Способ получения стирола Советский патент 1974 года по МПК C07C15/10 

1

Изобретение стносится к области получения стирола методом каталитического дегидрирования этилбензола.

Известен способ получения алкенилароматичеоких углеводородов двухступенчатым дегидрированием алкилароматических углеводородов. Катализатор первой ступени имеет более высокую избирательность, а катализатор второй ступени - более высокую активность. Дегидрирование проводят при 500- 800°С в присутствии в качестве разбавителя водяного пара. Количество водяного пара, вводимого на первой и второй ступенях, составляет до 30 моль на 1 моль углеводорода.

Таким образом, известный способ связан с использованием высокотемпературного водяного пара, подаваемого на обе ступени, что влечет за собой большие энергетические затраты. Кроме того, проведение процесса при столь высоком разбавлении водяным паром снижает производитель.

С целью повышения эффективности процесса предлагают первую ступень дегидрирования проводить в окислительном режиме в присутствии кислорода или кислородсодержащего газа.

Желательно дегидрирование этилбензола на первой ступени проводить в присутствии -окиси алюминия и на второй ступени - в присутствии окисного железохромокалиевого катализатора.

При исследовании различных вариантов работы двухсекционного реактора оптимальным оказался вариант, в котором первая секция реактора работает в режиме окислительного дегидрирования с использованием в качестве катализатора , а вторая секция, куда поступает контактный газ из первой, в режиме обычного дегидрирования на промышленном железохромокалиевом катализаторе.

Опыты проводят на модельной проточной установке в двухсекционном металлическом реакторе адиабатического типа с объемом катализатора в каждой секции 200 см.

На первую ступень реактора подают этилбензол и воздух в молярном соотношении 1 : 6.

В первую секцию реактора загружают 200 см окиси алюминия марки А-1 с удельной поверхностью 200 .

Контактный газ поступает во вторую секцию реактора, в которую загружают 200 см промышленного железохромокалиевого катализатора (К-22) с удельной поверхностью 12 .

На вторую ступень реактора через промежуточную секцию подают водяной пар в соотношении 3,0-4,0- 1,0 в расчете на непрореагировавший на первой ступени этилбензол.

Продукты реакции анализируют после двух ступеней реактора хроматографически.

Проводят специальные опыты по выявлению оптимальных условий работы обеих секций двухступенчатого реактора. При этом устаповleHo, что высокий выход стирола на пропущенный этилбензол после первой секции неблагоприятно сказывается на работе второй секции.

Оптимальным является режим работы первой секции, обеспечивающий наибольшую избирательность процесса окислительного дегидрирования. Исходя из этого, температуру в первой секции поддерживают равной .

В результате специальных опытов по дегидрированию этилбензола на катализаторе К-22 в присутствии кислорода воздуха установлено, что на этом катализаторе процесса окислительного дегидрирования не происходит. Поэтому можно считать, что остаточный кислород, попадающий с первой ступени реактора на вторую, не принимает участия в реакции образования стирола.

выбранные условия окислительного дегидрирования этилбензола позволяют вести процесс на первой ступени с 90-92,0%-ной селективностью.

После второй ступени, работающей в режиме обычного дегидрирования, удается увеличить выход стирола до 60,0-62,0 вес. % при сохранении общей селективности на уровне 90-92,0 вес..,%.

Дример 1. В первую секцию металлического реактора, заполненную 200 мл y-OKucTi алюминия, подают 86,7 г/час этилбензола и 1666 мл/мин воздуха (мольное соотношение этилбензола и кислорода 1,0 : 1,0) при температуре секции 450С. Непрореагировавшая смесь и продукты реакции поступают во вторую секцию реактора, заполненную 200 мл катализатором К-22, куда подают также 177 г/час воды. Температура во второй секции 630°С.

Получают следующий состав катализата, вес. %:

4

Бензол1,94

Толуол3,24

Этилбензол31,18

Стирол63,64

Выход-стирола на пропущенный этилбензол 62,6 вес. %, на разложенный - 90,4 вес. 7о. П р и м ер 2. ;В -первую секцию металлического реактора, заполненную 200 мл у-окиси алюминия, подают 86,7 г/час этилбензола и 1666 мл/мин воздуха (мольное соотношение этилбензола и кислорода 1,0 : 1,0) при температуре секции 450С. Непрореагировавшая смесь и продукты реакции поступают во вторую секцию реактора, заполненную 200 мл катализатором К-22, куда подают 236 г/час воды. Температура во второй секции 600°С. Получают следующий состав катализата, вес. %:

Бензол1,52

Толуол2,42

Этилбензол35,95

Стирол60,11

Выход стирола на пропущенный этилбензол 59,1 вес. %, на разложенный - 91,4 вес. %.

Предмет изобретения

1.Способ получения стирола двухступенчатым каталитическим дегидрированием этилбензола с последующим выделением целевого продукта известными приемами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, первую ступень дегидрирования проводят в окислительном режиме в присутствии кислорода или кислородсодержащего газа.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что дегидрирование этилбензола на первой ступени проводят в присутствии 7-окиси алюминия и на второй стуцени - в присутствии окисного железохромокадневрго катализатора.