Способ получения этилена Советский патент 1992 года по МПК C07C5/48 C07C11/04 

оксидных систем лучшими оказываются марганцевые системы.

Известен способ переработки этана окислительным дегидрированием на марганцевых катализаторах, модифицированных молибденом и калием,Конверсия этана при 550-600°С составляет 10% при селективности 35%.

Однако выхо д этилена низок и составляет 3.5%.

На натриймарганцёвом катализаторе, модифицированном фосфором при 700°С, конверсия этана составляет 97,4% при селективности 70,3%. Выход этилена составляет 68,74%.

Катализатор готовится добавлением гид- роксида аммония к нитрату марганца. Затем к полученной массе добавляют Na4P20.

Катализатор сушат при 120°С, затем прокаливают при 820°С в атмос$ёре возду- ха в течение 3 ч. , - -.

Недостатком1 способа являё-гс:я низкий выход этилен Т

Целью изобретения является повышение выхода этилена.

v. -4ча«В«, ,t3 afr v Поставленная цель достигается тем, что процесс окислительного дегидрирования этапа осуществляется в присутствии кислорода с использованием в качестве катализатора природного марганцевого силиката, модифицированного 14-17,5 мас.%, гидро- ксида натрия и активированного хлористым водородом, при температуре окислительного дегидрирования 680-720°С.

Для предлагаемого способа используют марганцевый силикат. Чиатурского месторождения Груз.ССР с содержание Мп02 в пределах- 26-28 мас.% (ТУ 14-9-318-86). Для приготовления катализатора был использован марганцевый силикат следующего состава, %: Мп02 27,15; SiOa 31,47; ВаО 1,14; А120з 3,04; Р 0.20; СаО 4,9; Fe 1.68; S 0.22; п.п.п. 14,5; остальное вода.

Катализатор готовят следующим образом.

Порошок марганцевого силиката тщательно перемешивают с раствором NaOH. Полученную массу сушат при 110°С в течение 10 ч. Катализатор прокаливают при 800°С в течение 5 ч. Диаметр ч астйц каталй- затора 2-4 мм. Процесс конверсии этана осуществляют в проточной системе с кварцевым реактором диаметром 7 мм.

В реакторе катализатор в течение 10 ч при 700°С обрабатывают этанов оздушной смесью, затем в течение 1,5-2,5 ч активируют хлорсодержащим газом (HCI), добавляя в исходную смесь 1-3% HCI.

П р и м е р 1. Процесс окислительной конверсии этана осуществляется ггр и тем

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

пературе 680°С, объемной скорости 7200 , соотношении этана к кислороду 2:1 на катализаторе марганцевом силикате, модифицированном 14 мас.% NaOH. Катализатор готовят следующим образом: 50 г марганцевого силиката перемешивают с щелочным раствором, содержащим 6,86 г NaOH (6,86 г NaOH в 100 мл воды). Суспензию перемешивают в течение 2 ч, затем сушат 10 ч при 110°С. После сушки катализатор прокаливают при 800°С в течение 5ч. v s , fl ч

Катализатор перед работой в течение 10 ч при температуре реакции активируют эта- новоздушной смесью, затем в течение 1 5-2,0 ч обрабатывают смесью СН4 + воздух +3% HCI.

Состав исходного газа, об.%: С2Н68

024

Н288

При этом получено:

Концентрация С2Н4%,5,32

СН40.38

СО 0.42

С02.1,44

Селективность по CzH4, %82,6

СН4 . ,3.0

6.5

С027.9

Кон версия С2Не,%94,5

Выход С2Н4,%78,0

П р и м е р 2. Процесс осуществляют по примеру 1 на катализаторе, модифицированном 17.5% NaOH при 700°С. Катализатор готовят следующим образом: 50 г силиката марганца перемешивают с щелочным раствором, содержащим 8,6 г NaOH.

Катализатор перед работой в течение 1,5-2,0 ч обрабатывают реакционной смесью, содержащей 3% HCI.

Состав исходного газа, об.%:

С2Н68

02 4

Н288 При этом получено:

Концентрация С2Н4%6,23

СН4 0,62

СО0,78

С021,60

Селективность по С2Н4.%80.5

СН45.9

СО6,0

С02 7.6

Конверсия С2Не,%96,8

Выход С2Н4,%77.9 ПримерЗ. Процесс проводят по примеру 1 на катализаторе, модифициро- ванном 17,5% мае. NaOH при 720°С.

Катализатор перед работой активируют в течение 1,5-2,0 ч хлорсодержащим промотором (1% HCI в реакционной смеси). Состав исходной смеси, об.%: С2Н68

024

Н288

При этом получено,: Концентрация С2Н4, %4,76

СН41,02

СО0,86

С021,36

Селективность по С2Н4, %74,6

СН48,0

СО6,7

С0210,7

Конверсия С2Нб,%100

Выход С2Н4,%74.6

Запредельные примеры по составу катализатора и температуре представлены в таблице.

При низкой концентрации гидроксида натрия (ниже 14%), конверсия этана уменьшается, а при высоком его содержании уменьшается селективность по СаНд. Оптимальной температурой является 680-720°С, так как при более низкой температуре, т.е. при 650°С снижается конверсия и выход С2Н4, а при температуре выше 720°С показатели

процесса также неудовлетворительны, так как снижается селективность и возрастает содержание оксидов углерода. Катализатор, не активированный хлором, малоактивен.

Таким образом, предложенный способ

по сравнению с прототипом позволяет увеличить выход С2Н4.

Формула изобретения Способ получения этилена путем окислительного дегидрирования этана при 680- 720°С в присутствии катализатора, содержащего марганец и соединение натрия, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода этилена, процесс проводят в присутствии кислорода и а качестве катализатора используют природный силикат марганца, модифицированный 14-17 мас.% гидроксида натрия и активированный хлористым водородом.

Сущность изобретения; этан контактируют при 680-720°С в присутствии кислорода с катализатором- природным силикатом марганца, модифицированным 14-17,5 Мае % гидроксида натрия и активированным хлористым водородом. Получают этилен с выходом 78% в расчете на исходный этап. 1 табл. ю С i, 1 являются кадмийцеолитные катализаторы, на которых конверсия этана при 550-575°С составляет 40-50% при селективности 55- 65%. Однако указанные цеолитные катализаторы нестабильны и после 12-15 ч работы дезактивируются. Повышение температуры выше 550°С с целью увеличения выхода этилена приводит к разрушению катализатора. Более стабильными по активности и селективности являются оксидные системы, содержащие переходные металлы. Из vi 2 О

Условие проведения процес