Способ получения гидропероксида этилбензола Российский патент 2017 года по МПК C07C409/08 C07C407/00 

Описание патента на изобретение RU2633362C2

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к получению гидропероксида этилбензола (ГПЭБ) в процессе совместного получения стирола и оксида пропилена гидропероксидным методом. Более конкретно, оно относится к первой стадии этого процесса, на которой вырабатывают ГПЭБ жидкофазным окислением этилбензола молекулярным кислородом воздуха.

Известно, что гидропероксиды алкилароматических углеводородов получают окислением соответствующего углеводорода при повышенной температуре в присутствии, в большинстве случаев, щелочных добавок и инициатора окисления с последующим выделением целевого продукта известными приемами, см. Эмануэль Н.М., Гал Д.Р. Окисление этилбензола. М.: Наука, 1984. С. 186.

Недостатком является невысокая скорость окисления этилбензола и селективность образования гидропероксида.

Известен способ получения гидропероксида этилбензола жидкофазным каталитическим окислением этилбензола кислородсодержащим газом при повышенной температуре, в котором в качестве катализатора используют смесь соединений металлов постоянной валентности 1а и/или 2а групп 3-го и/или 4-го периодов и переменной валентности 7в и/или 8в групп 4-го периода Периодической системы Менделеева, взятых в суммарном количестве в расчете на металл 0,0001-0,0030 мас. % при суммарном весовом соотношении металлов постоянной валентности к металлам переменной валентности, равном 300-1:1-100.

Преимущественное выполнение способа, когда используют катализатор, предварительно обработанный при температуре 0-150°С кислород- и/или азотсодержащим органическим соединением, и/или перекисным соединением, и/или кислородом, и/или озоном;

когда в качестве кислородсодержащих органических соединений используют органическую гидроперекись, кетон, спирт, карбоновую кислоту или их смесь, а в качестве азотсодержащего органического соединения используют основание Манниха, оксихинолин-, алкил-, диалкилгидроксиламин или их смеси;

когда окисление проводят в каскаде из 3-5 реакторов при температуре 110-160°С;

когда катализатор вводят в реактор с возвратным этилбензолом, см. RU Патент №2128647, МПК6 С07С 407/00, С07С 409/08, 1999.

Недостатком способа получения гидропероксида этилбензола является невозможность получения высоких концентраций гидропероксида в процессе окисления ввиду снижения селективности ее образования при содержании гидропероксида в оксидате 10 мас. %. Это вынуждает при реализации процесса в промышленность осуществлять окисление до содержания ГПЭБ в оксидате 10 мас. %, а дальнейшее увеличение ее содержания в реакционной массе добиваться концентрированием последней методом ректификации до содержания гидропероксида 25-27 мас. %, см. П.А. Кирпичников, В.В. Береснев, Л.М. Попова. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., переработ. – Л.: Химия, 1986 - 224 с.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения гидропероксида этилбензола жидкофазным каталитическим окислением этилбензола кислородом воздуха при повышенной температуре в присутствии катализатора и инициирующей добавки, в котором в качестве катализатора и инициирующей добавки используют сконденсировавшуюся часть потока отработанного воздуха со стадии окисления этилбензола, обработанную гидроокисью натрия, и/или поток, образующийся при отмывке и/или нейтрализации продуктов реакции от кислых примесей.

Полученный гидропероксид этилбензола отделяют от избыточного неокисленного этилбензола вакуумной ректификацией.

Преимущественное выполнение, когда добавку берут в количестве 0,00003-0,03 мас. % в расчете на натрий от реакционной массы, см. RU Патент № 2117005, МПК6 С07С 409/08, С07С 407/00, 1998.

Известный способ не позволяет получить гидропероксид в оксидате с концентрацией выше 37 мас. %.

Задачей изобретения является получение гидропероксида этилбензола в оксидате до 45 мас. % при селективности его образования более 90 мол. %.

Техническая задача решается тем, что в способе получения гидропероксида этилбензола жидкофазным каталитическим окислением этилбензола кислородом воздуха при повышенной температуре в присутствии катализатора и инициирующей добавки, с последующим отделением избыточного неокисленного этилбензола вакуумной ректификацией, в котором в качестве катализатора и инициирующей добавки используют сконденсировавшуюся часть потока отработанного воздуха со стадии окисления этилбензола, обработанную гидроокисью аммония, или поток, образующийся при отмывке и/или нейтрализации продуктов реакции от кислых примесей гидроокисью аммония до рН 4-8, а вакуумную ректификацию осуществляют при условии подачи в куб колонны воздуха, разбавленного азотом до содержания 8-12 об. % кислорода, а в укрепляющую часть ректификационной колонны - острого водяного пара.

Решение технической задачи позволяет получить гидропероксид этилбензола в оксидате до 45 мас. % при селективности его образования более 90 мол. %.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1

Способ получения гидропероксида этилбензола (ГПЭБ) осуществляют жидкофазным каталитическим окислением этилбензола кислородом воздуха при повышенной температуре в присутствии катализатора и инициирующей добавки, с последующим отделением избыточного неокисленного этилбензола вакуумной ректификацией.

Окисление этилбензола кислородом воздуха осуществляют на лабораторной непрерывно действующей стендовой установке, выполненной из металла при температуре 155°С, давлении 0,45 мПа, объемной скорости подачи воздуха 150 ч-1 в течение 1 ч в присутствии катализатора и инициирующей добавки. Катализатор-инициирующую добавку получают следующим образом: отработанный воздух после реактора окисления этилбензола пропускают последовательно через холодильники конденсаторы, охлаждаемые воздухом, водой и аммиаком. Полученный конденсат собирают, обрабатывают аммиаком до рН, равного 8, и направляют в качестве катализатора и инициирующей добавки в реактор окисления этилбензола в количестве 0,00005 мас. % в расчете на подаваемый на окисление этилбензол.

По окончании первой стадии процесса окисления содержание ГПЭБ в оксидате составляет 14,9 мас. % при селективности его образования 91,5 мол. %

На второй стадии процесса отделение избыточного неокисленного этилбензола из оксидата осуществляют вакуумной ректификацией при температуре и давлении в кубе 75°С и 9,5 кПа, соответственно, и при подаче в куб ректификационной колонны, оборудованной 8 ситчатыми тарелками, кислородсодержащего газа в виде воздуха, разбавленного азотом до содержания 12 об. % кислорода при объемной скорости подачи 1,5 ч-1, а в укрепляющую часть ректификационной колонны - острого водяного пара с температурой 90°С при объемной скорости подачи 0,5 ч-1.

После отделения вакуумной ректификацией из оксидата избыточного неокисленного этилбензола получают реакционную массу окисления, содержащую 45,1 мас. %. ГПЭБ при селективности его образования 93,6 мол. %.

Пример 2

Способ получения ГПЭБ осуществляют жидкофазным каталитическим окислением этилбензола кислородом воздуха при повышенной температуре в присутствии катализатора и инициирующей добавки, с последующим отделением избыточного неокисленного этилбензола вакуумной ректификацией.

Окисление этилбензола кислородом воздуха осуществляют на лабораторной непрерывно действующей стендовой установке, выполненной из металла при температуре 155°С, давлении 0,45 мПа, объемной скорости подачи воздуха 200 ч-1 в течение 1 ч в присутствии катализатора и инициирующей добавки. В качестве катализатор-инициирующей добавки используют поток, образующийся при отмывке и нейтрализации продуктов реакции от кислых примесей гидроокисью аммония до рН, равного 8, в количестве 0,00005 мас. % в расчете на подаваемый на окисление этилбензол. По окончании первой стадии процесса окисления содержание ГПЭБ в оксидате составляет 15,4 мас. % при селективности его образования 91,9 мол. %.

На второй стадии процесса отделение избыточного неокисленного этилбензола из оксидата осуществляют вакуумной ректификацией при температуре и давлении в кубе 75°С и 9,5 кПа, соответственно, и при подаче в куб ректификационной колонны, оборудованной 12 ситчатыми тарелками, кислородсодержащего газа в виде воздуха, разбавленного азотом до содержания 8 об. % кислорода при объемной скорости подачи 2 ч-1, а в укрепляющую часть ректификационной колонны - острого водяного пара с температурой 90°С при объемной скорости подачи 0,8 ч-1.

После отделения вакуумной ректификацией из оксидата избыточного неокисленного этилбензола получают реакционную массу окисления, содержащую 45,1 мас. % ГПЭБ при селективности его образования 93,6 мол. %.

Как видно из примеров конкретного выполнения, заявленный способ получения гидропероксида позволяет увеличить содержание гидропероксида этилбензола в оксидате до 45 мас. % при повышении селективности его образования более 90 мол. %. Высокая селективность получения гидропероксида позволяет снизить количество отходов, на переработку или утилизацию которых требуются дополнительные энерго- и ресурсозатраты.

Похожие патенты RU2633362C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОПЕРЕКИСИ ЭТИЛБЕНЗОЛА 1997
  • Серебряков Б.Р.
  • Путехов А.А.
  • Галиев Р.Г.
  • Белокуров В.А.
  • Васильев И.М.
RU2117005C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОПЕРОКСИДА ЭТИЛБЕНЗОЛА 1996
  • Зайцев Н.М.
  • Петухов А.А.
  • Комаров В.А.
  • Сахапов Г.З.
  • Васильев И.М.
  • Белокуров В.А.
  • Нургалиев Н.С.
  • Руссак А.В.
RU2114104C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОПЕРОКСИДА ЭТИЛБЕНЗОЛА 1998
  • Галимзянов Р.М.
  • Белокуров В.А.
  • Петухов А.А.
  • Галиев Р.Г.
  • Серебряков Б.Р.
  • Зуев В.П.
  • Мустафин Х.В.
  • Лемаев Н.В.
  • Нургалиев Н.С.
  • Васильев И.М.
RU2128647C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТ ЛЕГКОКИПЯЩЕЙ ФРАКЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ ВОЗВРАТНОГО ЭТИЛБЕНЗОЛА ПРОИЗВОДСТВА ОКСИДА ПРОПИЛЕНА СО СТИРОЛОМ 1998
  • Петухов А.А.
  • Марушак Г.М.
  • Васильев И.М.
  • Галимзянов Р.М.
  • Нургалиев Н.С.
  • Борисов М.И.
RU2140896C1
СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПРЕНА И ИЗОБУТЕНА ИЛИ АЛКЕНИЛБЕНЗОЛА 1998
  • Павлов С.Ю.
  • Суровцев А.А.
  • Карпов О.П.
  • Чуркин В.Н.
  • Горшков В.А.
  • Павлов О.С.
  • Суровцева Э.А.
  • Чуркин М.В.
RU2170225C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОПЕРОКСИДА ЦИКЛОГЕКСИЛА 2020
  • Герасименко Александр Викторович
  • Ардамаков Сергей Витальевич
  • Канаев Сергей Александрович
RU2747484C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНОНА 2021
  • Ардамаков Сергей Витальевич
  • Герасименко Александр Викторович
RU2760548C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА 2017
  • Зубрицкая Наталья Георгиевна
  • Козлова Ольга Викторовна
  • Морошкина Ирина Юрьевна
RU2648887C1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОПЕРОКСИДА ЭТИЛБЕНЗОЛА ЖИДКОФАЗНЫМ ОКИСЛЕНИЕМ ЭТИЛБЕНЗОЛА КИСЛОРОДОМ ВОЗДУХА 1990
  • Галкин В.И.
  • Габбасов Р.К.
  • Нургалиев Н.С.
  • Белокуров В.А.
  • Васильев И.М.
RU2046125C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-ЭТИЛГЕКСАНОВОЙ КИСЛОТЫ 2004
  • Хворов А.П.
  • Сабылин И.И.
RU2256646C1

Реферат патента 2017 года Способ получения гидропероксида этилбензола

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к получению гидропероксида этилбензола (ГПЭБ) в процессе совместного получения стирола и оксида пропилена гидропероксидным методом. Более конкретно, оно относится к первой стадии этого процесса, на которой вырабатывают ГПЭБ жидкофазным окислением этилбензола молекулярным кислородом воздуха. В соответствии с изобретением получение гидропероксида этилбензола осуществляют жидкофазным каталитическим окислением этилбензола кислородом воздуха при повышенной температуре в присутствии катализатора и инициирующей добавки. В качестве катализатора и инициирующей добавки используют сконденсировавшуюся часть потока отработанного воздуха со стадии окисления этилбензола, обработанную гидроокисью аммония, или поток, образующийся при отмывке и нейтрализации продуктов реакции от кислых примесей гидроокисью аммония до рН 4-8. Избыточный неокисленный этилбензол отделяют вакуумной ректификацией при условии подачи в куб колонны воздуха, разбавленного азотом до содержания 8-12 об.% кислорода, а в укрепляющую часть ректификационной колонны - острого водяного пара. Технический эффект: содержание гидропероксида этилбензола в оксидате до 45 мас.% при селективности его образования более 90 мол.%. 2 пр.

Формула изобретения RU 2 633 362 C2

Способ получения гидропероксида этилбензола жидкофазным каталитическим окислением этилбензола кислородом воздуха при повышенной температуре в присутствии катализатора и инициирующей добавки, с последующим отделением избыточного неокисленного этилбензола вакуумной ректификацией, отличающийся тем, что в качестве катализатора и инициирующей добавки используют сконденсировавшуюся часть потока отработанного воздуха со стадии окисления этилбензола, обработанную гидроокисью аммония, или поток, образующийся при отмывке и/или нейтрализации продуктов реакции от кислых примесей гидроокисью аммония до рН 4-8, а вакуумную ректификацию осуществляют при условии подачи в куб колонны воздуха, разбавленного азотом до содержания 8-12 об. % кислорода, а в укрепляющую часть ректификационной колонны - острого водяного пара.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2633362C2

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОПЕРЕКИСИ ЭТИЛБЕНЗОЛА 1997
  • Серебряков Б.Р.
  • Путехов А.А.
  • Галиев Р.Г.
  • Белокуров В.А.
  • Васильев И.М.
RU2117005C1
ШАЙХУТДИНОВ Р.З
"Энергосберегающая технология подготовки исходных реагентов для синтеза молибденсодержащего катализатора эпоксидирования олефинов", Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Казань, 2011, стр.15-18, рис 13
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОПЕРОКСИДА ЭТИЛБЕНЗОЛА 1996
  • Зайцев Н.М.
  • Петухов А.А.
  • Комаров В.А.
  • Сахапов Г.З.
  • Васильев И.М.
  • Белокуров В.А.
  • Нургалиев Н.С.
  • Руссак А.В.
RU2114104C1
US 4066706 A, 03.01.1978.

RU 2 633 362 C2

Авторы

Петухов Александр Александрович

Шайхутдинов Радик Закирович

Харлампиди Харлампий Эвклидович

Даты

2017-10-12Публикация

2016-01-12Подача