СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРЕНА Российский патент 2006 года по МПК C07C11/18 C07C5/333 

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к дегидрированию изоамиленов в изопрен на железоокисных саморегенерирующихся катализаторах.

В настоящее время при дегидрировании изоамиленов в изопрен применяются железоокисные саморегенерирующиеся катализаторы как отечественные (например, К-24И, КИМ, К-28), так и импортные (например, 035 CY CATALYST, Flexicat Blue CATALYST фирмы "Shell-Chemicals CRL Catalyst"). Их основными компонентами являются α-Fe₂О₃, содержание которого составляет 55-85 мас.%, и какое-либо соединение калия (например, К₂О, К₂СО₃, KSiO₃), концентрация которого составляет 2-20 мас.% в пересчете на К₂О. В большинстве катализаторов присутствуют соединения трехвалентного хрома и кремния в количестве нескольких процентов. Кроме того, в железоокисные катализаторы могут вводиться один или более металлы-промоторы. В качестве промоторов предлагается использовать Са, Mg, Mo, W, Се, V, Cr, Co, Ni, Mn, Си, Zn, Cd, Al, Sn, Bi, Y, La (см., например, С.К.Огородников, Г.С.Идлис. Производство изопрена. - Л.: Химия, 1973, с.124; Авт. с. СССР 426412, опубл. 1974; RU 2137741 С1, опубл. 20.09.1999; А. И. Бокин, Ю.П.Баженов и др. Катализ в промышленности. №4. 2003, с.24-28). Дегидрирование изоамиленов на этих катализаторах проводится непрерывно в адиабатических реакторах при объемной скорости 70-130 час^-1, разбавлении сырья водяным паром в соотношении 1:5-10 по массе, температуре 580-640°С и избыточном давлении перед слоем катализатора 0,5-0,9 ати. Несмотря на достоинства процесса дегидрирования изоамиленов с применением железосодержащих катализаторов ( по сравнению с фосфатными катализаторами), в целом он остается дорогим и энергоемким. Повышение селективности процесса является одним из основных направлений для получения конкурентоспособного изопрена - мономера.

Наиболее близким по сущности является процесс получения изопрена из 2-метилбутана через трет-амилены дегидрированием их в присутствии улучшенных катализаторов дегидрирования, приготовленных путем комбинирования железосодержащего соединения, состоящего на 10%-100% из слюдяной окиси железа, и калийсодержащего соединения для формования гранул с последующим прокаливанием (см., например, патент США 5171914, 15.12.1992).

Технический результат заявленного изобретения - повышение селективности процесса дегидрирования изоамиленов в изопрен в присутствии железоокисных саморегенерирующихся катализаторов.

Сущность изобретения характеризуется тем, что в исходные изоамилены добавляют до 4 мас.% пипериленов, являющихся побочным продуктом в процессе производства изопрена указанным способом.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример №1 (по прототипу).

Дегидрирование углеводородной фракции с содержанием изоамиленов 80-85 мас.% и пипериленов 0,01-0,03 мас.% проводят на лабораторной проточной установке в присутствии катализатора 035 CY (3.2) CATALYST фирмы «Shell-Chemicals CRL Catalyst». Углеводородная фракция данного состава применяется в промышленных условиях в процессе получения изопрена.

Условия проведения опыта:

- объем загруженного катализатора 28 см³ (фракция 1-2 мм);

- объемная скорость по жидкому сырью 1 час^-1;

- массовое разбавление сырья водяным паром 1:5;

- температура дегидрирования 600°С;

- давление атмосферное.

Состав сырья и контактного газа приведены в таблице.

При этом получены следующие показатели процесса:

- выход изопрена на пропущенные изоамилены (ВП) - 48,4%;

- выход изопрена на разложенные изоамилены (ВР) - 85,4%;

- конверсия изоамиленов (К) - 56,7%.

Пример 2.

Условия проведения опыта по дегидрированию изоамиленов в изопрен аналогичны условиям, описанным в примере 1, но в качестве сырья на дегидрирование подается изоамиленовая фракция с добавлением пипериленов до содержания 2.14 мас.%.

Состав сырья и контактного газа приведены в таблице.

При этом показатели процесса получены следующие:

ВП - 49,4%;

ВР - 87,25%;

К - 56,6%.

Пример 3.

Аналогичен примеру 2.

Отличие заключается в том, что дегидрируется изоамиленовая фракция с добавлением пипериленов до содержания 3,12 мас.%.

Состав сырья и контактного газа приведены в таблице.

Показатели процесса получены следующие:

ВП - 48,1%;

ВР - 87,5%;

К - 55,0%.

Пример 4.

Аналогичен примерам 2, 3.

Отличие заключается в том, что на дегидрирование подается изоамиленовая фракция с добавлением пипериленов до содержания 4,87 мас.%.

Состав сырья и контактного газа приведены в таблице.

При этом получены следующие показатели процесса:

ВП - 44,95%;

ВР - 87,0%;

К - 51,7%.

Пример 5 (по прототипу).

Аналогичен примеру 1.

Отличие заключается в том, что процесс проводится при температуре 620°С.

Состав сырья и контактного газа приведены в таблице.

Показатели процесса получены следующие:

ВП - 57,1%;

ВР - 85,05%;

К - 67,1%.

Пример 6.

Аналогичен примеру 2.

Отличие заключается в том, что процесс проводится при температуре 620°С.

Состав сырья и контактного газа приведены в таблице.

Получены следующие показатели процесса:

ВП - 57,7%;

ВР - 86,7%;

К - 66,5%.

Как видно из результатов, полученных в примерах 2-4 и 6, при добавлении в изоамиленовую фракцию пипериленов до содержания около 4 мас.% увеличивается селективность процесса дегидрирования изоамиленов в изопрен без заметного снижения конверсии. Дальнейшее повышение содержания пипериленов приводит к ухудшению показателей процесса.

ТаблицаПримерТемпература °САнализируемая пробаСостав, % масс.Показатели процесса∑ легких *C₅H₁₂С₅Н₁₀С₅Н₈ЦПДXтяжелый остатокВП, %ВР, %К, %ininin1 (по
прототипу)600сырье0,031,2610,6782,354.321,350,02      контактный газ7,481,9410,9835,461,439,62,540,160,10,3448.485,456,72600сырье0,060,9111,0380,554,251,02,140,020,04    контактный газ6,961,5811,0934,641,5839,413,870,340,150,3849,487,2556,63600сырье0,021,1410,1879,824,131,493,120,040,06    контактный газ7,131,8710,4935,671,5938,164,060,370,20,4648,187,555,04600сырье0,021,139,9678,134,111,574,870,060,15    контактный газ8,511,9510.1137,251,6634,644,70,390,260,5344,9587,051.75 (по
прототипу)620сырье0,070,9511,2581,994,790,950,01      контактный газ9,731,9811,2626,460,9345,912,640,40,130,5757,185,0567.16620сырье0,060,9110,9380,394,51,012,140,020,05    контактный газ9,411,9510,9126,401,0045,483,540.530,220,5657,786,766,5* ∑легких=∑Н₂+N₂+C₁+CO+С₂+CO₂+∑С₃+∑С₄

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к дегидрированию изоамиленов в изопрен на железоокисных саморегенерирующихся катализаторах. Сущность: в исходные изоамилены до дегидрирования добавляют до 4 мас.% пипериленов, являющихся побочным продуктом в процессе производства изопрена указанным способом. Технический результат заявленного изобретения - повышение селективности способа дегедрирования изоамиленов в изопрен в присутствии железоокисных саморегенерирующихся катализаторов. 1 табл.

Процесс получения изопрена дегидрированием изоамиленов в присутствии железоокисных саморегенерирующихся катализаторов, отличающийся тем, что в исходные изоамилены добавляют до 4 мас.% пипериленов, являющихся побочным продуктом при производстве изопрена указанным способом.