Способ совместного получения стирола,этилбензола и бензола Советский патент 1978 года по МПК C07C15/46 C07C2/84 C07C15/02 

окислов железа или титана при температуре 600- 1000 С.

Желательно процесс проводить в присутствии инертного разбавителя.

Можно процесс проводить в реакторе, изготовленном из титана, или в стально1М реакторе, футерованном титаном, или в кварцевом реакторе с нанесенными на внутреннюю поверхность окислами Fe или Ti.

Реакцию обычно проводят npi атмосферном или иовышенном давлении, при темиературс 650-бОО С и объемной скорости 3000-20000 ч. Содержание кисло|юда в исходной смеси составляет 5- 20 об. %. В качестве парафиновых углеводородов могут быть использованы метан, этан, пропан, бутан или их смеси, а также ьриродиый газ. Молярное соотиошенис толуола и иарафиновых углеводородов измсаяется от 1 : 5 до 1 : 20. Окислы железа или титана наносят иа внутренние стенки кварчсвого рс-актор-а в количестве 0,3-1 вес. % либо процесс проводят в реакторе, КЗГОТОБлениом из титана или футероваииом внутри титаном.

Конверсия толуола составляет 35--1-0%. Основными продуктами реакции являются стирол, этилбензол и беизол. Суммарный выход этих продуктов достигает 65-75%. Образование фенолов и крезолов практически не иабл одается.

Изобретение иллюстрируется следуюш, и м и ИР и м ера м и.

Пример 1. Смесь толуола, метана i кислорода в молярном соотиошении 1 ; 8 : 2 (содержание кислорода 18,2 об. %) ироиускают через реактор, иредставляюший собой кварцевую трубку с внутренним диаметром 22 мм и длииой реакциоиной зоиы 80 мм. Трубка обработана 0,7%-ном (вес.) водным раствором сернистокислого железа и прокалена при температуре 700-750° С 3 течеиие 3 ч. Смесь ироиускают с объемной скоростью 4860 при температуре 725° С.

Конверсия толуола 33,9%. Выход иа 1 т .прореагировавшего толуола, кг: стирола 225,8; этилбензола 208,0; бензола 266,6. Выход целевых продуктов 65,56 вес. %.

Пример 2. Смесь толзола, метана и кислорода в молярном соотноитении 1 : 12:3 (содержание кислорода 12,5 об. %) пропускают через реактор, описанный в примере 1, с объемной скоростью 6813 при темиературе 750° С.

Конверсия толуола 42,6%. Выход на 1 т прореагировавшего толуола, кг: стирола 221,2; этилбензола 167,3; бензола 305.

Выход целевых продуктов 65,39 вес. %.

Пример 3. Смесь толуола, метана и кислорода в молярном соотношении 1:12: :3 (содержание кислорода 12,5 об. %) пропускают через кварцевый реактор, обработанный 1,0%-ным (вес.) водным раствором азотнокислого титана и прокаленный при

температуре 725-750° С в течепие 3 с объемной скоростью 6650 ч при температуре 730° С.

Конверсия толуола 39,6%. Выход на 1 7 прореагировавшего толуола, кг: стирола 239,0; этилбензола 221; бензола 230. Выход целевых продуктов 63,0 вес. %.

Пример 4. Смесь толуола, метана, кислорода и воды в моляриом соотношении 1 : 15,2 : 3,8 : 8 (содержание кислорода 13,6 об. %) пропускают через титаиовый реактор с внутренним диаметром 28 мм и длиной реакционной зоны 60 мм. Процесс проводят при температуре 725° С и объе.мной скорости 4500 ч--.

Конверсия толуола 38,0%. Выход на 1 г ирореагировавшего толуола, кг: стирола 264,6; этилбеизола 241,0; бензола 196,5. Выход целевых продуктов 70,2 вес. %.

Пример 5. Смесь толуола, метана, иропаиа, кислорода и воды в молярио: 1 соотнои1ении 1 : 12,7 : 0,13 : 3 : 5,9 (содержание кислорода 13,2 об. %) пропускают через титановый реактор с объемной скоростью 5500 при те.мнературе 725° С.

Конверсия толуола 36,8%. Выход на 1 / прореагировавшего толуола, кг: стирола 215,6; этилбензола 285,0; беизола 211,4. Выход целевых продуктов 64,5 вес. %.

Пример 6. Смесь толуола, мета}1а, пропана, кислорода и воды в молярном соотношении 1:12,7:0,38:6,1 (содержание кислорода 12,9 об. %) пропускают через титановый реактор с объемной скоростью 5600 (- при температуре 725° С.

Конверсия толуола 44,2%. Выход иа т прореагировавшего толуола, кг: стирола 223; этилбензола 263,0; бензола 231,0. Выход целевых иродуктов 64,63 вес. %.

П р и м е р 7. Смесь толуола, метана, пропана, кислорода и воды в молярном соотношении 1 : 12,4 : 1 : 3,1 : 6 (содержание кислорода в смееи 13,2 об. %) пропускают через титаиовый реактор с объемной скоростью 9700 ( при темиературе 750° С.

Конверсия толуола 44,0%. Выход на 1 т прореагировавшего толуола, кг: стирола 2о6,6; этилбензола 221,5; бензола 266. Выход целевых продуктов 70,9 вес. %.

Пример 8. Смесь толуола, проиана, метана, кислорода и воды в молярном соотношении 1 : 11,9 : 1,2 : 2,2 : 6,1 (содержание кислорода в смеси 9,82 об. %) пропускают через титановый реактор с объемной скоростью 8600 ч- пр« температуре 750° С.

Конверсия толуола 36,8%. Выход на 1 т прореагировавшего толуола, кг: стирола 216,9; этилбензола 225,0; бензола 306,0. Выход целевых продуктов 74,8 вес. %.

Пример 9. Смесь толуола, метана, пропана, кислорода и воды в молярном соотношении 1 : 11,7 : 1,3 : 2,1 : 5,7 (содержание кислорода 9,63 об. %) пропускают через титаиовый реактор с объемной скоростью 7600 при температуре 650° С. Конверсия толуола 25,9%. Выход на 1 прореагировавшего толуола: стирола 123,9; этилбонзола 286,0; бензола 199,7. Выход целевых продуктов 61,0 вес. %. П р и м ер 10. Смесь толуола, метана, кислорода м воды в молярном соотношении 1 : 8 ; 1 : 2,6 (содержание кислорода в смеси 8,0 об. %) пропускают через титановый реактор с объемной скоростью 8600 температуре 725° С. Конверсия толуола 27,3%. Выход на 1 з прореагировавшего толуола, кг: стирола 187,9; этилбепзола 194,3; бензола 363,3. Выход целевых продуктов 74,5 вес. %. Пример И. Смесь толуола, метана, этана, иропана, кислорода и воды в молярном соотношении 1 : 12,9 : 0,5 : 0,2 : 2,5 (содержание кислорода в смеси 9,26 об. %) пропускают через реактор из нержавеющей сталИ, внутренние стенки которого футерованы титаном, с диаметром 28 мм и длиной реакционной зоны 60 мм. Процесс проводят при температуре 750°С и объемной скорости 7800 . Конверсия толуола 41,6%. Выход на 1 т прореагировавшего толуола, кг: стирола iOO; этилбензола 151; бензола 404,8. Выход целевых продуктов 74,1 вес. Использовапие изобретения позволяет повысить производительность процесса по образованию стирола, этплбензола и бензола. Выход указанных иродуктов увеличивается на 10-15%. Способ также позволяет значительно упростить процесс разделения целевых продуктов, так как исключается стадия выделения фенолов и крезолов. Результаты сравнения каталитнчеекого действия окислов железа и титана, нанесенных на внутренню поверхиость кварцевого реактора, и поверхности титанового реактора ириведены в таблице.