СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА Российский патент 2007 года по МПК C07C5/333 C07C15/46 

Описание патента на изобретение RU2294914C1

Изобретение относится к области каталитических процессов, а именно получению стирола каталитическим дегидрированием этилбензола, и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Известны способы получения стирола каталитическим дегидрированием этилбензола на железооксидных катализаторах при температурах 560-640°С в присутствии водяного пара с последующим выделением стирола из продуктов дегидрирования этилбензола путем многоступенчатой ректификации с последовательным выделением бензолтолуольной фракции, возвратного этилбензола и стирола-ректификата. Кубовый продукт колонны выделения стирола-ректификата подвергается дополнительной отгонке с возвратом отогнанного стирола в колонну выделения стирола-ректификата (Кирпичников П.А. и др. «Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука», Л., «Химия», 1980, с.100; Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, 1991, 8, с.100-102).

В известных способах получения стирола содержание стирола в возвратном этилбензоле достигает 1,5% мас., что приводит при его смешении со свежим этилбензолом к содержанию стирола в этилбензольной шихте, поступающей в реактор дегидрирования, на уровне 0,4% мас. Конверсия этилбензола по данному способу обычно не превышает 60% мас. (Патент США №3326996, кл. 260-669, опубл. 1967; Э.М.Ривин и др. «Производство стирола», М., ЦНИИТЭнефтехим, 1996, с.38).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предполагаемому изобретению является «Способ получения стирола» (Патент РФ №2120933, кл. С 07 С 15/46, 1998), который и выбран за прототип.

Согласно прототипу получение стирола основано на процессе каталитического дегидрирования этилбензола в среде водяного пара, где этилбензольная шихта, полученная после смешения свежего и возвратного (рецикла) этилбензола, с содержанием стирола в смеси на уровне не выше 0,15% мас. подвергается дегидрированию на железооксидном катализаторе. Процессе осуществляется при температуре 600-640°С, массовом отношении сырье: водяной пар, равном 1:2 и объемной скорости подачи этилбензольной шихты 1 час-1. Конверсия этилбензола составляет 67,9% мас., при селективности превращения этилбензола в стирол 96,7%.

Одновременно с основной реакцией превращения этилбензола в стирол по свободно-радикальному механизму

под действием высоких температур из стирола образуется побочный продукт фенилацетилен:

который отрицательно влияет на качество товарного стирола.

В соответствии с ГОСТ 10003-90 на товарный стирол массовая доля фенилацетилена (%) в стироле жестко регламентируется:

- высший сорт, не более 0,01- 1 сорт, не более 0,02

Недостатками известного способа являются:

- низкая эффективность процесса, где конверсия этилбензола достигает 67,9%, а селективность превращения этилбензола в стирол не превышает 96,7%;

- высокое содержание стирола в этилбензольной шихте для дегидрирования (0,15% мас.), что не позволяет получать товарный стирол нужного качества с содержанием фенилацетилена менее 0,01% мас.

Целью предполагаемого изобретения является повышение эффективности процесса получения стирола путем увеличения конверсии и селективности дегидрирования этилбензола в стирол при одновременном улучшении качества стирола за счет снижения содержания в нем примеси фенилацетилена.

Поставленная цель достигается предполагаемым способом получения стирола, который осуществляется каталитическим дегидрированием этилбензола в присутствии водяного пара с последующим разделением продуктов дегидрирования этилбензола, путем многоступенчатой ректификации с выделением бензолтолуольной фракции, этилбензольной фракции - рецикла, возвращаемой на смешение с исходным (свежим) этилбензолом, подаваемым на дегидрирование, и стирола-ректификата, путем поддержания концентрации стирола в этилбензольной шихте на уровне не выше 0,1% мас.

Сопоставительный анализ заявляемого способа с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый способ отличается от известного содержанием (концентрацией) стирола в этилбензольной шихте, подаваемой на дегидрирование, - не выше 0,1% мас. Указанный прием позволяет заключить, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».

Анализ известных способов получения стирола показал, что тенденция снижения содержания (концентрации) стирола в этилбензольной шихте, подаваемой на дегидрирование, приводит к повышению конверсии этилбензола и улучшению селективности процесса получения стирола. Однако только факт поддержания массовой доли стирола в этилбензольной шихте, подаваемой на дегидрирование, на уровне 0,1% позволяет увеличить конверсию этилбензола в стирол до 70% и выше при одновременном снижении массовой доли примеси фенилацетилена (побочного продукта) в стироле менее 0,01%.

Сущность предполагаемого изобретения заключается в следующем. Этилбензольная шихта, полученная смешением свежего этилбензола и этилбензола-рецикла, с содержанием (концентрацией) стирола не выше 0,1% мас. подвергается дегидрированию на железооксидном катализаторе в присутствии водяного пара при массовом соотношении сырье: водяной пар, равном 1:2, температуре 600°С и объемной скорости подачи этилбензольной шихты 1 ч-1 по уравнению реакции:

Возможные пределы проведения процесса дегидрирования:

- температура,°С600-640- объемная скорость подачиэтилбензольной шихты, ч-10,5-1,0- давление (абс.) кПа45-80- массовое соотношение этилбензольнойшихты и водяного пара, не менее1:2

Под воздействием высоких температур по свободно-радикальному механизму происходит образование примеси фенилацетилена, которая отрицательно влияет на качество товарного стирола

Контактный газ (продукт дегидрирования), содержащий стирол, непрореагировавший этилбензол, побочные продукты, в т.ч. примесь фенилацетилена, и пары воды подвергают многоступенчатой ректификации для получения стирола-ректификата с концентрацией основного вещества (стирола) не менее 99,8% мас. и примеси фенилацетилена не более 0,01% мас.

Возвратный этилбензол-рецикл смешивается с исходным этилбензолом и полученная этилбензольная шихта, с содержанием стирола не выше 0,1%, вновь подается на блок дегидрирования.

Пример 1 (сравнительный, по прототипу). Этилбензольная шихта, полученная после смешения свежего и возвратного этилбензола, с содержанием стирола в смеси 0,15% мас. подвергалась дегидрированию на железоокисном катализаторе. Процесс осуществлялся при температуре 600°С, массовом соотношении сырье: водяной пар, равном 1:2 и объемной скорости подачи этилбензольной шихты 1 час-1. Конверсия этилбензола составила 67,9% при селективности превращения этилбензола в стирол 96,7%. Содержание фенилацетилена в товарном стироле 0,015% мас.

Пример 2. Этилбензольная шихта, полученная после смешения свежего и возвратного этилбензола, с содержанием стирола в смеси 0,1% мас. подвергалась дегидрированию на железоокисном катализаторе. Процесс осуществлялся при темпереатуре 600°С, массовом соотношении сырье: водяной пар, равном 1:2 и объемной скорости подачи этилбензольной шихты 1 час-1. Конверсия этилбензола составила 70,0% мас. при селективности превращения этилбензола в стирол 98,1%. Содержание фенилацетилена в товарном стироле 0,010% мас.

Данные остальных примеров приведены в таблице.

Таким образом, снижение концентрации стирола в этилбензольной шихте до уровня менее 0,1% мас. приводит к повышению конверсии этилбензола в стирол, улучшению селективности процесса и снижению содержания фенилацетилена в товарном стироле.

Таблица
Влияние содержания стирола в этилбензольной шихте на процесс дегидрирования и качество товарного стирола
ПримерыСодержание стирола в этилбензольной шихте, % мас.Конверсия этилбензола в стирол,
% мас.
Селективность превращения этилбензола в стирол, %Содержание фенилацетилена в товарном стироле, % мас.
1 (прототип)0,1567,996,70,01520,1070,098,10,01030,0875,498,80,00540,0478,299,20,0035 (сравнительный)0,1269,197,60,012

Похожие патенты RU2294914C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА 2005
  • Рогов Максим Николаевич
  • Рахимов Халил Халяфович
  • Ишмияров Марат Хафизович
  • Мячин Сергей Иванович
  • Прокопенко Алексей Владимирович
  • Мельников Геннадий Николаевич
  • Цаплин Юрий Матвеевич
  • Павлов Михаил Леонардович
  • Басимова Рашида Алмагиевна
  • Борисенко Юрий Иванович
RU2292327C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА 1997
  • Галиев Р.Г.
  • Мустафин Х.В.
  • Белокуров В.А.
  • Зуев В.П.
  • Смагин В.М.
  • Гатин И.Р.
RU2120933C1
Способ получения стирола 1981
  • Коваленко Владимир Васильевич
  • Котельников Георгий Романович
  • Коврайский Андрей Евгеньевич
  • Комаров Владимир Алексеевич
  • Осипов Герий Петрович
  • Павлычев Валентин Николаевич
  • Уткин Леонид Михайлович
  • Истомин Николай Николаевич
  • Зарембо Виктор Викторович
SU1018935A1
ИНТЕГРИРОВАННЫЙ ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ АЛКЕНИЛЗАМЕЩЕННОГО АРОМАТИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ 2001
  • Хампер Саймон Дж.
  • Кастор Уилльям М.
  • Пирс Ричард А.
RU2277081C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА 2006
RU2322432C1
Способ выделения стирола 1979
  • Смирнов Валентин Степанович
  • Тропп Виктор Григорьевич
  • Гайворонский Владимир Иванович
  • Рыбин Вячеслав Кранидович
  • Якин Владимир Романович
SU825476A1
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ НЕСКОНДЕНСИРОВАННЫХ ГАЗОВ ПРОИЗВОДСТВА СТИРОЛА 1991
  • Комаров В.А.
  • Зуев В.П.
  • Ворожейкин А.П.
  • Ефремова В.П.
  • Нефедов Е.С.
  • Ушаренко В.И.
  • Сапункова В.В.
  • Павлычев В.Н.
  • Филин С.А.
RU2024472C1
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ НЕСКОНДЕНСИРОВАННЫХ ГАЗОВ ПРОИЗВОДСТВА СТИРОЛА 2004
  • Рогов М.Н.
  • Рахимов Х.Х.
  • Ишмияров М.Х.
  • Мячин С.И.
  • Прокопенко А.В.
  • Елин О.Л.
  • Павлов М.Л.
  • Галяутдинов А.А.
  • Басимова Р.А.
  • Борисенко Ю.И.
RU2263099C1
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ НЕСКОНДЕНСИРОВАННЫХ ГАЗОВ ПРОИЗВОДСТВА СТИРОЛА 2004
  • Рогов М.Н.
  • Рахимов Х.Х.
  • Ишмияров М.Х.
  • Мячин С.И.
  • Прокопенко А.В.
  • Елин О.Л.
  • Павлов М.Л.
  • Галяутдинов А.А.
  • Басимова Р.А.
  • Мельников Г.Н.
RU2256641C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА 1999
  • Комаров В.А.
  • Котельников Г.Р.
  • Осипов Г.П.
  • Пыхтин В.А.
  • Черепанов В.И.
RU2166494C2

Реферат патента 2007 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА

Изобретение относится к нефтехимическим процессам, а именно получению стирола каталитическим дегидрированием этилбензола. Сущность изобретения: этилбензольную шихту, полученную смешением свежего этилбензола и этилбензола-рецикла с содержанием стирола не выше 0,1% мас., подвергают каталитическому дегидрированию в присутствии водяного пара при массовом соотношении сырье: водяной пар, равном 1:2, температуре 600°С. Объемная скорость подачи этилбензольной шихты составляет 0,5-1,0 ч-1, давление в реакторе поддерживается в пределах 45-80 кПа (абс.). Многоступенчатой ректификацией получают стирол-ректификат с концентрацией основного вещества (стирола) не менее 99,8% мас. и примесью фенилацетилена не более 0,01% мас. Возвратный этилбензол-рецикл смешивают исходным этилбензолом и полученную этилбензольную шихту с содержанием стирола не выше 0,1% вновь подают на блок дегидрирования. Технический результат - повышение конверсии этилбензола в стирол, улучшение селективности процесса и снижение содержания фенилацетилена в товарном стироле. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 294 914 C1

Способ получения стирола каталитическим дегидрированием этилбензола в присутствии водяного пара с последующим выделением бензолтолуольной фракции возвратной этилбензольной фракции и стирола-ректификата, отличающийся тем, что концентрация стирола в этилбензольной шихте, поступающей в реактор дегидрирования, поддерживается на уровне не выше 0,1 мас.%, объемная скорость подачи этилбензольной шихты составляет 0,5-1,0 ч-1, давление в реакторе поддерживается в пределах 45-80 кПа (абс.), а содержание фенилацетилена в стироле-ректификате не более 0,01 мас.%.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2294914C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА 1997
  • Галиев Р.Г.
  • Мустафин Х.В.
  • Белокуров В.А.
  • Зуев В.П.
  • Смагин В.М.
  • Гатин И.Р.
RU2120933C1
US 3326996 A, 20.06.1967
СПОСОБ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ЭТИЛБЕНЗОЛА ДО СТИРОЛА 2000
  • Ецци Родольфо
  • Санфилиппо Доменико
RU2214992C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА 2002
  • Меринова В.В.
  • Лиакумович А.Г.
  • Ахмедьянова Р.А.
RU2225857C1
СПОСОБ ДЕГИДРИРОВАНИЯ АЛКИЛ-АРОМАТИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ, СПОСОБ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ЭТИЛБЕНЗОЛА ИЛИ ЗАМЕЩЕННОГО ЭТИЛБЕНЗОЛА И РЕАКТОР ДЕГИДРИРОВАНИЯ АЛКИЛ-АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 2000
  • Кокко Рэймонд А.
  • Кастор Вилльям М.
RU2234491C2

RU 2 294 914 C1

Авторы

Рогов Максим Николаевич

Рахимов Халил Халяфович

Ишмияров Марат Хафизович

Мячин Сергей Иванович

Прокопенко Алексей Владимирович

Мельников Геннадий Николаевич

Цаплин Юрий Матвеевич

Павлов Михаил Леонардович

Басимова Рашида Алмагиевна

Борисенко Юрий Иванович

Даты

2007-03-10Публикация

2005-09-01Подача