;о со
со
эо
,2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество рециркулируемого 2-нитропропана составляет 13-120% от количества полученных нитропродуктов причем
рецикл осуществляют по отношению к общей массе полученных нитропарафинов, последовательно чередуя с получением нитропарафи нов.
1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРОПАРАФИНОВ путем нитрования пропана или этан-пропановой смеси двуокисью азота в газообразной фазе под давлением 10-60 бар в присутствии кис или инертного газа лородсодержащего при 275-460 0, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения содержания в целевом продукте нитрометана, процесс ведут в присутствии 2-нитропропана, рециркулир емого после разделения реакционных пото,ков.
Изобретение относится к технологии получения нитропарафинов нитрованием в газовой фазе под давлением.
Цель изобретения - увеличение содержания нитрометана в смеси нитропарафинов, полученных в результате нитрования пропана или этан-пропановой смеси.
Примеры, иллюстрирующие изобретение.
Пример 1. Влияние температур реакции.
Проводят нитрование пропана при 300 - , давлении 10 бар, времен контакта с нитрукицим агентом (нитродиоксидом) 7с.
Результаты опытов представлены в табл. 1 (весовые соотношения на входе в реактор между нитрующим агентом и пропаном, воздухом и пропаном, состав жидкой фазы tf L , вьфаженный в массовых процентах и весовые расходы пропана и нитродиоксида, отнесены к килограмму общего количества произ веденных нитропарафинов НИф).
. Как видно из данных табл. 1, увеличение температуры приводит к увеличению количества нитрометана в конденсированном отходящем потоке и, соответственно, к незначительному увеличению нитроэтана и 1-нитропропана и быстрому и значительному сниг жЁнию количества 2-нитропропана.
На фиг. 1 показана зависимость образования нитропарафинов от тем- пературы реакции: 2-нитропропан (2-НП) соответствует кривой 1; нитрометан (НМ) - кривой 2; 1-нитролропан (1-НП) - кривой 3; нитроэтан (НЭ) - кривой 4.
I ;
На фиг, 2 на оси ординат нанесен расход массы М (%) пропана и нитродиоксида, по оси абсцисс отложена температура Т (°С). Кривая 1 соответствует пропану,кривая 2 - нитродиоксиду.
Пример 2. Рециклизация 2-нитропарафина. Осуществляют серию опытов по нитрованию пропана при , давлении 10 бар, времени контакта 7 с и отношении нитродиоксид/ /пропан на входе 0,21 и воздух/пропан 0,24 соответственно (нулевой опыт - сравнительный). ;
Результаты опытов представлены в табл.-2.
Фиг. 3 иллюстрирует влияние рециклизации 2-нитропропана на состав полученных нитропарафинов.
Отношение массы в граммах рециклизованного 2-нитропропана к числу молей Введенного пропана нанесено на ось абсцисс - 2НП, г/мол 0 CjHg, Масса каждого нитропарафина (М,%) нанесена на ось ординат. Кривые 1 - 4 соответствуют получению нитрометана, 2-нитропропана, 1-нитропропана, нитрозтана соответст5|венно. Кривая 5, которая показывает увеличение общего количества нитро.парафинов в зависимости от количества рециклизованного 2-нитропропана, имеет максимум. В этой точке для одного и того же количества введенного пропана получают максимальную производительность по совокупности нитропарафинов и, следовательно, минимальный размер установки.
Фиг. 4 относится к удельным расходам (кг/кг произведенных нитропара финов) в рамках реакции нитрования пропана, проводимой при З40с, для отношения пропан/нитродиоксид 5 мо лей и воздух/нитродиоксид 1,8.
Удельньй расход, пропана и нитродиоксида отложен на оси ординат, а отношение масса рециклизованного 2-нитропропана/моли введенного пропана (2-НП, т/мол ) - на оси
Э
абсцисс. Кривая 1 соответствует пропану, а кривая .2 - нитродиоксвду.
Кривые на фиг. 4 показывают, что расход нитродиоксида и пропана умень шается при рециклизации 2-нитропропа на, причем расход тем меньше, чем больше количество 2-нитропропана.
Примерз. Нитрование смесей этана с пропаном.
Проводят серию опытов по нитрованию пропана в .присутствии этана при 320 - 340С, давлении 10 бар, времени контакта 5,5 с, и отношение N0-/углеводороды на входе в реактор обозначено СН, С (нулевой опыт - сравнительньй).
Результаты испытаний представлены в табл. 3.
На фиг. 5 показано изменение массы различных полученных нитропара-. финов и изменение общей массы в зависимости от соотношения этан/пропан в нитруемой смеси. Масса в граммах для каждого нитропарафина отложена на оси ординат (НПф), а общая масса полученных нитропарафинов в граммах отложена на оси абсцисс. Кривые 1 - А соответствуют 2-нитропропану, нитрометану, 1-нитропропану и нитроэтану соответственно. Кривая 5 соответствует изменению общей массы продукта в граммах.
На фиг. 6 представлено изменение удельного расхода (кг на кг полученных нитропарафинов) в зависимости от отношения этан/пропан на входе в реактор. Удельные расходы (кг/кг) нанесены на оси ординат, а количество введенного этана (%) - на оси абсцисс.
Кривые 1-4 соответствуют удельному расходу пропана, этана, смеси этан - пропан и нитродиоксида.
Из табл. 3 и фиг. 5 и 6 следует, что количеством этана, вводимого в нитруемую смесь, можно регулировать состав нитропарафиновых продуктов.
Влияние количества рециркулируемого 2-нитропропана на соотношение получаемых нитропарафинов и потр4б- ление нитродиоксида, пропана и эта, на показано в табл. 4.
На фиг. 7 показан спектр получаемых нитропарафинов.
Содержание каждого нитропарафина указано на оси ординат, а температура - на оси абсцисс.
На фиг. 8 показано удельное потребление реагентов (кг на кг всех получаемых нитропарафинов) согласно реакциям, осуществляемым при тем15 .пературе, указанной в табл. 4. Расход реагентов показан на оси ординат, а температура - на оси абсцис.
В табл. 5 показано влияние условий реакции (в частности температу2Q ры) на поведение рециклируемых нитропарафинов.
Влияние давления на время реакции показано в табл. 6.
Повьшгение давления при постоянстве других параметров реакции приводит к увеличению конкурирующих реакций окисления, при которых удельное потребление более значительУ1ое.
Для создания благоприятных условий нитрования проводят снижение
30 температуры, уменьшают время контакта и значение отношения воздух/пропан: в этих условиях реакция заметнр улучшается с точки зрения потребления, однако при этом соотношение нитро35 парафинов ухудшается с точки зрения содержания нитрометана.
Таким образом, подтверждены примерами значения температуры 275, 290, 305, 320, 330, 340, 360, АОО, и значения давления 10, 20, 30, 40 и 60 бар.
Количество рециркулируемого 2-нитропропана составляет 13, 47, 86 и 120% от полученного.
Таблица 1
340340
77
1010
0,210,2i оде
0,2380,238 е
О0,070
Продолжение табл.1.
340340 7 7
1010 0,21 0,21 0,240 0,240 0,056 0,058
2-Нитропропан 1 - Нитропропан
С,
Показатели
340 5,5
340 5,5 10 10
0,21 0,20 0,238 0,053 01
0,17 0,32
1,95 0,49 1,27 0,9
29
8
32,2
35 16,8
8
17
16 1,42
0,82
1,83
1,42 1,070 К 28 0,80 0,70
Таблица 3
340340320340320
5,5 5,55,55,5 5,5
1010101010
0,20 0,200,200,20 0,20
0,048 0,0500,0500,050 0,050
1j02 4
31,534,027,031,726,5
17,723,525,435,537,3
3932,537,224,528,5
12,810,010,38,3 7,6 0,68 0,600,450, 0,85 0,59 0,450,390,11 0,36 1,27 1,051,840,43 1,21
1,18 1,41 0,89 1,37 1,12 iizzirrnziLiz:
Таблица 4
11
2-НП/С,мол/ /100 г-ат полученных НПф
НМ на 100 г/атом
введенного
углеводорода
НЭ
2-НП
1-НП
Расходы, кг/кг полученных нитропарафинов;
С,Н8 СгНб NO /CjHj, (вес) на входе в реактор 0.21 0,23 Воздух /CgHg (вес) на входе в реактор 0,238 0,217 Состав смеси полученных .%: 34,5 37,2
119919812
Продолжение табл.5
0,20
0,24
0,21
1,А7
1,24 1,08 0,61
Таблица 6 0,23 0,25 0,27 0,25 0,22 0,153 0,142 0,125 38,4 27,4 25,3 19,8
13 Расходы кг/кг NOj 3,95 полученных НПф Органическая фаза/ /водная фаза (по массе) 1,07
. НП9,г
ЮО
280
14
I 199198 Продолжение табл.6.
ВГ
JW
Фиг.1 3,20 3,92 1,74 1,42 1,07 0,64 0,35 1,22 1,32 1,4
4k
.fl
V
wЯОUf
t4t.t
Д%1 wю
Ы me.r/imC
t4
t
V4
t
w
,J«
t.t
wl
«5
у
bv
wV (M
i;4« гм1:г ггм ;
i
W
ТГ .7
5
/
/
Z
#)
/;
/
У
.
{Ю
tfffO Фиг. в
500 Т,
