RU2099318C1 - Method for production of isoprene - Google Patents
Method for production of isoprene Download PDFInfo
- Publication number
- RU2099318C1 RU2099318C1 RU95122345/04A RU95122345A RU2099318C1 RU 2099318 C1 RU2099318 C1 RU 2099318C1 RU 95122345/04 A RU95122345/04 A RU 95122345/04A RU 95122345 A RU95122345 A RU 95122345A RU 2099318 C1 RU2099318 C1 RU 2099318C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fraction
- stream
- stage
- fed
- contacting
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства изопрена, который находит применение в качестве мономера для получения синтетического каучука, по свойствам близкого к натуральному, а также в органическом синтезе. The invention relates to the field of production of isoprene, which finds application as a monomer for the production of synthetic rubber with properties close to natural, as well as in organic synthesis.
Известен двухстадийный способ получения изопрена из изобутилена и формальдегида, на первой стадии которого происходит жидкофазная конденсация изобутена с формальдегидом в присутствии катализатора серной кислоты с образованием, в основном, 4,4-диметилдиоксана-1,3 (ДМД), на второй стадии предварительно выделенный ДМД подвергается гетерогенно-каталитическому разложению в изопрен (С.К. Огородников, Г.С. Идлис. Производство изопрена. Л. Химия, 1973 г. с. 47). A two-stage method for producing isoprene from isobutylene and formaldehyde is known, in the first stage of which liquid-phase condensation of isobutene with formaldehyde occurs in the presence of a sulfuric acid catalyst to form mainly 4,4-dimethyldioxane-1,3 (DMD), in the second stage, previously isolated DMD undergoes heterogeneous catalytic decomposition into isoprene (S.K. Ogorodnikov, G.S. Idlis. Isoprene production. L. Chemistry, 1973, p. 47).
Этот процесс характеризуется большим расходом сырья, значительными энергозатратами и большим количеством химически загрязненных сточных вод. This process is characterized by a large consumption of raw materials, significant energy consumption and a large amount of chemically contaminated wastewater.
Наиболее близким к предлагаемому является одностадийный способ получения изопрена путем жидкофазного взаимодействия формальдегида с изобутеном в присутствии кислотного катализатора в двух последовательно соединенных реакторах, в первом из которых при низких температурах получают предшественники изопрена, а во втором при повышенных температурах эти предшественники разлагаются в изопрен (Пат. заявка Японии N 59-25337). Closest to the proposed one is a one-step method for producing isoprene by liquid-phase interaction of formaldehyde with isobutene in the presence of an acid catalyst in two reactors connected in series, in the first of which isoprene precursors are obtained at low temperatures, and in the second, these precursors decompose into isoprene (Pat. Japanese application N 59-25337).
Недостатком указанного способа являются нестабильность теплового режима в реакторе высокой температурной зоны, ухудшающая показатели процесса, а также относительно высокая себестоимость изопрена, хотя и более низкая, чем в двухстадийном способе получения изопрена из формальдегида и изобутилена. The disadvantage of this method is the instability of the thermal regime in a reactor of a high temperature zone, which worsens the performance of the process, as well as the relatively high cost of isoprene, although lower than in the two-stage method for producing isoprene from formaldehyde and isobutylene.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является усовершенствование технологии процесса и, как следствие этого, снижение себестоимости изопрена. The problem solved by the invention is to improve the process technology and, as a consequence of this, reduce the cost of isoprene.
Предлагается способ получения изопрена путем жидкофазного взаимодействия формальдегида с изобутиленом и/или триметилкарбинолом, приводимый в присутствии водного раствора кислотного катализатора, при повышенных температуре и давлении в двух последовательных ступенях контактирования, вторая из которых включает зону подвода тепла, зону сепарации и контур циркуляции жидкой фазы между ними. Из зоны сепарации второй ступени контактирования отбирают продукты реакции и выделяют из них изопрен. При этом реакционную массу после первой ступени контактирования разделяют на углеводородный и водный потоки. Углеводородный поток разделяют на две части в соотношении от 3:1 до 1:3, первую часть подают в контур циркуляции жидкой фазы второй ступени контактирования до и/или после зоны подвода тепла. Вторую часть разделяют путем ректификации с выделением фракций компонентов с температурами кипения не выше 140oC и выше 140oC или фракций компонентов с температурами кипения не выше 120oC, 120 140oC и выше 140oC. В первом случае первую фракцию возвращают в углеводородный поток, подаваемый на вторую ступень контактирования, во втором случае первую фракцию возвращают в тот же поток, вторую фракцию разделяют путем ректификации с выделением фракции преимущественно диметилдиоксана, на которую выделяют или возвращают в углеводородный поток, подаваемый на вторую ступень контактирования, в количестве до 100% и фракции преимущественно непредельного спирта - изопропенилэтилового (ИПЭС), в третью фракцию выделяют или возвращают в тот же поток в количестве до 100% при этом водный поток подают в контур циркуляции жидкой фазы до ввода углеводородного потока или в зону циркуляции жидкой фазы до ввода углеводородного потока или в зону сепарации второй ступени контактирования.A method for producing isoprene by liquid-phase interaction of formaldehyde with isobutylene and / or trimethylcarbinol, provided in the presence of an aqueous solution of an acid catalyst, at elevated temperature and pressure in two successive contacting stages, the second of which includes a heat supply zone, a separation zone and a liquid phase circulation circuit between them. From the separation zone of the second stage of contacting, reaction products are taken and isoprene is isolated from them. In this case, the reaction mass after the first stage of contacting is divided into hydrocarbon and water streams. The hydrocarbon stream is divided into two parts in a ratio of 3: 1 to 1: 3, the first part is fed into the circulation circuit of the liquid phase of the second contact stage before and / or after the heat supply zone. The second part is separated by rectification with the separation of fractions of components with boiling points not exceeding 140 o C and above 140 o C or fractions of components with boiling points not higher than 120 o C, 120 140 o C and above 140 o C. In the first case, the first fraction is returned in the hydrocarbon stream supplied to the second contacting stage, in the second case, the first fraction is returned to the same stream, the second fraction is separated by rectification with the separation of the predominantly dimethyldioxane fraction, which is isolated or returned to the hydrocarbon stream, the second stage of contacting, in an amount of up to 100% and a fraction of predominantly unsaturated alcohol - isopropenylethyl alcohol (IPES), up to 100% is isolated or returned to the third fraction in the same stream, while the aqueous stream is fed into the liquid phase circulation circuit before introducing the hydrocarbon flow or into the zone of circulation of the liquid phase before entering the hydrocarbon stream or into the separation zone of the second stage of contacting.
Углеводородный поток подают в контур циркуляции жидкой фазы второй ступени контактирования до и/или после зоны подвода тепла в соотношении соответственно 3:1 1:3 (предпочтительно 1:1). The hydrocarbon stream is fed into the circulation circuit of the liquid phase of the second contact stage before and / or after the heat supply zone in a ratio of 3: 1 1: 3, respectively (preferably 1: 1).
В качестве реактора первой ступени контактирования может быть использован полый аппарат, кожухотрубчатый аппарат или аппарат со встроенными конструкциями (тарелками, решетками, трубками, насадкой и т.д.). As a reactor of the first contacting stage, a hollow apparatus, a shell-and-tube apparatus, or apparatus with integrated structures (plates, grids, tubes, nozzle, etc.) can be used.
Реактор первой ступени контактирования может состоять из одного или нескольких аппаратов, соединенных последовательно или параллельно. The reactor of the first stage of contacting may consist of one or more devices connected in series or in parallel.
Перед подачей в реактор первой ступени контактирования исходные продукты смешиваются. Before the first contacting stage is fed into the reactor, the starting products are mixed.
Разделение на углеводородный и водный потоки после первой ступени контактирования может осуществляться как в сепарационной зоне реактора первой ступени, так и в отдельном аппарата. The separation into hydrocarbon and water streams after the first stage of contacting can be carried out both in the separation zone of the reactor of the first stage, and in a separate apparatus.
Углеводородный слой после разделения может быть отмыт от кислот в отмывной колонне и промывная вода может быть использована в процессе, например для приготовления катализатора. After separation, the hydrocarbon layer may be washed away from the acids in the wash column and the wash water may be used in the process, for example, to prepare a catalyst.
Во второй зоне контактирования могут быть использованы аппараты с высокоразвитой поверхностью теплообмена, например, любой трубчатый аппарат, имеющий как внутренний, так и внешний контур циркуляции, или реакционно-разделительный аппарат. In the second contact zone, apparatuses with a highly developed heat exchange surface can be used, for example, any tubular apparatus having both an internal and external circulation circuit or a reaction-separation apparatus.
Реакционно-разделительный аппарат может представлять собой тарельчатую колонну (сепарационная зона) с выносным кипятильником (зона подвода тепла). Низ колонны и выносной кипятильник соединены контуром циркуляции. The reaction-separation apparatus may be a dish column (separation zone) with a remote boiler (heat supply zone). The bottom of the column and the remote boiler are connected by a circulation circuit.
Кожухотрубчатый аппарат может иметь внешние циркуляционные трубы, которые вместе с внутренними составляют общий контур циркуляции. Зоной сепарации служит пространство над трубной решеткой. The shell-and-tube apparatus may have external circulation pipes, which, together with internal ones, make up the general circulation circuit. The separation zone is the space above the tube sheet.
Углеводородный поток при подаче на вторую ступень контактирования подвергается распределению (например, при помощи барботера). When fed to the second stage of contacting, the hydrocarbon stream is subjected to distribution (for example, using a bubbler).
Циркуляция водной фазы в контуре циркуляции второй ступени контактирования может осуществляться как естественным путем (конвекцией), так и принудительным при помощи циркуляционного насоса. The circulation of the aqueous phase in the circulation circuit of the second stage of contacting can be carried out both naturally (by convection), and forced using a circulation pump.
В качестве кислотного катализатора в предлагаемом способе используется каталитическая система, например, на основе серной или фосфорной кислот с различными добавками или без них. As the acid catalyst in the proposed method uses a catalytic system, for example, based on sulfuric or phosphoric acids with various additives or without them.
Молярное соотношение формальдегид:изобутилен и/или триметилкарбинол составляет 1:5 15. The molar ratio of formaldehyde: isobutylene and / or trimethylcarbinol is 1: 5 15.
В предлагаемом способе фракция компонентов с температурой кипения не выше 120oC содержит преимущественно изобутилен, триметилкарбинол, метилдигидропиран, а также примеси более высококипящих компонентов. Эту фракцию возвращают в углеводородный поток, подаваемый на вторую ступень контактирования.In the proposed method, the fraction of components with a boiling point of not higher than 120 o C mainly contains isobutylene, trimethylcarbinol, methyldihydropyran, as well as impurities of higher boiling components. This fraction is returned to the hydrocarbon stream supplied to the second stage of contacting.
Фракция компонентов с температурой кипения 120 140oC содержит преимущественно непредельный спирт изопропенилэтиловый (ИРЭС), 4,4-диметилдиоксан-1,3 (ДМД), а также примеси более низко- и высококипящих компонентов. Эту фракцию в данном способе разделяют на фракцию ДМД, которую выделяют или возвращают в углеводородный поток на вторую ступень контактирования, и фракцию ИПЭС, который является сырьем для получения ценного химического продукта диметилвинилкарбинола (ДМВК), который, в свою очередь, является исходным продуктом для получения синтетических витаминных препаратов.The fraction of components with a boiling point of 120 140 o C contains mainly unsaturated isopropenylethyl alcohol (IRES), 4,4-dimethyldioxane-1,3 (DMD), as well as impurities of lower and high boiling components. This fraction in this method is divided into a fraction of DMD, which is isolated or returned to the hydrocarbon stream to the second stage of contacting, and the fraction of IPES, which is the raw material for obtaining the valuable chemical product of dimethylvinylcarbinol (DMVK), which, in turn, is the starting material for obtaining synthetic vitamin preparations.
Фракция компонентов с температурой кипения выше 140oC это высококипящие промежуточные продукты (ВПП) данного процесса. Она содержит преимущественно компоненты более высококипящие, чем ДМД.The fraction of components with a boiling point above 140 o C is a high-boiling intermediate products (runways) of this process. It contains predominantly higher boiling components than DMD.
В предлагаемом способе ее выделяют в качестве конечного продукта или частично, или полностью возвращают в углеводородный поток, поступающий на вторую ступень контактирования. Выделенная фракция ВПП может применяться в качестве флотореагента, ингибитора коррозии, а также для синтеза полимерных смол типа новолачных фенолформальдегидных. In the proposed method, it is isolated as the final product or partially, or completely returned to the hydrocarbon stream entering the second stage of contacting. The isolated runway fraction can be used as a flotation reagent, a corrosion inhibitor, and also for the synthesis of polymer resins such as novolac phenol formaldehyde.
Фракция с температурой кипения до 140oC содержит, в основном, перечисленные в выше упомянутых фракциях компоненты с температурой кипения не выше 120oC и 120 140oC. Эта фракция в предлагаемом способе возвращается в углеводородный поток, который подают на вторую ступень контактирования.A fraction with a boiling point up to 140 o C contains mainly the components listed in the above-mentioned fractions with a boiling point not higher than 120 o C and 120 140 o C. This fraction in the proposed method is returned to the hydrocarbon stream, which is fed to the second stage of contacting.
Отличия заявляемого способа от прототипа состоят в следующем. The differences of the proposed method from the prototype are as follows.
Реакционную массу после первой ступени контактирования разделяют на углеводородный и водный потоки. Углеводородный поток разделяют на две части в соотношении от 3:1 до 1:3. Первую часть углеводородного потока подают в контур циркуляции жидкой фазы второй ступени контактирования до и/или после зоны подвода тепла. Вторую часть углеводородного потока разделяют путем ректификации с выделением фракций компонентов с температурами кипения не выше 140oC и выше 140oC или фракций компонентов с температурами кипения не выше 120oC, 120 140oC и выше 140oC. В первом случае первую фракцию возвращают в углеводородный поток, подаваемый на вторую ступень контактирования. Во втором случае первую фракцию возвращают в тот же поток, вторую фракцию разделяют путем ректификации на фракцию преимущественно ДМД, которую выделяют или возвращают в углеводородный поток, подаваемый на вторую ступень контактирования, в количестве до 100% и фракцию преимущественно непредельного спирта, а третью фракцию выделяют или возвращают в тот же поток в количестве до 100% При этом водный поток подают в контур циркуляции жидкой фазы до ввода углеводородного потока или в зону сепарации второй ступени контактирования.The reaction mass after the first stage of contacting is divided into hydrocarbon and water streams. The hydrocarbon stream is divided into two parts in a ratio of 3: 1 to 1: 3. The first part of the hydrocarbon stream is fed into the circulation circuit of the liquid phase of the second contacting stage before and / or after the heat supply zone. The second part of the hydrocarbon stream is separated by rectification with the separation of fractions of components with boiling points not exceeding 140 o C and above 140 o C or fractions of components with boiling points not higher than 120 o C, 120 140 o C and above 140 o C. In the first case, the first the fraction is returned to the hydrocarbon stream supplied to the second stage of contacting. In the second case, the first fraction is returned to the same stream, the second fraction is separated by rectification into a predominantly DMD fraction, which is isolated or returned to the hydrocarbon stream supplied to the second contact stage in an amount of up to 100% and a predominantly unsaturated alcohol fraction, and the third fraction is isolated or return to the same stream in an amount of up to 100%. In this case, the water stream is fed into the circulation circuit of the liquid phase before the hydrocarbon stream is introduced or into the separation zone of the second contacting stage.
Углеводородный поток подают в контур циркуляции жидкой фазы второй ступени контактирования до и/или после зоны подвода тепла в соотношении соответственно 3:1 1:3. The hydrocarbon stream is fed into the circulation circuit of the liquid phase of the second contact stage before and / or after the heat supply zone in a ratio of 3: 1 1: 3, respectively.
При использовании предлагаемого способа разделения подача водного и углеводородного потоков на вторую ступень контактирования позволяет интенсифицировать процессы тепло- и массообмена, а также стабилизировать тепловой режим зоны подвода тепла второй ступени контактирования. When using the proposed separation method, the supply of water and hydrocarbon streams to the second contacting stage allows intensifying heat and mass transfer processes, as well as stabilizing the thermal regime of the heat supply zone of the second contacting stage.
Выделение из углеводородного потока указанных выше фракций позволяет, наряду с изопреном, получить дополнительно ценные химические продукты. При этом выход целевого продукта (изопрена) снижается очень незначительно, в то время как суммарный выход всех целевых продуктов существенно возрастает (с учетом фракции ИПЭС и фракции ВПП, которые являются ценными и дорогими продуктами). Кроме того, с целью сохранения высокого выхода изопрена, поток после выделения ИПЭС из фракции 120 140oC преимущественно возвращают на вторую ступень контактирования процесса получения изопрена.The separation of the above fractions from the hydrocarbon stream allows, along with isoprene, to obtain additionally valuable chemical products. At the same time, the yield of the target product (isoprene) decreases very slightly, while the total yield of all target products increases significantly (taking into account the IPES fraction and the runway fraction, which are valuable and expensive products). In addition, in order to maintain a high yield of isoprene, the stream after separation of IPES from the fraction of 120 140 o C is mainly returned to the second stage of contacting the isoprene production process.
Выделение фракции компонентов с температурой кипения выше 140oC позволяет получить дополнительно ценный продукт и в меньшей степени получить различных олигомерных продуктов реакции получения изопрена на второй ступени контактирования. Хотя рецикл этой фракции и дает дополнительное количество изопрена.The selection of the fraction of components with a boiling point above 140 o C allows you to get an additional valuable product and to a lesser extent to obtain various oligomeric reaction products of isoprene production in the second stage of contacting. Although recycling this fraction gives an additional amount of isoprene.
Использование сочетания предлагаемых приемов позволяет усовершенствовать технологию процесса, снизить энергетические и материальные затраты, а при необходимости позволяет получить ценные химические продукты. Все это вместе взятое снижает себестоимость изопрена. Using a combination of the proposed techniques allows to improve the process technology, reduce energy and material costs, and, if necessary, allows you to get valuable chemical products. All this taken together reduces the cost of isoprene.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. Процесс проводят на установке непрерывного действия, состоящей из двух последовательных ступеней контактирования. Example 1. The process is carried out on a continuous installation, consisting of two successive stages of contacting.
Исходные продукты: формальдегид, изобутилен, триметилкарбинол, воду, катализаторный раствор как свежий, так и рецикловый, вводят в нижнюю часть реактора первой ступени контактирования. В качестве реактора первой ступени используется кожухотрубчатый аппарат. Starting materials: formaldehyde, isobutylene, trimethylcarbinol, water, a catalyst solution, both fresh and recycle, are introduced into the lower part of the reactor of the first contact stage. A shell-and-tube apparatus is used as a first-stage reactor.
Реакционная масса выводится из реактора первой ступени и разделяется на углеводородный и водный потоки. The reaction mass is removed from the first stage reactor and is divided into hydrocarbon and water streams.
В качестве реактора второй ступени используют кожухотрубчатый аппарат с внешним циркуляционным контуром. As a second-stage reactor, a shell-and-tube apparatus with an external circulation loop is used.
Водный поток подают в контур циркуляции жидкой фазы второй ступени контактирования до ввода углеводородного потока. The water stream is fed into the circulation circuit of the liquid phase of the second stage of contacting before entering the hydrocarbon stream.
Углеводородный поток после первой ступени разделяют на две части в соотношении 1:1. Первую часть углеводородного потока подают в контур циркуляции жидкой фазы второй ступени контактирования до зоны подвода тепла и после зоны подвода тепла в соотношении 1:3. The hydrocarbon stream after the first stage is divided into two parts in a ratio of 1: 1. The first part of the hydrocarbon stream is fed into the circulation circuit of the liquid phase of the second contact stage to the heat supply zone and after the heat supply zone in a ratio of 1: 3.
Вторую часть углеводородного потока подают на разделение с целью получения двух фракций с температурой кипения не выше 140oC и выше 140oC.The second part of the hydrocarbon stream is fed for separation in order to obtain two fractions with a boiling point of not higher than 140 o C and above 140 o C.
Фракцию с температурой кипения не выше 140oC возвращают в углеводородный поток, идущий на вторую ступень контактирования.A fraction with a boiling point not higher than 140 o C is returned to the hydrocarbon stream going to the second stage of contacting.
Фракцию с температурой кипения выше 140oC выделяют в качестве продукта (фракция ВПП).A fraction with a boiling point above 140 ° C. is isolated as a product (runway fraction).
Реакционную массу синтеза изопрена из реактора второй ступени контактирования выводят двумя потоками: с верха реактора отбирают в паровой фазе непрореагировавший изобутилен, изопрен, другие легкокипящие органические продукты и частично воду, с верха же реактора боковым отбором выводят водный раствор катализатора, который после экстракции из него высококипящих побочных продуктов возвращают в рецикл на первую ступень контактирования. The reaction mass for the synthesis of isoprene from the reactor of the second stage of contacting is withdrawn in two streams: from the top of the reactor, unreacted isobutylene, isoprene, other low boiling organic products and partially water are taken from the top of the reactor, and an aqueous catalyst solution is removed from the top of the reactor, which after extraction of high boiling by-products are recycled to the first contact stage.
Паровой поток, отбираемый с верха реактора второй ступени, конденсируют и делят на масляный и водный слой. The steam stream taken from the top of the second stage reactor is condensed and divided into an oil and water layer.
Анализ реакционной массы проводят при стабильной работе установки за определенный промежуток времени. Состав продуктов реакции определяют методом газожидкостной хроматографии, формальдегид и катализатор определяют потенциометрическим титрованием. Analysis of the reaction mass is carried out with stable operation of the installation for a certain period of time. The composition of the reaction products is determined by gas chromatography, formaldehyde and the catalyst are determined by potentiometric titration.
Схема процесса представлена на фиг. 1. The process diagram is shown in FIG. one.
В реакционный блок на первую ступень контактирования (реактор Р-1) подают 293,52 кг/ч исходной шихты (поток 1), содержащей, кг/ч: 16,02 формальдегида (в виде формалина с содержанием формальдегида 34% мас. и 5,7% мас. метанола); 67,22 триметилкарбинола (в виде азеотропа с водой); 169,64 изобутилена; 37,89 воды (общее количество); 0,17 серной кислоты и 0,02 гексаметилентетрамина, а также циркулирующий катализаторный раствор 36,33. Подачу свежего катализатора прекращают при достижении концентрации серной кислоты в циркулирующем катализаторном растворе 0,30 0,50% мас. 293.52 kg / h of an initial charge (stream 1) containing, kg / h: 16.02 formaldehyde (in the form of formalin with a formaldehyde content of 34% and 5%) is fed into the reaction block to the first contacting step (reactor R-1) 7% by weight of methanol); 67.22 trimethylcarbinol (as an azeotrope with water); 169.64 isobutylene; 37.89 water (total); 0.17 sulfuric acid and 0.02 hexamethylenetetramine, as well as a circulating catalyst solution of 36.33. The supply of fresh catalyst is stopped when the concentration of sulfuric acid in the circulating catalyst solution is 0.30 0.50% wt.
Температура на первой ступени контактирования 110oC, давление 20 атм. Время контакта 40 мин.The temperature in the first stage of contacting 110 o C, a pressure of 20 ATM. Contact time 40 min.
Реакционная масса после 1 ступени контактирования в количестве 329,85 кг/ч делится на углеводородный и водный потоки (потоки 5 и 4). Половину углеводородного потока (поток 6) направляют на II ступень контактирования, вторую половину (поток 7) на выделение фракции ВПП с температурой кипения выше 140oC, как товарного продукта, которая выводится в количестве 4,77 кг/ч (поток 11). Фракцию с температурой кипения ниже 140oC (поток 10) направляют на II ступень.The reaction mass after 1 step of contacting in the amount of 329.85 kg / h is divided into hydrocarbon and water streams (
На II ступени контактирования (реактор Р-2) подают углеводородный слой в количестве 257,08 кг/ч (поток 6а) и водный слой в количестве 68,00 кг/ч (поток 4).At the second stage of contacting (reactor R-2), a hydrocarbon layer in the amount of 257.08 kg / h (stream 6 a ) and an aqueous layer in the amount of 68.00 kg / h (stream 4) are fed.
Температура на второй ступени контактирования 170oC, давление 15 атм. Время контакта 20 мин.The temperature in the second stage of contacting 170 o C, a pressure of 15 ATM. Contact time 20 min.
После разложения предшественников в изопрен со II ступени выводят: паровой поток 9 в количестве 287,44 кг/ч на выделение изопрена и боковым отбором рецикловый катализаторный раствор (потоки 8 и 16). Поток 8 в количестве 36,33 кг/ч после предварительной экстракции из него высококипящих побочных продуктов подают на I ступень контактирования в качестве рециклового катализаторного раствора. After the decomposition of the precursors into isoprene from stage II, the following results are discharged: steam stream 9 in an amount of 287.44 kg / h to isolate isoprene and recycle catalyst solution (streams 8 and 16) by side extraction. Stream 8 in the amount of 36.33 kg / h after preliminary extraction of high-boiling by-products from it is fed to the first stage of contacting as a recycled catalyst solution.
Конверсия формальдегида 99,8% Выход изопрена на прореагировавший формальдегид 77,9% мол. Дополнительно выводятся в качестве товарного продукта фракция ВПП 168,8 кг на 1 т изопрена. The conversion of formaldehyde is 99.8%. The yield of isoprene on the reacted formaldehyde is 77.9 mol%. In addition, a runway fraction of 168.8 kg per 1 ton of isoprene is withdrawn as a marketable product.
Пример 2. Методика проведения опыта как в примере 1. Отличием является то, что на второй ступени контактирования используется в качестве реактора реакционно-разделительный аппарат, представляющий собой тарельчатую колонну с выносным кипятильником. Example 2. The methodology of the experiment as in example 1. The difference is that in the second stage of contacting, a reaction-separation apparatus, which is a plate column with a remote boiler, is used as a reactor.
Схема процесса представлена на фиг.2. The process diagram is presented in figure 2.
В реакторный блок на первую ступень контактирования (реактор Р-1) подают 392,37 кг/ч исходной шихты (поток 1), содержащей, кг/ч: 18,60 формальдегида (в виде водного раствора формалина); 337,70 изобутилена; 32,20 воды (общее количество); 9,24 фосфорной кислоты; 0,18 оксиэтилидендифосфофоновой кислоты; 0,36 гексаметилентетрамина, а также циркулирующий катализаторный раствор 164,09. Подачу свежего катализатора прекращают при достижении концентрации фосфорной кислоты в циркулирующем катализаторном растворе 6 8% мас. 392.37 kg / h of the initial charge (stream 1) containing, kg / h: 18.60 formaldehyde (in the form of an aqueous solution of formalin) is fed into the reactor block to the first stage of contacting (reactor R-1); 337.70 isobutylene; 32.20 water (total); 9.24 phosphoric acid; 0.18 hydroxyethylidene diphosphophonic acid; 0.36 hexamethylenetetramine, as well as a circulating catalyst solution of 164.09. The supply of fresh catalyst is stopped when the concentration of phosphoric acid in the circulating catalyst solution is 6 8% wt.
Температура на первой ступени контактирования 90oC, давление 16 атм. Время контакта 60 мин.The temperature in the first stage of contacting 90 o C, a pressure of 16 atm. Contact time 60 min.
Реакционная масса после первой ступени контактирования в количестве 559,24 кг/ч (поток 3) разделяется на углеводородный и водный потоки (5 и 4). The reaction mass after the first stage of contacting in the amount of 559.24 kg / h (stream 3) is divided into hydrocarbon and water streams (5 and 4).
Водный поток подают в тарельчатую колонну (зону сепарации) второй ступени контактирования. The water stream is fed into a dish column (separation zone) of the second contacting stage.
Угледовородный поток после первой ступени разделяют на две части в соотношении 1:2. The hydrocarbon stream after the first stage is divided into two parts in a ratio of 1: 2.
Первую часть углеводородного потока в количестве 129,91 кг/ч (поток 6) подают в контур циркуляции жидкой фазы второй ступени контактирования до зоны подвода тепла и после зоны подвода тепла в соотношении 3:1. The first part of the hydrocarbon stream in an amount of 129.91 kg / h (stream 6) is fed into the circulation circuit of the liquid phase of the second contact stage to the heat supply zone and after the heat supply zone in a 3: 1 ratio.
Вторую часть углеводородного потока в количестве 259,82 кг/ч (поток 7) подают на разделение путем ректификации для получения трех фракций компонентов с температурами кипения: не выше 120oC, 120 140oC и выше 140oC.The second part of the hydrocarbon stream in an amount of 259.82 kg / h (stream 7) is fed for separation by rectification to obtain three fractions of components with boiling points: not higher than 120 o C, 120 140 o C and above 140 o C.
Фракцию компонентов с температурой кипения не выше 120oC в количестве 239,59 кг/ч (поток 10) возвращают в углеводородный поток, подаваемый на вторую ступень контактирования.The fraction of components with a boiling point not higher than 120 o C in the amount of 239.59 kg / h (stream 10) is returned to the hydrocarbon stream supplied to the second stage of contacting.
Фракцию компонентов с температурой кипения 120 140oC выделяют и отправляют в узел выделения фракции ИПЭС, в котором из этой фракции выделяют в качестве товарного продукта фракцию ИПЭС в количестве 1,11 кг/ч (поток 15) и фракцию ДМД в количестве 15,09 кг/ч, которую возвращают в углеводородный поток на вторую ступень контактирования. Из фракции компонентов с температурой кипения выше 140oC (поток 13) часть в количестве 2,89 кг/ч (поток 17), что составляет 50% от всей фракции, выделяют в качестве товарного продукта (фракция ВПП), остальную часть этой фракции возвращают в углеводородный поток, подаваемый на вторую ступень контактирования.The fraction of components with a boiling point of 120-140 o C is isolated and sent to the separation unit of the IPES fraction, in which the IPES fraction in the amount of 1.11 kg / h (stream 15) and the DMD fraction in the amount of 15.09 are isolated from this fraction as a commercial product kg / h, which is returned to the hydrocarbon stream to the second stage of contacting. Part of the fraction of components with a boiling point above 140 o C (stream 13) in an amount of 2.89 kg / h (stream 17), which is 50% of the whole fraction, is isolated as a commercial product (runway fraction), the rest of this fraction return to the hydrocarbon stream supplied to the second stage of contacting.
Температура на второй ступени контактирования 160oC, давление 13 атм. Время контакта 30 мин.The temperature in the second stage of contacting 160 o C, a pressure of 13 atm. Contact time 30 minutes
После разложения предшественников изопрена (реактор Р-2) со II ступени выводят паровой поток 9 в количестве 381,83 кг/ч на выделение изопрена. Рецикловый катализаторный раствор (поток 8) в количестве 164,09 кг/ч возвращают на I ступень контактирования. After the decomposition of the isoprene precursors (reactor R-2) from the II stage, the steam stream 9 is removed in an amount of 381.83 kg / h for the release of isoprene. The recycle catalyst solution (stream 8) in an amount of 164.09 kg / h is returned to the first stage of contacting.
Конверсия формальдегида 99,9% Выход изопрена на прореагировавший формальдегид 78,7% мол. The conversion of formaldehyde is 99.9%. The yield of isoprene on the reacted formaldehyde is 78.7 mol%.
В качестве товарных продуктов дополнительно получено 33,4 кг фракции ИПЭС и 87,3 кг фракции ВПП на 1 т изопрена. As commodity products, an additional 33.4 kg of IPES fraction and 87.3 kg of runway fraction per 1 ton of isoprene were obtained.
Пример 3. Методика проведения опыта как в предыдущих примерах. Отличием является то, что на первой ступени контактирования используют два последовательно соединенных полых аппарата, а на второй ступени используют реакционно-разделительный аппарат. Example 3. The methodology of the experiment as in the previous examples. The difference is that in the first stage of contacting, two serially connected hollow apparatuses are used, and in the second stage, a reaction-separation apparatus is used.
Схема процесса представлена на фиг. 3. The process diagram is shown in FIG. 3.
В реакторный блок (реактор Р-1) подают 482,99 кг/ч исходной шихты (поток 1), содержащей, кг/ч: 12,20 формальдегида (в виде водного раствора формалина); 391,11 триметилкарбинола (в виде азеотропа); 72,91 воды (общее количество); 10,54 фосфорной кислоты, 0,11 оксиэтилиденфосфоновой кислоты и 0,22 гексаметилентетрамина, а также циркулирующий катализаторный раствор. In the reactor block (reactor R-1) serves 482.99 kg / h of the original mixture (stream 1), containing, kg / h: 12.20 formaldehyde (in the form of an aqueous solution of formalin); 391.11 trimethylcarbinol (as an azeotrope); 72.91 water (total); 10.54 phosphoric acid, 0.11 hydroxyethylidenephosphonic acid and 0.22 hexamethylenetetramine, as well as a circulating catalyst solution.
Подачу свежего катализатора прекращают при достижении концентрации фосфорной кислоты в циркулирующем катализаторном растворе 6 8% мас. The supply of fresh catalyst is stopped when the concentration of phosphoric acid in the circulating catalyst solution is 6 8% wt.
Температура на первой ступени контактирования 80oC, давление 15 амт. Время контакта 80 мин.The temperature in the first stage of contacting 80 o C, a pressure of 15 amt. Contact time 80 min.
Реакционная масса после первой ступени контактирования в количестве 1518,73 кг/ч (поток 3) разделения на углеводородный и водный потоки (5 и 4). The reaction mass after the first stage of contacting in the amount of 1518.73 kg / h (stream 3) separation into hydrocarbon and water streams (5 and 4).
Водный поток подают в контур циркуляции жидкой фазы второй ступени контактирования до ввода углеводородного потока. The water stream is fed into the circulation circuit of the liquid phase of the second stage of contacting before entering the hydrocarbon stream.
Углеводородный поток после первой ступени контактирования (272,14 кг/ч) разделяют на две части в соотношении 1:3. The hydrocarbon stream after the first stage of contacting (272.14 kg / h) is divided into two parts in a ratio of 1: 3.
Первую часть углеводородного потока подают в контур циркуляции жидкой фазы второй ступени контактирования до зоны подвода тепла и после зоны подвода тепла соотношении 1:1. The first part of the hydrocarbon stream is fed into the circulation circuit of the liquid phase of the second contact stage to the heat supply zone and after the heat supply zone in a 1: 1 ratio.
Вторую часть углеводородного потока подают на разделение и выделяют три фракции компонентов с температурами кипения: не выше 120oC, 120 - 140oC и выше 140oC.The second part of the hydrocarbon stream is fed for separation and three fractions of components with boiling points are isolated: not higher than 120 o C, 120 - 140 o C and above 140 o C.
Фракцию компонентов с температурой кипения не выше 120oC в количестве 196,06 кг/ч (поток 9) возвращают в углеводородный поток, подаваемый на вторую ступень контактирования.The fraction of components with a boiling point of not higher than 120 o C in the amount of 196.06 kg / h (stream 9) is returned to the hydrocarbon stream supplied to the second stage of contacting.
Фракцию компонентов с температурой кипения 120 140oC (поток 12) отправляют в узел выделения ИПЭС, где из нее выделяют в качестве товарного продукта фракцию ИПЭС в количестве 0,30 кг/ч (поток 15) и фракцию ДМД в количестве 4,88 кг/ч (поток 14), которую возвращают на вторую ступень контактирования.The fraction of components with a boiling point of 120-140 o C (stream 12) is sent to the IPES separation unit, where the IPES fraction in the amount of 0.30 kg / h (stream 15) and the DMD fraction in the amount of 4.88 kg are isolated as a commercial product / h (stream 14), which is returned to the second stage of contacting.
Фракцию компонентов с температурой кипения выше 140oC полностью возвращают в углеводородный поток, подаваемый на вторую ступень.The fraction of components with a boiling point above 140 o C completely return to the hydrocarbon stream supplied to the second stage.
Температура на второй ступени контактирования 125oC, давление 5 атм. Время контакта 40 мин.The temperature in the second stage of contacting 125 o C, a pressure of 5 ATM. Contact time 40 min.
Со второй ступени (реактор Р-2) выводят паровой поток 9 в количестве 429,16 кг/ч на выделение изопрена и рецикловый катализаторный раствор (поток 8) в количестве 1035,74 кг/ч, возвращаемый на первую ступень. From the second stage (reactor R-2), steam stream 9 in the amount of 429.16 kg / h is withdrawn to isolate isoprene and a recycle catalyst solution (stream 8) in the amount of 1035.74 kg / h is returned to the first stage.
Конверсия формальдегида 99,8% Выход изопрена на прореагировавший формальдегид 81,3% мол. The conversion of formaldehyde is 99.8%. The yield of isoprene on the reacted formaldehyde is 81.3 mol%.
При этом получается в качестве дополнительного товарного продукта фракция ИПЭС в количестве 13,5 на 1 т изопрена. At the same time, an IPES fraction in the amount of 13.5 per 1 ton of isoprene is obtained as an additional commercial product.
Пример 4. Методика проведения опыта и схема процесса как в примере 1. Отличием является то, что углеводородный поток после первой ступени контактирования подают на вторую ступень и в узел разделения в соотношении 3:1. Example 4. The methodology of the experiment and the process diagram as in example 1. The difference is that the hydrocarbon stream after the first stage of contacting is fed to the second stage and to the separation unit in a ratio of 3: 1.
В реакционный блок (реактор Р-1) подают 306,43 кг/ч исходной шихты (поток 1), содержащий, кг/ч: 16,40 формальдегида (в виде формалина с содержанием формальдегида 34% мас. и 5,8% мас. метанола); 68,02 триметилкарбинола (в виде азеотропа); 180,54 изобутилена; 38,65 воды (общее количество); 0,17 серной кислоты; 0,02 гексаметилентетрамина, а также циркулирующий катализаторный раствор. 306.43 kg / h of the initial charge (stream 1), containing, kg / h: 16.40 formaldehyde (in the form of formalin with formaldehyde content of 34% wt. And 5.8% wt.) Is fed into the reaction block (reactor R-1) methanol); 68.02 trimethylcarbinol (as an azeotrope); 180.54 isobutylene; 38.65 water (total); 0.17 sulfuric acid; 0.02 hexamethylenetetramine, as well as a circulating catalyst solution.
Подачу свежего катализатора прекращают при достижении концентрации серной кислоты в циркулирующем катализаторном растворе 0,3 0,5% мас. The supply of fresh catalyst is stopped when the concentration of sulfuric acid in the circulating catalyst solution of 0.3 to 0.5% wt.
Режим работы реакторного блока как в примере 1. Реакционная масса после первой ступени контактирования в количестве 340,26 кг/ч (поток 3) разделяется на углеводородный и водный потоки (5 и 4). The operating mode of the reactor block as in example 1. The reaction mass after the first stage of contacting in the amount of 340.26 kg / h (stream 3) is divided into hydrocarbon and water streams (5 and 4).
Водный поток подают в контур циркуляции жидкой фазы второй ступени контактирования до ввода углеводородного потока. The water stream is fed into the circulation circuit of the liquid phase of the second stage of contacting before entering the hydrocarbon stream.
Углеводородный поток после первой ступени контактирования (276,65 кг/ч) разделяю на две части в соотношении 3:1. After the first stage of contacting (276.65 kg / h), the hydrocarbon flow is divided into two parts in a ratio of 3: 1.
Первую часть углеводородного потока (поток 6) в количестве 207,49 кг/ч подают в контур циркуляции жидкой фазы второй ступени контактирования до зоны тепла и после зоны подвода тепла в соотношении 1:1. The first part of the hydrocarbon stream (stream 6) in an amount of 207.49 kg / h is fed into the circulation circuit of the liquid phase of the second stage of contacting to the heat zone and after the heat supply zone in a 1: 1 ratio.
Вторую часть углеводородного потока в количестве 69,16 кг/ч (поток 7) направляют на разделение с получением фракции компонентов с температурой кипения не выше 140oC, в которую в количестве 65,56 кг/ч (поток 10) возвращают в углеводородный поток, подававемый на вторую ступень контактирования, и фракцию с температурой кипения выше 140oC в количестве 3,60 кг/ч (поток 11), которую выделяют в качестве товарного продукта фракция ВПП.The second part of the hydrocarbon stream in an amount of 69.16 kg / h (stream 7) is sent for separation to obtain a fraction of components with a boiling point of not higher than 140 o C, to which 65.56 kg / h (stream 10) is returned to the hydrocarbon stream fed to the second stage of contacting, and a fraction with a boiling point above 140 o C in the amount of 3.60 kg / h (stream 11), which is allocated as a commercial product fraction of the runway.
Со второй ступени (реактор Р-2) выводят паровой поток 9 в количестве 301,61 кг/ч на выделение изопрена и рецикловый катализаторный раствор (поток 8) в количестве 33,84 кг/ч, возвращаемый на первую ступень. From the second stage (reactor R-2) the steam stream 9 is removed in an amount of 301.61 kg / h to isolate isoprene and a recycle catalyst solution (stream 8) in an amount of 33.84 kg / h is returned to the first stage.
Конверсия формальдегида 99,8% Выход изопрена на прореагировавший формальдегид 80,6% мол. The conversion of formaldehyde is 99.8%. The yield of isoprene on the reacted formaldehyde is 80.6 mol%.
При этом получается в качестве дополнительного товарного продукта фракция ВПП в количестве 120,2 кг на 1 т изопрена. In this case, a runway fraction in the amount of 120.2 kg per 1 ton of isoprene is obtained as an additional commercial product.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95122345/04A RU2099318C1 (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Method for production of isoprene |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95122345/04A RU2099318C1 (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Method for production of isoprene |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95122345A RU95122345A (en) | 1997-11-10 |
RU2099318C1 true RU2099318C1 (en) | 1997-12-20 |
Family
ID=20175265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95122345/04A RU2099318C1 (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Method for production of isoprene |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2099318C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008136706A1 (en) | 2007-05-03 | 2008-11-13 | Obshestvo S Ogranichennoi Otvetstvennoctiu 'eurochim-Spb-Trading' | Isoprene production method |
-
1995
- 1995-12-28 RU RU95122345/04A patent/RU2099318C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Огородников С.К., Идлис Г.С. Производство изопрена, - Л.: Химия, 1973, с. 47. JP, заявка 59-25337, кл. C 07 C 11/18, 1984. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008136706A1 (en) | 2007-05-03 | 2008-11-13 | Obshestvo S Ogranichennoi Otvetstvennoctiu 'eurochim-Spb-Trading' | Isoprene production method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1106445A3 (en) | Method of continuous production of secondary butyl alcohol | |
RU2099318C1 (en) | Method for production of isoprene | |
US5892129A (en) | Process for the preparation of 1,1,3-trialkoxypropane | |
US10377690B1 (en) | Method for catalytic production of refined enal products from an aldehyde feed stream using a single enclosed unit | |
RU2280022C1 (en) | Process of producing isoprene from isobutene and formaldehyde | |
US3972951A (en) | Process for the formation of 2,6-diphenyl-phenol | |
WO2009082260A1 (en) | Plant for the liquid phase synthesis of isoprene from isobutylene and formaldehyde | |
RU2085552C1 (en) | Method of isoprene production | |
RU2128637C1 (en) | Method of preparing isoprene | |
RU2388740C1 (en) | Method for synthesis of isobutene, isoprene and possibly tertbutanol | |
RU2458922C2 (en) | Method of producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane | |
RU2098398C1 (en) | Method of synthesis of isoprene | |
RU2203878C2 (en) | Isoprene production process | |
RU2131863C1 (en) | Method of preparing isoprene by liquid phase reaction of isobutene and formaldehyde | |
RU2622044C1 (en) | Method for production of isoprene using isobutene c4-fraction(s) and formaldehyde | |
RU2128636C1 (en) | Method of preparing isoprene | |
RU2167138C2 (en) | Method of synthesis of isoprene from isobutene-containing hydrocarbon mixtures and formaldehyde | |
RU2164909C2 (en) | Method for production of isoprene from formaldehyde and isobutene | |
RU2089536C1 (en) | Method of preparing tert-butanol | |
RU2341508C1 (en) | Method of obtaining isoprene | |
RU2319686C2 (en) | Method of processing isobutene-containing hydrocarbon mixture | |
RU2256645C2 (en) | Dimethyl ether production process | |
RU1811155C (en) | Process for preparing isoprene | |
US3792104A (en) | Manufacture of isoprene | |
RU2106332C1 (en) | Isoprene production process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20050727 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071229 |