Способ получения диеновых углеводородов или стиролов Советский патент 1961 года по МПК C07C11/12 C07C5/333 C07C15/46 

Известны способы получения дивинила из бутилена, изопрена из изоамиленов, стиролоз из алкилбензолов и другие дегидрированием соответствующих олефинов и алкнлбензолов в ярисутствии катализаторов и водяного пара.

Дивинил, изопрен, стирол и другие подобные соединения служат сырьем при синтезе ка -чука, пластических масс и ряда других продуктов, выпускаемых в массовом количестве. Поэтому увеличение выходов этих продуктов и производительности аппаратура представляет большой технико-экономический, интерес.

В настоящее время процесс дегидрирования проводят в простом адиабатическом реакторе (одноступенчатое дегидрирование). Смесь перегретого водяного пара и исходного углеводорода в нужном соотношении и с требуемой температурой подают на дегидрирующий катализатор. При 11рохождении катализатора, вследствие высокого эндотермического эффекта реакции, тe гпepaтypa реакционной смеси здает ни 30-50°. Это понижение температуры является причиной более низких выходов диенов и стиро.юв по сравнению с дегидр;1рованием ;; изотерЛ1ических ус.повиях.

Так, например, на катализаторе К-16 ц простом одноступенчатом адиабатическом реакторе б тилены .дегидрируются в дивинил с выходом 17% (весовых) на п)опущенные бутилепы; при этом те.мпература паробутиленовой смеси перед слоем катализатора 580°, а после слоя- 540°. В то же время в лабораторных условиях, где реакцию проводят изотермически за счет подвода тепла через стенку лабораторного реактора, на том же катализаторе, п|)и том же разбавлении и той же объ-емной скорости, темпера- -ура по всему слою катализатора 580°. а выход дивинила на пропущенные б тилены составляет 26-28%.

Аналогично при дегидрировании изоамилена з изопрен в адиабатическом реакторе юлько 24% n;;cxi HieH;ifiro ;;зоамилен; расходуется

на образование изопрена, а и лабораторном изотермическсл реакторе выход изопрена составил 35-38% от пропущенного изоамилена.

Чрезвычайно большое влияние температуры реакции на величину конверсии исходных углеводородов видно из данных, определяюндих термодинамическое равновесие описанных реакций. Например, для ре акции дегидрирования -бутиленов в дивинил равновесная конверсия составляет при температуре 580 - 67% мол, а при температуре 540° всего 45% мол.

На основании проведенных экспериментальных работ, найден новый способ получения диеновых углеводородов или стиролов посредством каталитического дегидрирования олефинов пли алкилбензолов с. разбавлением водяным паром, заключаю1цийся в том, что, с целью увеличения выхода конечного продукта и интенсификации процесса, реакцию проводят последовательно в двух или более слоях катал затора с вводом перегретого пара между слоями.

Дегидрирование по описанному способу проводят последовательно ; двух нли более слоях катализатора. При этом температура реакционной смеси после прохождения каждого слоя катализатора падает, а повышается до начгильной за счет ввода некоторого количества водяного пара, перегретого до необхо.чимой температуры. Таким образом, дегидрирование про.-.одят при разбавлении сырья водяным паром, увеличивающимся от ступени к ступени. Отличие многоступенчатой схемы от одноступенчатой заключается в том, что дегидрирование в первом слое катализатора (1-я ступень дегидрирования) проводят с меньшим разбавлением сырья перегретым водяным паром, чем при одноступенчато.м дегидрировании. Остальное количество перегретого пара вводят частямч перед вторым, третьим и т. д. слоями катализатора.

Таким образом, процесс в ступенчатом аппарате при достаточном числе ступеней может быть значительно приближен к изотермическому процессу, так как небольп.1ие перепады температур на каждой ступени находятся в тех пределах, при которых процесс дегидрирования протекает достаточно интенсивно и с высокими показателями.

Следует отметить, что введение тепла между ступеня.ми может быть осуществлено лрн помоши нагревательных элементов, помещенных в пространстве между отдельными слоями катализатора. .

Пример 1. Испытание ступенчатой схемы при дегидрировании оутиленов.

Для проверки применена простейн1ая двухступенчатая схема. Соаинение условий реакции дегидрирования бутиленов и полученных результатов по одностуленчатой (действующей) и двухступенчатой схема м на полупромышленной, установке приведены в таблице 1.

Таблица 1

Проведение дегидрирования бутиленов по ступенчатой схеме дает возможность увеличить выход целевого продукта--дивинила. Повьпиение расхода тепла, связанное с большим перегревом водяного пара при подаче его на отдельные ступени, компенсируется увеличением эффективности процесса дегидрирования.

Пример 2. AfIaлoгичнo примеру 1 при дегидрировании изоамилена в горизонтальном четырехступенчатом реакторе и по действующей схеме при всех прочих равных условиях получены следующие результаты:

Таблица 2