Способ совместного получения стирола, этилбензола и бензола — SU 891614 (original) (raw)
(7 ) Заявитель 4) СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА ЭТИЛБЕНЗОЛА И БЕНЗОЛАельность пуеакционногонструкции . Изобретение относится к способу совместного получения стирола, зтил бензола и бензола иэ толуола.Стирол, этилбенэол и бенэол являются важнейшими многотоннажными продуктами нефтехимического синтеза. Стирол находит широкое применение в производстве пластических масс, синтетических каучуков, ударопрочного полистирола и пенопластов. Этилбензол используется как промежуточный продукт в производстве стирола, но находит и самостоятельное применение в качестве высокооактановой добавки к моторному топливу. Бензол широко используется в качестве исходного сырья в анилинокрасочной, Фармацевтической промышленности, в производстве синтетического каучука, пластмасс, добавок к моторному топливу.По основному авт. св, У 639845 известен способ совместного получения стирола, этилбенэола и бен ф зола путем термообработки толуола врнсутствни алканов С -Скислорода или кислородсодвржащего газа и окислов железа или титана при 600- 1000 фС. Конверсия толуола составляет 35-403. Основнвщи продуктами реакции являются стирол, этилбен . зол и беизол. Суммарный выход продуктов достигает 65-753.Процесс проводят в реакторах с внутренним диаметром 22-28 мм и длиной реакционной зоны 60-80 мм. Реактор может быть изготовлен иэ кварца, с нанесенньии на поверхность окисламн железа нли титана, ипи из титана, или из нержавеющей стали и футерован внутри титаном.Недостатком способа является низкий съем целевых продуктов, который не превышает 4-5 г/час.Увеличить производиттем увеличения объема раппарата применяемой кое891614 для данного процесса не представля-.ется возможным, поскольку при увеличении диаметра реакционного аппарата наблюдается падение конверсиии увеличения съема продуктов не происходит. Так, в реакторе с внутренним диаметром 49 мм в оптимальныхусловиях процесса конверсия толуоласоставляет около 20% вместо 35-40%.В результате съем целевых продуктовв этом реакторе остается на уровне 5 г/ч.Цель изобретения - повышение производительности процесса,Поставленная цель достигаетсятем, что в способе совместного получения стирола, этилбензола и бенэола, исходную смесь реагентов, нагретую до 450-700 С, предварительно кон"тактируют с перфорированной пластиной, имеющей температуру 450-700 С,в течение 0,00025-0,005 с.Перфорированная пластина помещается в верхней части реактора, перпендикулярно газовому потоку исходных компонентов,Пластина может быть изготовленав виде решетки или сетки из любыхматериалов, целесообразность использования которых определяется практическими соображениями - доступностью и устойчивостью работы в условиях процесса.Предпочтительным является использование решеток из титана илинержавеющих сталей различных марок.Диаметр отверстий составляет0,5-16 мм,3 10 13 20 23 30 33 4П р и м е р 1. Смесь толуола, кислорода, природного газа, содержащего, %: метан 95,6, этан 2,86, пропан 0,94, бутаны 0,43, а также пентаны 0,9 об.% и воды в молярном соотношении 1,:2,6:26:3,18 содержание кислорода 7,9 об,%), предварительно нагретую до 660 С, пропускают через титановый реактор с внутренним диаметром 65 мм, длиной реакционной зоны 60 мм, в .верхнюю часть которого помещена решетка из титана с диаметром отверстий 1,25 мм.Исходную смесь реагентов подают с объемной скоростью 9100 ч , температуру в реакционной зоне поддержи- вайт 775 С. Время контакта с решеткойо0,001 с.Конверсия толуола 52%. Выход на прореагировавший толуол, вес.%: бензола 29,8, этилбензола 16,0, стирола 15,97. Суммарный выход указанных продуктов 69,6. Съем в данном реакторе 18,0 г/ч.П р и м е р 2, Смесь толуола, кислорода, природного газа и воды в в молярном соотношении 1:2:12:6 содержание кислорода 9,5 об.% ), пред" варительно нагретую до 710 С пропускают через титановый реактор с внутренним диаметром 49 мм, длиной реакционной зоны 60 мм, на входе в который помещена решетка из нержавеющей стали с диаметром отверстий 2,0 мм. Объемная скорость 9000 4 температура в реакционной зонео750 С. Время контакта с решеткой 0,0019 с.40 43 Диаметр реакционного аппарата выбирается в соответствии с задаваемой производительностью. Процесс проводят при атмосферном или несколько повышенном давлении и объемной скорости потока реагентов 3000-10000 чСодержание кислорода в исходной смеси составляет 5-12%. В качестве парафиновых углеводородов могут быть использованы метан, этан, пропан, бутан или их смеси, а также природный газ, Иолярное соотношение толуола и парафиновых углеводородов изменя-. ется от 1:5 до 1;25. Процесс желательно проводить в присутствии инертного разбавителя, например водяного пара, взятого в количестве до 25 об.%,Конверсия толуола 47,5%. Выход на прореагировавший толуол, вес,%: бензола 35,0, этилбензола 13,46, сти рола 22 15. Суммарный выход указанных продуктов 71,0%. Съем в данном реакторе 15,0 г/ч. П р и м е р 3. Смесь толуола,кислорода, природного газа и воды в молярном соотношении 1:2:12:6 (содержание кислорода 9,5 об,%), предварительно нагретую до 600 С,пропускают через реактор, описанный в примере 2, на входе в который помещена решетка из молибдено-ни"келевой стали с диаметром отверстий2,0 мм. Объемная скорость 9000 ч"температура в реакционной зоне750 С, Время контакта с решеткой0,0022 с,891614 50 5Конверсия толуола 34,6%. Выход на прореагировавший толуол, вес. :бенз ола 41, 7, э тилб енэола 17, 8;.стирола97. Суммарный выход указанных продуктов 79,2 . Съем в данном реакторе 12,1 г/ч.П р и м е р 4Смесь толуола, кислорода, природного газа и воды в молярном соотношении 1:4:20 фб(содержание кислорода 12,7 об. ), предварительно нагретую до 575 С, пропускают через вьппеуказанный реактор, на входе в который помещена решетка иэ титана с диаметром отверстий 2,0 мм, Объемная скорость 8500 ч , температура в реакционной зоне 700 С. Время контакта с решеткой 0005,с.Конверсия толуола 41,0%. Выход на прореагировавший толуол, вес. ф. бензола 27,99, этилбенэола 26,34, стирола 215. Суммарный выход указанных продуктов 75,83 . Съем в данном реакторе 9,17 г/ч.П р и м е р 5, Смесь толуола, кислорода, природного газа и воды в молярном соотношении 1:3:25:3(содержание кислорода 9,37 об, ),о предварительно нагретую до 600 С пропускают через вышеуказанный реактор, на входе в который помещена решетка из титана с диаметром отверстий 2,0 мм. Объемная скорость 9200 ч , Температура в реакционной зоне 750 С. Время контакта с решет"кой 0005 с.Конверсия толуола 51,9 Х. Вьмод на прореагировавший толуол, вес.%бензола 32,7, этилбензола 18,25, стирола 30,6. Суммарный выход указанных продуктов 81,55 . Съем в данном реакторе 12,27 г/ч.П р и м е р б, Смесь толуола, ки- слорода, природного газа и воды в молярном соотношении 1:2:12:б (содержание кислорода 9,5 об. ), предварительно нагретую до 560 С, пропусо кают через вьппеуказанный реактор, на входе в который помещена решетка из титана с диаметром отверстий 5,0 мм. Объемная скорость 9000 чо температура в реакционной зоне 750 С. Время контакта с решеткой 0,0026 с.Конверсия толуола 42,8 Х. Выход на прореагировавший толуол, вес. : бензола 23,7, этилбензола 25,7, стирола 206. Суммарный выход указанных продуктов 70,0 . Съем в данном реакторе 13,3 г/ч. 5 Ф 15 26 И 30 35 40 4 ЬП р и м е р 7, Смесь толуола, кислорода, природного газа и воды в молярном соотношении 1;2:25:3,3 (содержание кислорода 6,38 об, ), предварительно нагретую до 600 С, пропускают через вышеуказанный реактор, на входе в который помещена решетка из нержавеющей стали с диаметром отверстий 7,0 мм. Объемная скорость 9100 ч- . Температура в реакфционной зоне 750 С. Время контакта с решеткой 0,002 с.Конверсия толуола 35,8 Х. Выход на прореагировавший толуол, вес,Х: бенэола 31,85, этилбензола 21,9, стирола 24,0. Суммарный выход указаиньм продуктов 77,753. Съем в данном реакторе 8,06 г/ч.П р и м е р 8. Смесь толуола, кислорода, природного газа и воды в молярном соотношении 1 ф 2 ф 1:б (содержание кислорода 10 об.Х), предварительно нагретую до 710 фС, пропускают через вышеуказанный реактор, на входе в который помещена решетка из титана с диаметром отверстий 16,0 мм. Объемная скорость 8500 ч , температура в реакционной зоне 750 фС. Время контакта с решеткой 0,0009 с.Конверсия толуола 45,9 й. Выход на прореагировавший .толуол, вес.Х бензола 34,82, этилбензола 15,35, стирола 22,8. Суммарный выход указанйых продуктов 73,0 Х. Съем в данном реакторе 14,87 г/ч./П р и м е р 9. Смесь толуола, кислорода, природного газа и воды в молярном соотношении 1:225:3 (содержание кислорода 6,4 аб .Х),43 редварительно нагретую до 600 фС, пропускают через титановый реактор с диаметром 130 мм и длиной реакционной зоны 80 мм, на входе в который помещена титановая решетка с диаметром отверстий 2,0 мм. Объемная скорость 9000 ч . Температура в реакционнойозоне 750 С. Время контакта с решеткой 0,0013 сКонверсия толуола 43,23. Выход на прореагировавший толуол, вес.у.бенэола 28,4, этипбеизола 9,7, стирола 27,9. Суммарный выход указанных продуктов 76,03. Съем в данном реакторе 136 г/ч. П р и м е р 10. Смесь толуола,кислорода, природного газа и воды в молярном соотношении 1:2:25:3 (содержание кислорода 6,4 об.Х), пред891614 Формула изобретения варительйо нагретую до 600 фС, пропускают через титановый реактор с внутренним диаметром 49 мм и длиной реакционной зоны 60 мм, на входе в который помещена решетка из нержавеющей стали с диаметром отверстий 125 мм, Объемная скорость 9200 ч, Температура в реакционной зоне 750 С. Время контакта с решеткой 0,00025 с.Конверсия толуола 3),ОЖ, Выход на прореагировавший толуол, вес.31 бензола 33,1, этилбенэола 27,8, стирода 252. Суммарный выход укаэанных продуктов 86,ЭХ. Съем в данном ре-. акторе 7,7 г/ч.И р и м е р 11. ( сравнительный) Смесь толуола, кислорода, природного газа и воды в молярном соотношении 1:3:12 г 6 (содержание кислорода в смеси 13,6 об.Х) пропускают через титановый реактор с внутренним диаметром 28 мм и длиной реакционной зоны 60 мм с объемной скоростью 9000 ч"при 750 С.Конверсия толуола 45) ЗХГВыход на прореагировавший толуол, вес,Ж: беизола 27,8, этилбензола 22,84, стирола 26 03, Суммарный выход указанных продуктов в данном реакторе 76,663. Съем продуктов 4,87 г/ч.П р и м е р 12. (сравнительный)г Смесь толуола, кислорода, природного газа и воды в молярном соотношении 1:2325 фЭ (содержание кислорода в смеси 6,4 об.й) пропускают через титайовый реактор с .внутренним диаметром 49 мм идлииой реакционной зоны 60 мм с объемной скоростью 9000 ч при 76 ВС.Конверсия толуола 24,3 Х. Выход йа прореагировавший толуол, вес.Х: бензопа 29,8, этилбенэола 27,0, стирола 15,6. Суммарныи выход указанных продуктов 72,5 М. Съем продуктов в данном реакторе 5,07. г/ч. 8Основньв преимуществом предлагаемого способа является возможностьмоделировать процесс совместного получения стирола, этилбензола и бен-зола в реакторах большой производительности.Способ позволяет увеличить съемыцелевых продуктов в соответствии сзадаваемой производительностью, соф храняя высокие показатели процесса.При конверсии толуола 30-407. и суммарном выходе стирола, этнлбензолаи бензола порядка 70-827 съемы целевых продуктов составляют: в реакторе И с внутренним диаметром 49 мм -8-13 г/ч, диаметром 65 мм - 20 г/чдиьметром 130 мм - 140 г/ч.Кроме того, изобретение позволяет проводить процесс по адиабатичес- М кому типу. Обусловлено это тем, чтопроцесс взаимодействия толуола с алканами С 1-С ). является.экзотермическим и сопровождается значительнымвыделением тепла (2090 ккал/кг то луола). За счет этого тепла и протекает реакция, что, в свою очередь,способствует значительному упрощению технологического и аппаратурного оФормления процесса.30 Способ совместного получения стир рола, этилбензола и бензола, поавт. св, У 639845, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса,исходную смесь реагентов, нагретую ,И) до температуры 450-700 С, предварительно контактируют с перФорированной пластиной, имеющей температуру450-700 С, в течение 0,00025-0,005 с.,Составитель Т.Раевская Редактор Т.Киселева Техред Т,Маточка Корректор, М. Демчик Заказ 11 139/31 Тираж 446 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная. 4