Способ конверсии этана Советский патент 1993 года по МПК C07C5/333 C01B3/38 

Изобретение относится к способу переработки низкомолекулярных парафиновых углеводородов, конкретно к углекислотной конверсии этана в синтез-газ и этилен.

Известен способ конверсии углеводородов путем окислительного дегидрирования этана в присутствии кислорода воздуха на катализаторе Моо,,2бМЬо,07Сао,020 при 400°С. Конверсия этана составляет 71%.

Недостатком способа является низкая селективность по С2Н4 (71 %).

Известен также способ конверсии этана . в присутствии диоксида углерода на катализаторе, содержащем 28,83%Fe, 65,3% РеаОз, 0,40% , 0,01 % СиО, 0,80% 5Ю2,4,1 MgO, 0,40% СаО, при 850°С и соотношении С02:СН4 1,77. Конверсия этана и С02 составляет 82 и 45% соответственно.

Недостаткрм способа является сравнительно невысокая селективность процесса - 65%.

Наиболее близким к предлагаемому способу конверсии низкомолекулярных углеводородов в синтез-газ и этилен в присутствии углекислого газа является способ конверсии этана, который осуществляют при температуре 850°С и соотношения С02:С2Нб 1,3-1,5 на катализаторе, представляющем собой марганцевый силикат, содержащий 26-28% оксида марганца, про- мотированкый 15-20% оксида железа, взятого от веса силиката. Селективность по этилену составляет 65,4-70,1 %.

Недостатком способа является сравнительно невысокая селективность по этилену.

Данный способ принят в качестве прототипа.

4 00 О

О

-s

ел

Цель изобретения - повышение селективности по этилену.

Цель достигается тем, что на марганцевый силикат с содержанием 26-28 мас.% оксида марганца наносят 5,8-9,5% оксида хрома и промотируют 1,8-2,4% оксида калия, взятых от массы силиката, а процесс ведут при температуре 810-850°С и соотношении этан:диоксид углерода, равном 1:1,2-1,3, с равномерной подачей углеводо- рода по длине реактора.

Сущность изобретения заключается в том, что марганцевый силикат Чиатурского месторождения ГССР состава, %: Мп0226- 28, SI02 44-47, СаО 6,9, 8,9, РеаОз 2-3- MgO, MnO, PaOs, 50з, НзО-связанная остальное пропитывают растворами Cr(NOs)3 и КОН в расчете на содержание 5,8-9,5% оксида хрома и 1,8-2,4% оксида калия на марганцевом силикате. Пропитанный сили- кат сушат при 110°С в течение 10 ч. После сушки катализатор формуют и прокаливают при 1050°С в течение 5 ч, 8 качестве катализатора используют частицы диаметром 2-4 мм. На полученном катализаторе ведут кон- версию этана при 810-850°С и соотношении С2Н6:С02 1:(1,2-1,3).

Процесс углекислотной конверсии этана в этилен и синтез-газ осуществляют в проточной системе.

Подача этана осуществляется равномерно по длине реактора.

Пример 1. Осуществляют по описанной методике при температуре 830°С, времени контакта 2 с, общем соотношении С2Н6:С02 1:1,2.

Катализатор содержит 5,8 % оксида хрома и 1,8% оксида калия на марганцевом силикате, содержащем 26-28% МпОа.

Катализатор готовят следующим обра- зом: 50 г порошка марганцевого силиката, содержащего 26-28% Мп02, пропитывают раствором, содержащим 8J г Сг(МОз)з и 1,7 ГКОН, затем сушат при 110°С в течение 10 ч. После сушки катализатор формуют и при- каливают при 1050°С в течение 5 ч. В реакцию подано, л/ч: С024,7 СаНе 3,9 Состав полученного газа на выходе, л/ч: СаН4 1,92 СО 3,28 Н2 1,02 С2Н6 1,64 С02 1,97 Конверсия С2Не 58 Селективность по С2Н,% 85 Конверсия С02, % 58

Пример 2.

Процесс осуществляют по примеру 1 на катализаторе, содержащем 8,0% оксида хрома. 2.4% оксида калия на марганцевом силикате, содержащем 26-28% МпОа.

Катализатор готовят следующим образом. 50 г порошка марганцевого силиката, содержащего 26-28% Мп02, пропитывают раствором, содержащим 12 г Сг(МОз)з и 1,43 г КОН.

В реакцию подано, л/ч: С024.7 С2Н6 3,9 Состав полученного газа на выходе, л/ч: С2Н4 1,92 СО 3,60 Н2 1,26 С2Не 1,56 С02 1,93 Конверсия С2Не, % 60 Конверсия С02, % 59 Селективность по С2Н4, % 86 Остальные примеры осуществляют как примеры 1 и 2.

Данные по примерам приведены в таблице. Примеры 1-6 являются основными. Пример 6 осуществлен без равномерной подачи реагентов по длине реактора.

В таблице также приведены примеры для сравнения: примеры 7, 8 на запредельное содержание оксидов хрома и калия в катализаторе, пример 9 с равномерной подачей СО по длине реактора.

Таким образом, использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет повысить селективность процесса превращения этана в этилен на 15-20%.

Формула изобретения

1. Способ конверсии этана в этилен в присутствии диоксида углерода путем пропускания сырьевой смеси при повышенной температуре через реактор, заполненный катализатором - марганцевым силикатом с содержанием оксида марганца (IV) 26-28 мас.%, отличающийся тем, что, с целью увеличения селективности процесса, используют катализатор, дополнительно содержащий оксид хрома в количестве 5,8-5,9 мас.% и оксид калия в количестве 1,8-2,4 мас.% в расчете на силикат, и процесс проводят при температуре 810-850°С и объемном соотношении в сырьевой смеси этан:диоксид углерода, равном 1:1,2-1,3.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что этан подают равномерно по длине реактора.

Примеры для сравнения

Сущность изобретения: этан конвертируют в присутствии диоксида углерода в этилене с одновременным образованием водорода и оксида углерода. Процесс осуществляют при 810-850°С на марганцевом силикате, содержащем 25-28 мас.% оксида марганца (IV), промотированном оксидами хрома и калия в количестве соответственно 5,8-9,5 мас.% и 1,8-2,4 мас.% в расчете на силикат. В сырье поддерживают объемное соотношение этан:диоксид углерода 1:(1,2- 1,3). В предпочтительном варианте этан подают равномерно по длине реактора. Селективность процесса по этилену достигает 86%. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.