370-430oC и давление 3-4 ата.In the zone of thermocatalytic decomposition MIPK maintain a temperature of 370-430 o C and a pressure of 3-4 ata.
Из зоны термокаталитического разложения МИПК продукты по линии 29б направляют в зону разделения термокатализата. From the MIPK thermocatalytic decomposition zone, products are sent through line 29b to the thermocatalysis separation zone.
Характеристика основных потоков дана в табл. 2. The characteristics of the main flows are given in table. 2.
Пример 3. Процесс осуществляется по схеме, приведенной на фиг. 2. Example 3. The process is carried out according to the scheme shown in FIG. 2.
Используемые режимы и катализаторы в реакционных зонах окисления, эпоксидирования, дегидратации спиртов, изомеризации, а также используемые типы аппаратов аналогичны примеру 2. Used modes and catalysts in the reaction zones of oxidation, epoxidation, dehydration of alcohols, isomerization, as well as the types of apparatus used are similar to example 2.
В зону окисления подается в количестве 1,0 кг/час свежий изопентан в количестве 12,0 кг/час рецикловый изопентан. В качестве окислителя подается в количестве 0,50 кг/час кислород. Fresh isopentane in an amount of 12.0 kg / h is recycled isopentane in an amount of 1.0 kg / hour to the oxidation zone. Oxygen is supplied in an amount of 0.50 kg / h as an oxidizing agent.
В отличие от примера 2 вместе с оксидами в колонну Р-1 направляется по линии 14а (показана на фиг. 2 пунктиром) в количестве 1,34 кг/час поток, содержащий преимущественно 2-метил-2-бутен. In contrast to Example 2, together with the oxides, the P-1 column is directed along
Благодаря подаче 2-метил-2-бутена в колонне Р-1 отгоняется до 94% изопентана. В кубе колонны Р-1 поддерживается температура 100oC.By supplying 2-methyl-2-butene in a P-1 column, up to 94% of isopentane is distilled off. In the cube of the column R-1 maintained a temperature of 100 o C.
Отогнанный в колонне Р-1 изопентан направляется в колонну Р-2, в которой разделяется на два потока: с верха колонны Р-2 изопентан, содержащий за счет образования азеотропов кислородсодержащие соединения (ацетон, спирты C1-C3), в количестве 3,40 кг/час подается по линии 7 в экстракционную колонну Э, а из куба колонны Р-2 свободный от кислородсодержащих соединений изопентан в количестве 7,9 кг/час по линии 6 возвращается в зону окисления.The isopentane distilled off in the P-1 column is sent to the P-2 column, in which it is divided into two streams: from the top of the P-2 column isopentane containing, in the amount of 3, oxygen-containing compounds (acetone, alcohols C 1 -C 3 ) through the formation of azeotropes , 40 kg / h is fed through
Работа узла водной экстракции кислородсодержащих соединений аналогична изложенной в примере 2. The operation of the unit for aqueous extraction of oxygen-containing compounds is similar to that described in example 2.
В отличие от примера 2 МИПК, получаемый при разложении оксида 2-метил-2-бутена, подвергается разложению не в отдельном реакторе, а совместно с оксидом 2-метил-2-бутена. In contrast to Example 2, MIPK obtained by the decomposition of 2-methyl-2-butene oxide is not decomposed in a separate reactor, but together with 2-methyl-2-butene oxide.
Разложение осуществляется в газовой фазе в вертикальном реакционном аппарате, аналогичном приведенному в примере 2. Используется катализатор, содержащий фосфаты стронция с добавками. В реакционном аппарате поддерживается температура 370-420oC и давление 3-4 ата. В качестве теплоносителя и разбавителя используется водяной пар, подаваемый в количестве 4:1 (моль) на сумму МИПК и оксида 2-метил-2-бутена.The decomposition is carried out in the gas phase in a vertical reaction apparatus, similar to that shown in example 2. A catalyst containing strontium phosphates with additives is used. In the reaction apparatus, a temperature of 370-420 o C and a pressure of 3-4 ata are maintained. The heat carrier and diluent is water vapor, supplied in an amount of 4: 1 (mol) in the amount of MIPC and 2-methyl-2-butene oxide.
Термокатализат направляется далее по линии 26 в зону разделения термокатализата, где из него выделяют поток изопрена-ректификата, выводимый по линии 28 в количестве 0,64 кг/час в качестве товарного продукта, а также по линии 29 поток, обогащенный МИПК, возвращаемый по линии 29а в количестве 0,50 кг/час в зону термокаталитического разложения оксида 2-метил-2-бутена. The thermocatalizate is then sent along
Характеристика основных потоков дана в табл. 3. The characteristics of the main flows are given in table. 3.
Пример 4. Процесс осуществляется по схеме, приведенной на фиг. 3. Example 4. The process is carried out according to the scheme shown in FIG. 3.
Режимы работы реакционных зон окисления, эпоксидирования, дегидратации спиртов и изомеризации, а также используемые аппараты, аналогичны примеру 2. The operating modes of the reaction zones of oxidation, epoxidation, dehydration of alcohols and isomerization, as well as the apparatus used, are similar to example 2.
В зону окисления подается в количестве 1,0 кг/час свежий изопентан, в количестве 12,1 кг/час рецикловый изопентан. В качестве окислителя подается в количестве 0,50 кг/час кислород. Fresh isopentane is fed into the oxidation zone in an amount of 1.0 kg / h, and recycled isopentane in an amount of 12.1 kg / h. Oxygen is supplied in an amount of 0.50 kg / h as an oxidizing agent.
В отличие от примеров 1-3 (фиг.1 и 2) извлечение кислот (преимущественно уксусной кислоты) осуществляют в зоне разделения оксидата. Unlike examples 1-3 (figures 1 and 2), the extraction of acids (mainly acetic acid) is carried out in the separation zone of the oxidate.
С этой целью оксидат по линии 3 в количестве 13,6 кг/час направляют в нижнюю часть жидкостного экстрактора Э-1, имеющего эффективность 2 теоретические ступени экстракции, который сверху орошается водой в количестве 1,0 кг/час. Отмытый от основного количества кислот поток выводится из экстрактора Э-1 по линии 5 и подается в ректификационную колонну Р. Выводимый сверху колонны Р по линии 7 изопентан смешивается с изопентаном, отбираемым из зоны эпоксидирования, отделяется от уносимых кислородсодержащих соединений и по линии 7а в количестве 12,1 кг/час возвращается в зону окисления, выводимый из куба колонны Р поток, содержащий преимущественно изопентан и трет-амилгидропероксид, подается в зону эпоксидирования. To this end, the oxidate along
В жидкостном экстракторе Э-2, имеющем эффективность 2 теоретические тарелки, осуществляется реэкстракция трет-амилгидропероксида из водного раствора путем противоточного контактирования с потоком преимущественно 2-метил-2-бутена, подаваемого в количестве 1,44 кг/час по линии 9. Снизу экстрактора Э-2 выводится по линии 11 в количестве 1,32 кг/час поток, содержащий преимущественно уксусную кислоту и воду, а сверху экстрактора Э-2 по линии 10 в количестве 1,58 кг/час поток, содержащий преимущественно 2-метил-2-бутен и трет-амилгидропероксид, который направляется в зону эпоксидирования. In an E-2 liquid extractor having an efficiency of 2 theoretical plates, tert-amyl hydroperoxide is reextracted from an aqueous solution by countercurrent contacting with a stream of predominantly 2-methyl-2-butene supplied in an amount of 1.44 kg / h via
МИПК, отбираемый по линии 23 в количестве 0,03 кг/час из зоны выделения трет-амиленов и МИПК, подвергается разложению в зоне термокаталитического разложения совместно с оксидом 2-метил-2-бутена. MIPK, taken along
Разложение оксида 2-метил-2-бутена и МИПК осуществляется в аппарате, рассмотренном в примере 1, при температуре 330-370oC и давлении 3-3,5 ата в присутствии стронцийфосфатного катализатора.The decomposition of 2-methyl-2-butene oxide and MIPK is carried out in the apparatus described in example 1, at a temperature of 330-370 o C and a pressure of 3-3.5 atm in the presence of strontium phosphate catalyst.
На зоны разделения термокатализата выводят в качестве товарных продуктов по линии 28 в количестве 0,48 кг/час изопрен и по линии 29 в количестве 0,22 кг/час МИПК, полученный в зоне разложения оксида 2-метил-2-бутена. Isoprene is withdrawn into the separation zones of the thermocatalizate as commercial products through
Характеристики основных потоков даны в табл. 4. The characteristics of the main flows are given in table. 4.
Пример 5. Процесс осуществляется по схеме, приведенной на фиг. 4. Example 5. The process is carried out according to the scheme shown in FIG. 4.
Работа зон окисления, разделения оксидата и эпоксидирования аналогична примеру 2. The work of the zones of oxidation, separation of oxidate and epoxidation is similar to example 2.
Основной особенностью схемы является использование азеотропной ректификации с водой для отделения потока, содержащего преимущественно трет-амиловый и втор-изоамиловый спирты от уксусной кислоты. The main feature of the scheme is the use of azeotropic distillation with water to separate a stream containing predominantly tert-amyl and sec-isoamyl alcohols from acetic acid.
Из зоны разделения эпоксидата по линии 11 в количестве 0,82 кг/час поток, содержащий преимущественно трет-амиловый спирт, втор-изоамиловый спирт, МИПК и уксусную кислоту, подается в ректификационную колонну Р. В колонну подается также водный поток. From the zone of separation of the epoxidate along
Снизу колонны по линии 14 в количестве 0,09 кг/час выводится поток, содержащий преимущественно уксусную кислоту и воду. Сверху колонны по линии 15 выводится паровой поток, который конденсируется и поступает в сепаратор С. В сепараторе происходит расслаивание и нижний слой, содержащий преимущественно воду, возвращается в колонну Р, а верхний слой, содержащий преимущественно трет-амиловый спирт, втор-изоамиловый спирт и МИПК, поступает по линии 16 в количестве 0,89 кг/час в зону дегидратации спиртов и изомеризации. From the bottom of the column along
Дегидратация спиртов и изомеризация 2-метил-1-бутена осуществляется аналогично примеру 2. Dehydration of alcohols and isomerization of 2-methyl-1-butene is carried out analogously to example 2.
Из зоны выделения трет-амиленов и МИПК по линии 23 МИПК в количестве 0,025 кг/час выводится в качестве товарного продукта. From the zone of allocation of tert-amylene and MIPK via
Разложение оксида 2-метил-2-бутена проводится в аппарате, аналогичном используемому в примере 1, на кальцийфосфатном катализаторе при температуре в аппарате разложения 300-330oC и разбавлении водяным паром, подаваемым в соотношении 4:1 (моль) к оксиду 2-метил-2-бутена.The decomposition of 2-methyl-2-butene oxide is carried out in an apparatus similar to that used in example 1, on a calcium phosphate catalyst at a temperature in the decomposition apparatus of 300-330 o C and dilution with water vapor supplied in a ratio of 4: 1 (mol) to oxide 2- methyl 2-butene.
Из зоны разделения термокатализата в качестве товарных продуктов выводят по линии 28 в количестве 0,45 кг/час изопрен-ректификат и по линии 29 в количестве 0,23 кг/час МИПК, получаемый в аппарате разложения оксида 2-метил-2-бутена. Isoprene rectified product is withdrawn from the thermocatalysis separation zone as commercial products via
Характеристика основных потоков дана в табл. 5. The characteristics of the main flows are given in table. 5.
Пример 6. Процесс в целом осуществляется в соответствии со схемой, приведенной на фиг. 2. Example 6. The process as a whole is carried out in accordance with the circuit shown in FIG. 2.
Работа зон окисления, разделения оксидата, эпоксидирования, разделения эпоксидата, а также зон термокаталитического разложения оксида 2-метил-2-бутена и разделения термокатализата аналогична примеру 2. The work of the zones of oxidation, separation of the oxidate, epoxidation, separation of the epoxide, as well as the zones of thermocatalytic decomposition of 2-methyl-2-butene oxide and the separation of thermocatalyst is similar to example 2.
Переработка потока, содержащего преимущественно амиловые спирты и МИПК (поток 16 на фиг. 2), осуществляется по варианту А блок-схемы, приведенной на фиг. 5. Processing of the stream containing predominantly amyl alcohols and MIPK (
Поток 1 (см. фиг. 5), содержащий преимущественно амиловые спирты, в количестве 0,93 кг/час подают в зону дегидратации. Stream 1 (see Fig. 5), containing predominantly amyl alcohols, in an amount of 0.93 kg / h is fed into the dehydration zone.
Поток 5 из зоны выделения трет-амиленов и МИПК, имеющий состав, мас.
2-метил-1-бутен 72,2
2-метил-2-бутен 24,6
прочие компоненты 3,2
в количестве 0,22 кг/час также направляется в зону (узел) дегидратации спиртов и изомеризации.2-methyl-1-butene 72.2
2-methyl-2-butene 24.6
other components 3.2
in the amount of 0.22 kg / h is also sent to the zone (node) of dehydration of alcohols and isomerization.
Дегидратация спиртов и изомеризация 2-метил-1-бутена осуществляется в двух последовательных реакторах (реакционных зонах), содержащих по 0,5 кг катализатора (в первом(й) сульфоионитный катализатор КИФ, во втором(й) - термостойкий ионитный катализатор). Alcohol dehydration and isomerization of 2-methyl-1-butene is carried out in two successive reactors (reaction zones) each containing 0.5 kg of catalyst (in the first (s) sulfonic ion catalyst KIF, in the second (s) - heat-resistant ion-exchange catalyst).
В первом(й) реакторе(зоне) поддерживается температура 75oC, во втором(й) 135oC.In the first (s) reactor (zone), the temperature is maintained at 75 o C, in the second (s) 135 o C.
Подача потока 1 осуществляется в середину катализаторного слоя первого(й) реактора (зоны), подача потока 5 (2-метил-1-бутена) ниже катализаторного слоя первого(й) реактора (зоны). The feed of
С верха каждого(й) реактора (зоны) выводят потоки, содержащие преимущественно трет-амилены. Указанные потоки выводят из зоны дегидратации спиртов и изомеризации в виде объединенного потока в количестве 0,96 кг/час по линии 2. From the top of each reactor reactor (zone), streams containing predominantly tert-amylene are removed. These streams are removed from the zone of dehydration of alcohols and isomerization in the form of a combined stream in the amount of 0.96 kg / hour along
Из нижней части второго(й) реактора (зоны) отбирают в количестве 0,29 кг/час водный поток, содержащий 4,8% мас. изоамиловых спиртов, который выводят из зоны дегидратации спиртов и изомеризации по линии 3. From the lower part of the second (s) reactor (zone), an aqueous stream containing 4.8% wt. Is taken in an amount of 0.29 kg / h. isoamyl alcohols, which is removed from the zone of dehydration of alcohols and isomerization along
Относительная концентрация трет-амиленов в объединенном потоке, выводимом по линии 2, составляет, мас. The relative concentration of tert-amylene in the combined stream output through
2-метил-1-бутен 19,6
2-метил-2-бутен 70,4
Выводимые по линиям 2 и 3 потоки далее направляют в зону выделения трет-амиленов и МИПК, где происходит их разделение на потоки, содержащие преимущественно: поток 5 2-метил-1-бутен, поток 4 2-метил-2-бутен, поток 6 изоамиловые спирты, поток 7 МИПК, поток 8 воду, поток 9 прочие компоненты. Поток изоамиловых спиртов, содержащий 23% мас. воды, по линии 6 в количестве 0,10 кг/час возвращают в зону дегидратации спиртов.2-methyl-1-butene 19.6
2-methyl-2-butene 70.4
The streams withdrawn along
Пример 7. Процесс в целом осуществляется в соответствии со схемой, приведенной на фиг. 2. Example 7. The process as a whole is carried out in accordance with the diagram shown in FIG. 2.
Работа зон окисления, разделения оксидата, эпоксидирования, разделения эпоксидата, а также зон термокаталитического разложения оксида 2-метил-2-бутена и разделения термокатализата аналогична примеру 2. The work of the zones of oxidation, separation of oxidate, epoxidation, separation of epoxide, as well as zones of thermocatalytic decomposition of 2-methyl-2-butene oxide and separation of thermocatalysis is similar to example 2.
Переработка потока, содержащего преимущественно изоамиловые спирты и МИПК (поток 16 на фиг. 2), осуществляется по варианту Б блок-схемы, приведенной на фиг. 2. Processing of a stream containing predominantly isoamyl alcohols and MIPK (
Поток 1 (см. фиг. 5), содержащий преимущественно изоамиловые спирты и МИПК, в количестве 0,93 кг/час поступает в зону дегидратации. Дегидратация осуществляется в вертикальном реакторе с двумя катализаторными слоями(зонами), содержащем смесь сульфоионитного катализатора КИФ и катализатора "фосфорная кислота на силикагеле" в объемном соотношении 1:1 общей массой 1,0 кг (по 0,5кг катализатора в каждом слое (зоне)). Stream 1 (see Fig. 5), containing mainly isoamyl alcohols and MIPK, in the amount of 0.93 kg / h enters the dehydration zone. Dehydration is carried out in a vertical reactor with two catalyst layers (zones) containing a mixture of sulfate ionite catalyst KIF and catalyst "phosphoric acid on silica gel" in a volume ratio of 1: 1 with a total mass of 1.0 kg (0.5 kg of catalyst in each layer (zone) )
В верхнем(й) катализаторном(й) слое (зоне) поддерживается температура 90oC, в нижнем(й) катализаторном(й) слое (зоне) 110oC.In the upper (s) catalyst (s) layer (zone), the temperature is maintained at 90 o C, in the lower (s) catalyst (s) layer (zone) 110 o C.
С верха реактора выводится по линии 2 в количестве 0,73 кг/час поток, содержащий преимущественно трет-амилены. Относительные концентрации трет-амиленов в потоке 2 составляют, мас. From the top of the reactor, a stream containing predominantly tert-amylene is discharged via
2-метил-1-бутен 14,3
2-метил-2-бутен 85,7
Поток 2 направляется в зону выделения трет-амиленов и МИПК.2-methyl-1-butene 14.3
2-methyl-2-butene 85.7
Снизу реактора дегидратации выводят по линии 3а водный поток, содержащий 0,8% мас. изоамиловых спиртов в количестве 0,28 кг/час. At the bottom of the dehydration reactor, an aqueous stream containing 0.8% wt. isoamyl alcohols in an amount of 0.28 kg / hour.
Из зоны выделения трет-амиленов и МИПК по линии 5 отбирается поток, содержащий 77,1% мас. 2-метил-1-бутена и 21,1% мас. 2-метил-2-бутена в количестве 0,24 кг/час, который направляется в зону изомеризации. From the zone of selection of tert-amylene and MIPK along
Поток, содержащий преимущественно изоамиловые спирты, выводимый по линии 6 из зоны выделения трет-амиленов и МИПК, частично по линии 10 в количестве 0,04 кг/час подается в зону изомеризации, а остальная часть потока в количестве 0,07 кг/час направляется в зону дегидратации. The stream containing predominantly isoamyl alcohols, discharged through
Реактор изомеризации 2-метил-1-бутена содержит 0,8 кг ионитного катализатора КУ-23 и работает при температуре 70oC.The isomerization reactor of 2-methyl-1-butene contains 0.8 kg of KU-23 ionite catalyst and operates at a temperature of 70 o C.
Из зоны изомеризации выводят по линии 11 в количестве 0,28 кг/час поток изомеризата, относительные концентрации в котором трет-амиленов составляют, мас. From the isomerization zone is withdrawn along
2-метил-1-бутен 22,0
2-метил-2-бутен 78,0
Указанный поток возвращается в зону выделения трет-амиленов и МИПК.2-methyl-1-butene 22.0
2-methyl-2-butene 78.0
The specified stream returns to the zone of allocation of tert-amylene and MIPK.
Пример 8. Процесс в целом осуществляется в соответствии со схемой, приведенной на фиг. 2. Example 8. The process as a whole is carried out in accordance with the diagram shown in FIG. 2.
Работа зон окисления, разделения оксидата, эпоксидирования, разделения эпоксидата, а также зон термокаталитического разложения оксида 2-метил-2-бутена и разделения термокатализата аналогична примеру 2. The work of the zones of oxidation, separation of oxidate, epoxidation, separation of epoxide, as well as zones of thermocatalytic decomposition of 2-methyl-2-butene oxide and separation of thermocatalysis is similar to example 2.
Переработка потока, содержащего преимущественно изоамиловые спирты и МИПК (поток 16 на фиг. 2), осуществляется по варианту В блок-схемы, приведенной на фиг. 2. Processing of the stream containing predominantly isoamyl alcohols and MIPK (
Поток 1 (см. фиг. 5), содержащий преимущественно изоамиловые спирты и МИПК, в количестве 0,93 кг/час направляется в зону изомеризации. В указанную зону подается также по линии 5 в количестве 0,23 кг/час поток, содержащий преимущественно 2-метил-1-бутен. Stream 1 (see Fig. 5), containing predominantly isoamyl alcohols and MIPK, in an amount of 0.93 kg / h is sent to the isomerization zone. A stream containing predominantly 2-methyl-1-butene is also supplied to this zone via
Реактор изомеризации содержит 0,4 кг смеси ионитного катализатора КИФ и катализатора "фосфорная кислота на силикагеле" в объемном отношении 1:1. The isomerization reactor contains 0.4 kg of a mixture of a CIF ion exchange catalyst and a phosphoric acid on silica gel catalyst in a volume ratio of 1: 1.
Изомеризация осуществляется при температуре 100oC.Isomerization is carried out at a temperature of 100 o C.
Реакционная смесь по линии 1а в количестве 1,15 кг/час поступает в реактор дегидратации. Дегидратация осуществляется при температуре 95-125oC в вертикальном реакторе, содержащем сульфоионитный катализатор КИФ в количестве 1,0кг.The reaction mixture through line 1A in an amount of 1.15 kg / h enters the dehydration reactor. Dehydration is carried out at a temperature of 95-125 o C in a vertical reactor containing sulfate ionite catalyst KIF in the amount of 1.0 kg
Конверсия 2-метил-1-бутен-3-ола в реакторе изомеризации составляет 82% Относительные концентрации трет-амиленов в потоке 1а составляют, мас. The conversion of 2-methyl-1-butene-3-ol in the isomerization reactor is 82%. The relative concentrations of tert-amylene in stream 1a are, wt.
2-метил-1-бутен 26,3
2-метил-2-бутен 73,7
Относительные концентрации трет-амиленов после реактора дегидратации в потоке 2 составляют, мас.2-methyl-1-butene 26.3
2-methyl-2-butene 73.7
The relative concentration of tert-amylene after the dehydration reactor in
2-метил-1-бутен 16,1
2-метил-2-бутен 83,9
Продукты дегидратации по линиям 2 и 3 поступают в зону выделения трет-амиленов и МИПК. Из указанной зоны поток по линии 5, содержащий 70,6% мас. 2-метил-1-бутена, в количестве 0,23 кг/час возвращают на вход в реактор в зону изомеризации, а поток по линии 6, содержащий преимущественно непрореагировавшие изоамиловые спирты, в количестве 0,1 кг/час возвращают в зону дегидратации.2-methyl-1-butene 16.1
2-methyl-2-butene 83.9
Dehydration products along
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96103258A RU2102370C1 (en) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Method of preparation of isoprene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96103258A RU2102370C1 (en) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Method of preparation of isoprene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96103258A RU96103258A (en) | 1998-01-10 |
| RU2102370C1 true RU2102370C1 (en) | 1998-01-20 |
Family
ID=20177148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96103258A RU2102370C1 (en) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Method of preparation of isoprene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2102370C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2170225C2 (en) * | 1998-08-04 | 2001-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ ХТ" | Method of combined preparation of isoprene and isobutene or alkenyl benzene |
| RU2329246C1 (en) * | 2006-12-25 | 2008-07-20 | Олег Станиславович Павлов | Method of obtaining 2-methyl-2-butene from isopentane and method of obtaining isoprene from isopentane |
| RU2687491C1 (en) * | 2018-11-07 | 2019-05-14 | Публичное Акционерное Общество "Нижнекамскнефтехим" | Method of producing isoprene on iron oxide catalysts in adiabatic reactor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3360584A (en) * | 1965-05-25 | 1967-12-26 | Halcon International Inc | Process for the co-production of isoprene and oxygenated compounds from isopentane hydroperoxide |
| US3391214A (en) * | 1967-06-12 | 1968-07-02 | Shell Oil Co | Isoprene production from isopentane via hydroperoxide |
-
1996
- 1996-02-20 RU RU96103258A patent/RU2102370C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3360584A (en) * | 1965-05-25 | 1967-12-26 | Halcon International Inc | Process for the co-production of isoprene and oxygenated compounds from isopentane hydroperoxide |
| US3391214A (en) * | 1967-06-12 | 1968-07-02 | Shell Oil Co | Isoprene production from isopentane via hydroperoxide |
| US3391213A (en) * | 1967-06-12 | 1968-07-02 | Shell Oil Co | Isoprene production from isopentane via hydroperoxide and borate ester |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Жоров Ю.М., Панченков Г.М., Болохова Г.С. Изомеризация олефинов. - М.: Химия, 1977, с. 19. * |
| Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова Ш.М. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. - Л.: Химия, 1980, с. 53. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2170225C2 (en) * | 1998-08-04 | 2001-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ ХТ" | Method of combined preparation of isoprene and isobutene or alkenyl benzene |
| RU2329246C1 (en) * | 2006-12-25 | 2008-07-20 | Олег Станиславович Павлов | Method of obtaining 2-methyl-2-butene from isopentane and method of obtaining isoprene from isopentane |
| RU2687491C1 (en) * | 2018-11-07 | 2019-05-14 | Публичное Акционерное Общество "Нижнекамскнефтехим" | Method of producing isoprene on iron oxide catalysts in adiabatic reactor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100400526C (en) | purification of propylene oxide | |
| US5210354A (en) | Propylene oxide-styrene monomer process | |
| TWI500608B (en) | Purification of propylene oxide | |
| CN106397363B (en) | 1,2- epoxy butane purification process | |
| EP0031205A2 (en) | Carbonylation of ethylene or propylene | |
| KR20120064688A (en) | Method and device for producing alkylene oxides and alkylene glycols | |
| JPS5938232B2 (en) | Propylene oxide manufacturing method | |
| JPS606334B2 (en) | Production method of high purity isobutylene | |
| RU2716265C2 (en) | Method of producing styrene | |
| CN1329350C (en) | Method for producing 1-octene from crack-c4 | |
| RU2102370C1 (en) | Method of preparation of isoprene | |
| US4424391A (en) | Process for the manufacture of olefine oxides | |
| US3968171A (en) | Process for the continuous isolation of dihydric phenols | |
| JPS61130247A (en) | Continuous manufacture of 1,2-pentanediol | |
| JP2001322968A (en) | Method for purifying methacrylic acid ester | |
| CN1063421C (en) | Process for producing isopropyl alcohol | |
| IL28384A (en) | Process for recovery of glycidol | |
| CA1055874A (en) | Extractive distillation of acetone | |
| JPH0729944B2 (en) | Paraffin-based and olefin-based C ▲ lower 4 ▼ Hydrocarbon separation method | |
| RU2099319C1 (en) | Method for production of isoprene | |
| JPS6327332B2 (en) | ||
| JP3693404B2 (en) | Method for producing isopropyl alcohol | |
| CN100408537C (en) | Method for production of acrylic acid | |
| CN106588597A (en) | Method for purifying polyoxyethene dimethyl ether | |
| JPS5924982B2 (en) | Purification method of butylene oxide |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080221 |