Способ получения бутадиена Советский патент 1982 года по МПК C07C11/167 C07C5/48 

Изобретение относится к получвя диолефиновых углеводородов каталити- ческим дегидрированием соответствующих олефинов в присутствии кислорода,, в частности к способу получения бутадиена и может найти применение в ..: промышленности синтетического каучука. .

Известен способ получения бутади ена путем окислительного дегидрирования н-бутиленов на многослойном хромкальцийникелефосфатном катализаторе, в присутствии водяного пара . при температурах 580-б50 с, в котором предусмотрена секционная подача кислорода

При осу аествлении этого способа в каждый слой катализатора подается по 0,6-0,7 моль О2 на 1 моль поступа ющего в этот слой н-бутиленов, в условиях значительного перепада т емператур в зонах реакции (440-650С) и большого расхода водяного пара.

В этом процессе, на вышеуказанном катализаторе важнейший прием окислительного дегидрирования (связывание водорода кислородом) слабо выражен,и основное направление (связывание кислорода) это образование СО2 за счет Iсгорания не только углистых отложе ний с поверхности катализатора, но и сгорания части углеводородного сырья. Вследствие этого селективность процесса невысокая ( вес.%), а выход бутадиена эа один проход не превьацает 52-54 вес.%.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является

10 способ дегидрирования н-бутнленов при повышендюй температуре в присутствии кислорода, водяного пара и многослойного катгшизатора на основе окиси железа, с послойной подачей

15 кислорода V

В процессе используют катализатор следующего состава FcjO 60-80 вес.%. MgO 20-40 вес.%. Процесс проводят при температуре Б00-520 с при разбав20лении сырья водяным паром 1:25 и подаче в каждый слой 0,5-1 моля кислорода на моль бутиленов.

Этот способ, по сравнению со способе t. является более эффектив25ным. Однако выход бутадиена составляет не более 60-70% за один проход при селективности процесса 81-85 мол.%,

Цель изобретения - повышение выхода бутадиена и селективности прю

30 цесса.

Поставленная цель достигается путем дегидрирования н-бутиленов при повшиенной температуре в присутствии кислорода, водяного пара и многослойного -катализатора, содержащего 60-80 вес.% Ре;рОз и 20-40 вес.% СОуОз, нанесенного на .O,) послойной подачей кислорода.

Процесс предпочтительно проводить при 350-580с.

Процесс; осуществляют следующим образом.

Исходная бутиленовая фракция (концентрация н-бутиленов не ниже 80 вес.%) в смеси с водяным паром

с , моль НоС (

25:1 поступает на первый

моль Сд

слой FeCo-катализатора, куда также подают и первую порцию кислорода в количестве 0,5-0,6 моль Oj на 1 моль С.

При температурах 330-53.0°С (в условиях адиабатического разогрева) проходит реакция дегидрирования н-бутиленов в присутствии кислорода.

Продукты реакции из первого слоя после охлалсдения в теплообменном аппарате или другим способом.до 330350°С сшивают со второй порцией кислорода, подаваемой в количестве 0,60,7 моль О2 на 1 моль оставшихся (после первого слоя) н-бутиленов и поступают во второй слой FeCo-катализатора, где в условиях адиабатического разогрева (350-520°С) проходит дополнительная конверсия непрореагировавших в первом слое н-бутиленов .

Продукты реакции из второго слоя после соответствующего охлаждения (до 35О-380 С) смешивают с третьей порцией кислорода, подаваемой в количестве 0,8-1,0 моль QI на 1 моль поступивших в третий слой непрореагировавших н-бутиленов, поступают в третий слой FeCo-катализатора, где в условиях адиабатического разогрева (380-500°С) проходит третья ступень дегидрирования н-бутиленов в присутствии кислорода.

Контактный газ из последней секции направляют на охлаждение, конденсацию и разделение.

Предлагаемый способ получения бутадиена иллюстрируется следующими ,KOHKt eTHHMH. примерами,

V

Пример 1, Катализатор FeCo состояний из 80% окиси железа и 20% окиси кобал.тз, нанесенных (до 40%) на 5--Л1 0э.

Режимные параметры процесса дегидрирования н-бутиленов:

Температура в секциях реактора (адиабатический . разогрей):

Iсекция330-580

II- -350-520 П1 - ЗбО-ЗОО

Мольные отношения кислорода к н-бутиленам:

В 1-ой секции 0,5-0,5 Во П-ой секции 0,6-0,7:1 В Ш-ей секции 0,8-1,0:1

Мольное отношение

водяного пара к

н-бутиленам 25-30:1

Объемная скорость

Ч

подачи500 ч

В результате проведения процесса дегидрирования н-бутиленов на каталзаторе вышеуказанного состава и при приведенных режимных параметрах про цесса выход бутадиена в % мольных составляют:

на пропущенные

н-бутилены 68,0% на разложенные н-бутилены 84,0%

Пример 2. Катализатор FeCo состоящий из 70% окиси железа и 30% окиси кобальта, нанесенных (до 40%) на f-AlgOa,

Режимные параметры процесса дегирирования н-бутиленов:

Температура в секциях реактора (адиабатический разогрев):

330-58Cf°C

Iсекция 350-520С

II- 380-500°С

III- Мольное отношение кислорода к н-бутиленам:.

0,5-0,6:1

В 1-ой секции 0,6-0,7:1 Во 11-ой секции 0,8-1,0:1 В -ill-ей секции . Мольное отношение водяного пара к

25.-30:1 н-бутиленам Объемная скорость 500 . подачи

в результате проведения процесса дегидрирования н-бутиленов на катализаторе вышеуказанного состава и при приведенных режимных параметрах процесса выхода бутадиена в % мольных составляют:

на пропущенные. - . н-бутилены 82,0% на разложенные н-бутилены 91%,

Пример 3. Катализатор FeCo,

состоящий из 60% окиси железа и 40% окиси кобальта, нанесенный (до 40%) на y-AljOg.

Режимные параметры процесса дегидрирования н-бутиленов:

Температура в секциях реактора (; адиабатический разогрев).

Iсекция

II- III- Мольное отношение кислорода к н-бутиленам:

В 1-ой секции Во 11-ой секции В 111-ей секци

Мольное отношение водяного пара к

н-бутиленам

.Объемная скорость

подачи

В результате проведения процесса дегидрирования н-бутиленов на катализаторе вышеуказанного состава и при приведенных режимных параметрах процесса выходы бутадиена в % мольных составляет:

на пропущенные

н-бутилены 75% на разложенные н-бутилены 83,0 Таким образом, пред.п.пгаемыП способ получения бутадиена позволяет повысить выход бутадиена на 10-12 мол.% за один проход и селективность процесса на 5-6%.

Формула изобретения

1.Способ получения бутадиена путем дегидрирования н-бутиленов при повышенной температуре в присутствии кислорода, водяного пара и многослойного катализатора на основе окиси железа, с послойной подачей кислорода, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода бутадиена

и селективности процесса, используют катализатор, содержащий 60-80 вес.% 1-020 3 и 20-40 вес.% Со,,0, нанесенный на j-AljO.

2.Способ по п.1, отличающий с я тем, что процесс .проводят при 330-580С.