RU2451005C1 - Compound method for catalytic processing of natural gas to obtain lower olefins - Google Patents

Compound method for catalytic processing of natural gas to obtain lower olefins Download PDF

Info

Publication number
RU2451005C1
RU2451005C1 RU2011121536/04A RU2011121536A RU2451005C1 RU 2451005 C1 RU2451005 C1 RU 2451005C1 RU 2011121536/04 A RU2011121536/04 A RU 2011121536/04A RU 2011121536 A RU2011121536 A RU 2011121536A RU 2451005 C1 RU2451005 C1 RU 2451005C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methane
chloride
methyl chloride
hydrodechlorination
hydrogen
Prior art date
Application number
RU2011121536/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Анисимович Трегер (RU)
Юрий Анисимович Трегер
Вячеслав Николаевич Розанов (RU)
Вячеслав Николаевич Розанов
Лев Матвеевич Карташов (RU)
Лев Матвеевич Карташов
Марк Рафаилович Флид (RU)
Марк Рафаилович Флид
Ольга Петровна Мурашова (RU)
Ольга Петровна Мурашова
Елена Александровна Аверина (RU)
Елена Александровна Аверина
Светлана Викторовна Епихина (RU)
Светлана Викторовна Епихина
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский инженерный центр "Синтез" (ООО НИИЦ "Синтез")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский инженерный центр "Синтез" (ООО НИИЦ "Синтез") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский инженерный центр "Синтез" (ООО НИИЦ "Синтез")
Priority to RU2011121536/04A priority Critical patent/RU2451005C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2451005C1 publication Critical patent/RU2451005C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method involves oxidative chlorination of methane, pyrolysis of the methyl obtained from methane oxychlorination, and is characterised by that after extracting chloromethanes from the methane oxychlorination step, the remaining still liquor, which primarily contains methylene chloride and chloroform, undergoes hydrodechlorination at temperature 150°-300°C on a palladium or nickel-molybdenum catalyst on a support, and the obtained stream of reaction gas is split into two fractions. One of said fractions with high-boiling point hydrodechlorination products, which contain unreacted methylene chloride and chloroform, is fed into a chloromethane separation unit for the methane oxychlorination step, and the other fraction with low-boiling point gases from the chloromethane hydrodechlorination process, which contain hydrogen, methane, hydrogen chloride and partially methyl chloride, is merged with the gas stream coming from the methyl chloride pyrolysis step, followed by combined separation thereof into hydrogen, methane, lower olefins and unreacted methyl chloride, which is returned to the catalytic pyrolysis step.
EFFECT: use of present method enables to increase output of methyl chloride and, consequently, light olefins obtained during conversion thereof.
1 cl, 1 tbl, 2 ex, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области химической промышленности, а именно к технологии получения низших олефинов и, в первую очередь, этилена и пропилена из метана, который может содержаться, в основном, в природном газе, а также попутном газе, биогазе и других источниках.The invention relates to the field of chemical industry, and in particular to a technology for the production of lower olefins and, first of all, ethylene and propylene from methane, which can be contained mainly in natural gas, as well as associated gas, biogas and other sources.

В настоящее время основным источником низших олефинов является нефтяное сырье. Однако ограниченность запасов нефти лимитирует возможности по увеличению роста объемов производства этилена, рыночный спрос на который имеет постоянную твердую тенденцию к росту. В связи с этим расширение сырьевой базы для получения этилена является актуальной проблемой и, в первую очередь, использование в качестве сырья природного газа.Currently, the main source of lower olefins is petroleum feed. However, limited oil reserves limit the possibility of increasing the growth of ethylene production, the market demand for which has a constant, solid upward trend. In this regard, the expansion of the raw material base for ethylene production is an urgent problem and, first of all, the use of natural gas as a raw material.

Альтернативные способы получения легких олефинов предполагают для производства этилена использование в качестве сырья метанола, диметилового эфира и хлористого метила. Все перечисленные соединения могут быть получены путем химической переработки метана.Alternative methods for producing light olefins involve the use of methanol, dimethyl ether and methyl chloride as a raw material for the production of ethylene. All of these compounds can be obtained by chemical processing of methane.

Например, известен способ получения низших алкенов конверсией метанола и/или диметилового эфира на кристаллическом алюмосиликатном цеолите ZSM-34, содержащем оксиды магния/платины и марганца (US 4471150, B01J 29/50, 1984.09.11).For example, a method is known for producing lower alkenes by the conversion of methanol and / or dimethyl ether on crystalline aluminosilicate zeolite ZSM-34 containing oxides of magnesium / platinum and manganese (US 4471150, B01J 29/50, 1984.09.11).

Недостатком способов получения олефинов из природного газа через метанол и/или диметиловый эфир является необходимость предварительной конверсии природного газа в синтез-газ с помощью водяного пара, кислорода или углекислого газа; последующее превращение синтез-газа в метанол и/или диметиловый эфир и, наконец, на третьей стадии конверсия метанола и/или диметилового эфира в легкие олефины.The disadvantage of the methods for producing olefins from natural gas through methanol and / or dimethyl ether is the need for preliminary conversion of natural gas to synthesis gas using water vapor, oxygen or carbon dioxide; the subsequent conversion of the synthesis gas to methanol and / or dimethyl ether, and finally, in the third stage, the conversion of methanol and / or dimethyl ether to light olefins.

При отсутствии первой стадии наиболее выгодным считается процесс через промежуточное получение хлористого метила методом окислительного хлорирования метана и последующую конверсию хлористого метила [Fox J.M., Chen ТР., Degen B.D. / An Evaluation of Direct Methane Conversion Processes // Chem. Eng. Progr. 1990. V.86. №1. Р.86-98].In the absence of the first stage, the process through the intermediate production of methyl chloride by the method of oxidative chlorination of methane and the subsequent conversion of methyl chloride [Fox J.M., Chen TP., Degen B.D. / An Evaluation of Direct Methane Conversion Processes // Chem. Eng. Progr. 1990. V.86. No. 1. P.86-98].

Использование хлористого метила в качестве исходного сырья позволяет сократить процесс получения олефинов из метана до двух стадий:The use of methyl chloride as a feedstock reduces the process for producing olefins from methane to two stages:

- прямое или окислительное хлорирование метана с получением хлористого метила;- direct or oxidative chlorination of methane to obtain methyl chloride;

- прямое превращение хлористого метила в олефины в присутствии цеолитов.- direct conversion of methyl chloride to olefins in the presence of zeolites.

Известен каталитический способ получения олефинов С24 путем конверсии сырья, содержащего хлористый метил, на декатионированном цеолите типа Н-ZSM-5 в качестве катализатора при температурах 294-440°C [SU 1214644, C07C 1/26, 11/02, 1986.02.28].A known catalytic method for the production of C 2 -C 4 olefins by converting methyl chloride-containing feedstock onto decationated H-ZSM-5 type zeolite as a catalyst at temperatures of 294-440 ° C [SU 1214644, C07C 1/26, 11/02, 1986.02.28].

Высокие конверсии хлористого метила и селективности по этилену и пропилену получены на катализаторе ЦВМ (российский аналог ZSM-5) и силикоалюмофосфатном катализаторе SAPO-34 [Трегер Ю.А., Розанов В.Н., Луньков С.А., Мурашова О.П., Дасаева Г.С. // Катализ в промышленности. 2009. №2. С.14-18]. Получение легких олефинов из хлористого метила на катализаторе SAPO-34 описано также в работе [Wei Y., Zhang D., Liu Z., Su B-L. // Journal of Catalysis. 2006. V.238. P.46-57].High methyl chloride conversions and selectivities for ethylene and propylene were obtained on a CVM (Russian analogue ZSM-5) and silicoaluminophosphate catalyst SAPO-34 [Treger Yu.A., Rozanov V.N., Lunkov S.A., Murashova O.P. ., Dasaeva G.S. // Catalysis in industry. 2009. No2. S.14-18]. The preparation of light olefins from methyl chloride on an SAPO-34 catalyst is also described in [Wei Y., Zhang D., Liu Z., Su B-L. // Journal of Catalysis. 2006. V.238. P.46-57].

Присутствие катализаторов обычно не сказывается на селективности. Однако известен способ (US 4523040, C07C 17/10, опубл. 11.06.1985 г.), в котором на катализаторе, содержащем 20% оксифторида тантала на окиси алюминия, при температуре 240°C и соотношении метана и хлора 8:1 конверсия хлора составляет 99% и селективность по хлористому метилу 99%. На остальных катализаторах конверсия хлора невысока, а селективность по хлористому метилу 99% достигается только на платине и палладии.The presence of catalysts usually does not affect selectivity. However, a known method (US 4523040, C07C 17/10, publ. 11.06.1985), in which on a catalyst containing 20% tantalum oxyfluoride on alumina, at a temperature of 240 ° C and a methane / chlorine ratio of 8: 1 chlorine conversion is 99% and the selectivity for methyl chloride is 99%. On other catalysts, chlorine conversion is low, and 99% methyl chloride selectivity is achieved only on platinum and palladium.

Аналогичная высокая селективность каталитического процесса хлорирования метана на платиновом катализаторе приведена в патенте (RU 2330834 С1, C07C 19/03, B01J 21/08, C07C 17/10, 2007.06.28). Для увеличения селективности на катализаторе дополнительно формируют активные центры с повышенной кислотностью, характеризующиеся глубиной дейтероводородного обмена не ниже 10%.A similar high selectivity of the catalytic process of methane chlorination on a platinum catalyst is given in the patent (RU 2330834 C1, C07C 19/03, B01J 21/08, C07C 17/10, 2007.06.28). To increase the selectivity, active centers with increased acidity are additionally formed on the catalyst, characterized by a deuterium-hydrogen exchange depth of at least 10%.

Однако получение хлористого метила прямым хлорированием метана имеет большой недостаток, связанный с тем, что не менее половины потребляемого хлора превращается в абгазный хлористый водород, сбыт которого весьма затруднен. С этой точки зрения гораздо более выгодно получать хлористый метил окислительным хлорированием метана, когда процесс полностью балансируется по хлору. В этом случае процесс получения этилена из метана проходит следующим образом:However, the production of methyl chloride by direct chlorination of methane has a major drawback associated with the fact that at least half of the consumed chlorine is converted to abhase hydrogen chloride, the sale of which is very difficult. From this point of view, it is much more profitable to obtain methyl chloride by oxidative chlorination of methane, when the process is completely balanced by chlorine. In this case, the process of obtaining ethylene from methane is as follows:

2СН4+2HCl+O2→2CH3Cl+2H2O2CH 4 + 2HCl + O 2 → 2CH 3 Cl + 2H 2 O

2CH3Cl→С2Н4+2HCl2CH 3 Cl → C 2 H 4 + 2HCl

Известен каталитический способ получения хлорметанов, заключающийся в проведении процесса оксихлорирования метана при малых стационарных парциальных давлениях хлора (0,1 кПа) и хлористого водорода (5 кПа) в реакционной зоне путем распределения кислорода и хлористого водорода и/или хлора или их смесей в объемных соотношениях 1:0,5-1:2 между секциями адиабатического реактора при подаче на вход метана и/или хлорметанов в смеси с частью кислорода и хлористого водорода в объемных соотношениях 10:0,1:0,2-10:1:2 соответственно. Процесс проводят либо в неподвижном, либо в "кипящем" слое трегерного катализатора. В качестве трегерных катализаторов используют сочетания хлоридов меди с хлоридами щелочных, щелочноземельных и редкоземельных элементов на пористых носителях с величиной удельной поверхности до 30 м2/г (RU 94029797 А1, C07C 19/01, C07C 17/154, 1996.06.20).A known catalytic method for producing chloromethanes, which consists in carrying out the process of oxychlorination of methane at low stationary partial pressures of chlorine (0.1 kPa) and hydrogen chloride (5 kPa) in the reaction zone by distribution of oxygen and hydrogen chloride and / or chlorine or mixtures thereof in volume ratios 1: 0.5-1: 2 between sections of the adiabatic reactor when methane and / or chloromethanes are mixed with oxygen and hydrogen chloride in volume ratios of 10: 0.1: 0.2-10: 1: 2, respectively. The process is carried out either in a fixed or in a "boiling" bed of a tribrach catalyst. As tribrach catalysts, combinations of copper chlorides with alkali, alkaline earth and rare earth chlorides on porous supports with a specific surface area of up to 30 m 2 / g (RU 94029797 A1, C07C 19/01, C07C 17/154, 1996.06.20) are used.

Аналогом настоящего изобретения является способ окислительного галогенирования C1 углеводородов (метана) до галогенированных C1 углеводородов и связанные с ним интегрированные способы (RU 2286329, C07C 17/154, 2005.05.10). Способ включает: (a) контактирование метана, галогенированного метана или их смеси с источником галогена и с источником кислорода в присутствии катализатора в условиях процесса окислительного галогенирования, достаточных для получения метилгалогенида и необязательно дигалогенметана; затем на дополнительной стадии (b) метилгалогенид подвергают конденсации с образованием легких олефинов и/или газолинов контактированием полученного таким образом метилгалогенида и необязательно дигалогенметана с катализатором конденсации в условиях, достаточных для получения, по меньшей мере, одного легкого олефина.An analogue of the present invention is a method for the oxidative halogenation of C 1 hydrocarbons (methane) to halogenated C 1 hydrocarbons and associated integrated methods (RU 2286329, C07C 17/154, 2005.05.10). The method includes: (a) contacting methane, halogenated methane or a mixture thereof with a halogen source and with an oxygen source in the presence of a catalyst under the conditions of an oxidative halogenation process sufficient to produce methyl halide and optionally dihalogenomethane; then, in a further step (b), the methyl halide is condensed to form light olefins and / or gasolines by contacting the methyl halide and optionally dihalogenomethane thus obtained with a condensation catalyst under conditions sufficient to produce at least one light olefin.

В данном способе источником галогена является хлористый водород, катализатор конденсации выбран из группы, состоящей из алюмосиликатов со структурными кодами ДСМ-2 и ZSM, алюмофосфатов, боросиликатов, силикатов и кремнийалюмофосфатов.In this method, the source of the halogen is hydrogen chloride, the condensation catalyst is selected from the group consisting of aluminosilicates with structural codes DSM-2 and ZSM, aluminophosphates, borosilicates, silicates and silicoaluminophosphates.

Результаты испытаний силикоалюмофосфатного катализатора «SAPO-34» в конверсии хлористого метила в легкие олефины показаны в работе [Wei Y., Zhang D., Liu Z., Su B-L. // Journal of Catalysis. 2006. V.238. P.46-57]. Максимальная селективность образования легких олефинов в процессе каталитической конверсии хлористого метила (~80%) достигается на катализаторе «SAPO-34» при температуре 450°C.The test results of the SAPO-34 silicoaluminophosphate catalyst in the conversion of methyl chloride to light olefins are shown in [Wei Y., Zhang D., Liu Z., Su B-L. // Journal of Catalysis. 2006. V.238. P.46-57]. The maximum selectivity for the formation of light olefins during the catalytic conversion of methyl chloride (~ 80%) is achieved on the SAPO-34 catalyst at a temperature of 450 ° C.

В работе [Трегера Ю.А., Розанова В.Н., Лунькова С.А., Мурашовой О.П., Дасаевой Г.С. // Катализ в промышленности. 2009. №2. С.14-18] на том же катализаторе и при той же температуре удалось достичь селективности образования этилена и пропилена ~85%. Конверсия хлористого метила при этом составляла ~75%. При конверсии хлористого метила на цеолите ЦВМ (аналог ZSM-5) максимальная селективность по сумме этилена и пропилена составляла ~40% при температуре 400°C. При этом достигалась 98-100% степень превращения хлористого метила.In the work [Treger Yu.A., Rozanov V.N., Lunkova S.A., Murashova O.P., Dasaeva G.S. // Catalysis in industry. 2009. No2. S.14-18] on the same catalyst and at the same temperature, the selectivity of ethylene and propylene formation of ~ 85% was achieved. The conversion of methyl chloride was ~ 75%. In the conversion of methyl chloride to zeolite CVM (analogue of ZSM-5), the maximum selectivity for the sum of ethylene and propylene was ~ 40% at a temperature of 400 ° C. In this case, a 98-100% conversion of methyl chloride was achieved.

Прототипом настоящего изобретения является каталитический способ переработки метана, включающий прямое и/или окислительное хлорирование метана до хлористого метила, при этом для оксихлорирования метана хлористый водород берут в объемном отношении к метану как 0,5-1:1, кислород, в суммарном объемном отношении к хлористому водороду в пределах 0,58-0,68:1 и на стадии окислительного хлорирования в процесс в массовом количественном отношении как 3,5-4:1 к непрореагировавшему хлористому водороду вводят воду, с помощью которой непрореагировавший хлористый водород в составе образующейся соляной кислоты возвращают в процесс на стадию оксихлорирования метана; пиролиз хлористого метила, полученного при хлорировании и/или оксихлорировании метана с получением низших олефинов, преимущественно этилена [RU 2394805, кл. C07C 17/154, опубл. 20.07.2010 г.]. В процессе достигается полное использование хлористого водорода.A prototype of the present invention is a catalytic method for the processing of methane, including direct and / or oxidative chlorination of methane to methyl chloride, while for the oxychlorination of methane, hydrogen chloride is taken in volume ratio to methane as 0.5-1: 1, oxygen, in total volume ratio to hydrogen chloride in the range of 0.58-0.68: 1 and at the stage of oxidative chlorination in the process in a mass quantitative ratio of 3.5-4: 1 to unreacted hydrogen chloride is introduced water, with which unreacted chlorine hydrogen true in part formed hydrochloric acid is recycled to step oxychlorination of methane; pyrolysis of methyl chloride obtained by chlorination and / or oxychlorination of methane to obtain lower olefins, mainly ethylene [RU 2394805, cl. C07C 17/154, publ. 07/20/2010]. In the process, the full use of hydrogen chloride is achieved.

Основным недостатком способа получения легких олефинов по прототипу является получение большого количества побочного продукта - дихлорметана (метиленхлорида), который при конверсии хлористого метила в легкие олефины полностью превращается в хлористый водород и углерод, отлагающийся на поверхности катализатора и уменьшающий вследствие этого его активность.The main disadvantage of the prototype method for producing light olefins is the production of a large amount of a by-product, dichloromethane (methylene chloride), which, when methyl chloride is converted to light olefins, is completely converted to hydrogen chloride and carbon, which is deposited on the surface of the catalyst and therefore reduces its activity.

Согласно примерам, приведенным в патенте RU 2286329, количество метиленхлорида от суммы хлористого метила, метиленхлорида, хлороформа и оксидов углерода колеблется от 10,2 до 18,0%. В прототипе RU 2394805 селективность по метиленхлориду в той же сумме продуктов составляет 6,5%.According to the examples given in patent RU 2286329, the amount of methylene chloride from the sum of methyl chloride, methylene chloride, chloroform and carbon oxides ranges from 10.2 to 18.0%. In the prototype RU 2394805, methylene chloride selectivity in the same amount of products is 6.5%.

Технический результат настоящего изобретения состоит в увеличении выхода хлористого метила, а соответственно и легких олефинов, полученных при его конверсии.The technical result of the present invention is to increase the yield of methyl chloride, and, accordingly, of light olefins obtained during its conversion.

Для получения вышеуказанного технического результата предлагается комплексный способ каталитической переработки метана из природного газа с получением низших олефинов, преимущественно этилена, через промежуточный синтез хлористого метила методом окислительного хлорирования метана и последующего каталитического пиролиза хлористого метила, включающий окислительное хлорирование метана, пиролиз полученного на стадии оксихлорирования метана хлористого метила, отличающийся тем, что после выделения хлористого метила со стадии оксихлорирования кубовую жидкость, содержащую преимущественно метиленхлорид и хлороформ, при температуре 150-300°C на палладиевом или никель-молибденовом катализаторе на носителе подвергают гидродехлорированию, а полученный после гидродехлорирования поток реакционного газа разделяют на две фракции, одну их которых с высококипящими продуктами гидродехлорирования, содержащими непрореагировавший метиленхлорид и хлороформ, направляют на узел разделения хлорметанов стадии оксихлорирования метана, а другую - с низкокипящими газами процесса гидродехлорирования хлорметанов, включающими водород, метан, хлористый водород и частично хлористый метил, объединяют с газовым потоком, выходящим со стадии пиролиза хлористого метила с последующим их совместным разделением на водород, метан, низшие олефины и непрореагировавший хлористый метил, который возвращают на стадию каталитического пиролиза.To obtain the above technical result, a complex method is proposed for the catalytic processing of methane from natural gas to produce lower olefins, mainly ethylene, through intermediate synthesis of methyl chloride by the method of oxidative chlorination of methane and subsequent catalytic pyrolysis of methyl chloride, including oxidative chlorination of methane, pyrolysis of methane chloride during the oxychlorination stage methyl, characterized in that after the separation of methyl chloride from the stage of oxychl at a temperature of 150-300 ° C on a palladium or nickel-molybdenum catalyst on a support is subjected to hydrodechlorination, and the reaction gas stream obtained after hydrodechlorination is divided into two fractions, one of which with high boiling hydrodechlorination products containing unreacted methylene chloride and chloroform are sent to the methane chlorine separation unit at the methane oxychlorination stage, and the other with low boiling process gases odehlorirovaniya chloromethanes comprising hydrogen, methane, hydrogen chloride and partly methyl chloride, is combined with the gas effluent from step pyrolysis of methyl chloride with subsequent joint separation into hydrogen, methane, lower olefins and unreacted methyl chloride, which is recycled to the catalytic pyrolysis step.

В соответствии с технологической схемой предлагаемый комплексный способ каталитической переработки метана включает: стадию (а) окислительного хлорирования метана, выделения хлористого водорода из потока реакционных газов оксихлорирования метана в виде соляной кислоты, ее ректификации с удалением реакционной воды и получением азеотропа соляной кислоты, возвращаемого в реактор оксихлорирования метана, выделения и разделения хлорметанов с получением хлористого метила; стадию (б) пиролиза хлористого метила, включающую, собственно, узел пиролиза, узлы выделения метановой фракции, этилена, хлористого водорода, пропилена, рецикла хлористого метила, фракций С4 и С5; стадию (в), на которой кубовую жидкость со стадии оксихлорирования метана, содержащую преимущественно метиленхлорид, хлороформ и следы ЧХУ, подвергают гидродехлорированию, с возвратом фракции высококипящих продуктов гидродехлорирования на узел разделения хлорметанов и присоединением фракции низкокипящих продуктов к газам каталитического пиролиза хлористого метила для их последующего совместного разделения.In accordance with the technological scheme, the proposed complex method for the catalytic processing of methane includes: stage (a) oxidative chlorination of methane, the release of hydrogen chloride from the reaction gas stream of methane oxychlorination in the form of hydrochloric acid, its rectification with the removal of reaction water and obtaining a hydrochloric azeotrope returned to the reactor oxychlorination of methane, isolation and separation of chloromethanes to obtain methyl chloride; stage (b) methyl chloride pyrolysis, including, in fact, a pyrolysis unit, units for isolating the methane fraction, ethylene, hydrogen chloride, propylene, methyl chloride recycling, fractions C 4 and C 5 ; stage (c), in which the bottom liquid from the methane oxychlorination stage, containing mainly methylene chloride, chloroform and traces of CFCs, is subjected to hydrodechlorination, returning the fraction of high boiling hydrodechlorination products to the chloromethane separation unit and attaching the fraction of low boiling products to the catalytic pyrolysis gases of methyl chloride for their subsequent joint separation.

Находящиеся в кубовой жидкости после оксихлорирования метана побочные продукты: метиленхлорид, небольшое количество хлороформа и следовое количество четыреххлористого углерода (ЧХУ), отделяются от полученного хлористого метила и подвергаются гидродехлорированию водородом в присутствии катализатора палладиевого или никель-молибденового с целью дополнительного получения хлористого метила, метана и хлористого водорода.The by-products found in the bottom liquid after methane oxychlorination: methylene chloride, a small amount of chloroform and a trace amount of carbon tetrachloride (CFC), are separated from the obtained methyl chloride and are hydrodechlorinated with hydrogen in the presence of a palladium or nickel-molybdenum catalyst in order to additionally produce methyl chloride, methane and hydrogen chloride.

CH2Cl22→CH3Cl+HClCH 2 Cl 2 + H 2 → CH 3 Cl + HCl

CH2Cl2+2Н2→СН4+2HClCH 2 Cl 2 + 2H 2 → CH 4 + 2HCl

CHCl3+2Н2→CH3Cl+2HClCHCl 3 + 2H 2 → CH 3 Cl + 2HCl

CHCl3+3Н2→СН4+3HClCHCl 3 + 3H 2 → CH 4 + 3HCl

Предлагаемый комплексный способ каталитической переработки метана из природного газа позволяет достичь более высокого выхода этилена, попутного продукта пропилена и фракции С4 за счет получения дополнительного количества хлористого метила и метана при гидродехлориовании кубовой жидкости. Кроме того, при гидродехлорировании метан, затраченный на получение метиленхлорида, хлороформа и ЧХУ, частично регенерируется. При этом значительно уменьшается зауглероживание катализатора пиролиза хлористого метила за счет разложения метиленхлорида и хлороформа при осуществлении следующих реакций.The proposed integrated method for the catalytic processing of methane from natural gas allows to achieve a higher yield of ethylene, a by-product of propylene and a C 4 fraction by obtaining an additional amount of methyl chloride and methane during hydrodechlorination of bottoms. In addition, during hydrodechlorination, methane spent on methylene chloride, chloroform, and CFCs is partially regenerated. This significantly reduces the carbonization of the methyl chloride pyrolysis catalyst due to the decomposition of methylene chloride and chloroform during the following reactions.

CH2Cl2→С+2HClCH 2 Cl 2 → C + 2HCl

CHCl3→С+HCl+Cl2 CHCl 3 → C + HCl + Cl 2

CCl4→С+2Cl2 CCl 4 → C + 2Cl 2

Осуществление предлагаемого комплексного способа каталитической переработки метана, извлеченного из природного газа, с получением низших олефинов иллюстрируется на схемах, представленных на фиг.1 и 2, где на фиг.1 показана технологическая схема предлагаемого по настоящему изобретению способа, на фиг.2 для сравнения показана технологическая схема проведения процесса по прототипу [патент RU 2394805].The implementation of the proposed integrated method for the catalytic processing of methane extracted from natural gas to produce lower olefins is illustrated in the diagrams shown in figures 1 and 2, where figure 1 shows the process diagram of the proposed invention of the invention, figure 2 shows for comparison technological scheme of the process of the prototype [patent RU 2394805].

Комплексный способ каталитической переработки метана, извлеченного из природного газа, осуществляется следующим образом.An integrated method for the catalytic processing of methane extracted from natural gas is as follows.

Пример 1.Example 1

В реактор 1 (фиг.1), представляющий собой цилиндрический аппарат с внутренним диаметром 800 мм, изготовленный из углеродистой стали и футерованный изнутри кислотостойким кирпичом, снабженный четырьмя полками с помещенным на них катализатором, направляют свежий метан в количестве 107,9 нм3/ч, хлористый водород (93,2 нм3/ч) со стадии разделения продуктов реакции 6 и рецикл метана (406 нм3/ч), содержащего в нм3/ч: 282,6 СН4, 45,1 CO2, 43,4 CO, 30,4 N2 и 4,5 O2. Подача кислорода (58,7 нм3/ч) осуществляется отдельно на каждую полку с катализатором: на первую полку подают 8,6 нм3/ч, вторую 11,4 нм3/ч, третью 16,5 нм3/ч и четвертую 22,2 нм3/ч. Давление в реакторе 2-10 атм.Fresh methane in the amount of 107.9 nm 3 / h is sent to the reactor 1 (Fig. 1), which is a cylindrical apparatus with an internal diameter of 800 mm, made of carbon steel and lined from the inside with acid-resistant brick, equipped with four shelves with a catalyst placed on them. , hydrogen chloride (93.2 nm 3 / h) from the stage of separation of reaction products 6 and methane recycling (406 nm 3 / h), containing in nm 3 / h: 282.6 СН 4 , 45.1 CO 2 , 43, 4 CO, 30.4 N 2 and 4.5 O 2 . The oxygen supply (58.7 nm 3 / h) is carried out separately for each shelf with a catalyst: 8.6 nm 3 / h, the second 11.4 nm 3 / h, the third 16.5 nm 3 / h and the fourth 22.2 nm 3 / h. The pressure in the reactor is 2-10 atm.

Катализатор процесса переработки метана представляет собой смесь хлоридов меди, калия и лантана в мольном соотношении 1:1:0,3, нанесенную в количестве 3-30 мас.%, преимущественно 22 мас.%, на пористый носитель с удельной поверхностью 1-60 м2/г, например на поверхность пропаренного силикагеля с удельной поверхностью 30 м2/г. Количество катализатора на полках по ходу газа распределяют в увеличивающейся прогрессии в соотношении 1:1,3:1,9:2,6 (в объемном исчислении соответственно 120, 160, 230 и 310 л). При пуске процесса для охлаждения реакционного газа между полками реактора вводят путем впрыска воду в общем количестве 216 кг/ч, которая, испаряясь, отводит тепло реакции. Затем при извлечении из реакционного газа этой воды и ее рецикле в реактор 1 вместе с водой возвращают не прореагировавший хлористый водород в количестве 54 кг/ч в виде ~20% соляной кислоты. В результате достигается полное использование исходного хлористого водорода на стадии хлорирования метана.The methane processing catalyst is a mixture of copper, potassium and lanthanum chlorides in a molar ratio of 1: 1: 0.3, applied in an amount of 3-30 wt.%, Mainly 22 wt.%, On a porous support with a specific surface area of 1-60 m 2 / g, for example on the surface of steamed silica gel with a specific surface of 30 m 2 / g The amount of catalyst on the shelves along the gas is distributed in an increasing progression in the ratio of 1: 1.3: 1.9: 2.6 (in volume terms, respectively, 120, 160, 230 and 310 l). When starting the process for cooling the reaction gas between the shelves of the reactor, water is injected in a total amount of 216 kg / h, which evaporates and removes the reaction heat. Then, when this water is extracted from the reaction gas and recycled to the reactor 1, unreacted hydrogen chloride in the amount of 54 kg / h in the form of ~ 20% hydrochloric acid is returned together with water. As a result, full utilization of the starting hydrogen chloride at the methane chlorination stage is achieved.

20% соляная кислота вводится на полки реактора с увеличением ее количества от полки к полке: после первой полки - в количестве 65 кг/ч, после второй 85 кг/ч и после третьей 120 кг/ч. Общее количество вводимой воды и растворенного в ней хлористого водорода составляет 216 кг/ч и 54 кг/ч соответственно, суммарно 270 кг/ч. Температуру газа на входе в слой катализатора поддерживают на уровне 300-320°C впрыском соляной кислоты, а температуру газа на выходе из слоя катализатора регулируют подачей кислорода на каждую полку реактора в пределах 400-420°C.20% hydrochloric acid is introduced onto the reactor shelves with an increase in its amount from shelf to shelf: after the first shelf, in the amount of 65 kg / h, after the second 85 kg / h and after the third 120 kg / h. The total amount of introduced water and dissolved in it hydrogen chloride is 216 kg / h and 54 kg / h, respectively, a total of 270 kg / h. The gas temperature at the inlet to the catalyst bed is maintained at 300-320 ° C by injection of hydrochloric acid, and the gas temperature at the outlet of the catalyst bed is controlled by the supply of oxygen to each reactor shelf within 400-420 ° C.

Выходящий из реактора оксихлорирования 1 газовый поток, содержащий в нм3/ч: СН4 302,1, CH3Cl 80, CH2Cl2 6, CHCl3 0,4, CO2 48,2, CO 46,4, N2 32,5, O2 4,8, HCl 33,1, H2O 374,2, подвергают охлаждению для конденсации соляной кислоты в ректификационной колонне 2. За счет тепла конденсации происходит отгонка реакционной воды. Из куба ректификационной колонны 2 отводится 270 кг/ч 20% соляной кислоты (216 кг/ч воды и 54 кг/ч хлористого водорода), которая возвращает в реактор непрореагировавший хлористый водород и одновременно используется для съема тепла реакции.Coming out of the oxychlorination reactor 1 gas stream containing in nm 3 / h: CH 4 302.1, CH 3 Cl 80, CH 2 Cl 2 6, CHCl 3 0,4, CO 2 48,2, CO 46,4, N 2 32.5, O 2 4.8, HCl 33.1, H 2 O 374.2, subjected to cooling to condense hydrochloric acid in distillation column 2. Due to the heat of condensation, the reaction water is distilled off. 270 kg / h of 20% hydrochloric acid (216 kg / h of water and 54 kg / h of hydrogen chloride) are discharged from the bottom of the distillation column 2, which returns unreacted hydrogen chloride to the reactor and is simultaneously used to remove the heat of reaction.

Выходящий из колонны 2 поток реакционного газа после отделения с помощью охлаждения в конденсаторе 3 реакционной воды подают в колонну 4 для конденсации и извлечения хлорметанов в количестве 180,2 кг/ч (80 нм3/ч) хлористого метила, 22,7 кг (6 нм3/ч) метиленхлорида и 2,1 кг/ч (0,4 нм3/ч) хлороформа.The reaction gas stream leaving column 2 after separation by cooling in a condenser 3 of reaction water is supplied to column 4 for condensation and extraction of chloromethanes in an amount of 180.2 kg / h (80 nm 3 / h) methyl chloride, 22.7 kg (6 nm 3 / h) methylene chloride and 2.1 kg / h (0.4 nm 3 / h) chloroform.

Оставшийся, не сконденсировавшийся и освобожденный от хлорметанов газовый поток, содержащий ~70% метана и ~30% инертов (N2, CO, CO2), возвращают в полочный реактор оксихлорирования 1. При этом часть этого газового потока в количестве 28 нм3/ч сдувается для вывода инертов, азот попадает в систему с метаном (1,1 нм3/ч) и кислородом (1 нм3/ч), CO и CO2 в количестве 3 и 3,1 нм3/ч соответственно образуются в реакторе оксихлорирования. Сдувку используют в качестве топливного газа.The remaining, not condensed and freed from chloromethanes gas stream containing ~ 70% methane and ~ 30% inerts (N 2 , CO, CO 2 ) is returned to the oxychlorination shelf reactor 1. Moreover, a portion of this gas stream in an amount of 28 nm 3 / h is deflated to remove inert, nitrogen enters the system with methane (1.1 nm 3 / h) and oxygen (1 nm 3 / h), CO and CO 2 in the amount of 3 and 3.1 nm 3 / h are formed in the reactor, respectively oxychlorination. Purge is used as fuel gas.

Выделенный в колонне 4 хлористый метил (80 нм3/ч) в отличие от прототипа одновременно отделяют в этой колонне 4 от метиленхлорида (6 нм3/ч) и хлороформа (0,4 нм3/ч) и направляют на стадию каталитического пиролиза в реактор 5 для получения олефинов.The methyl chloride (80 nm 3 / h) isolated in column 4, in contrast to the prototype, is simultaneously separated in this column 4 from methylene chloride (6 nm 3 / h) and chloroform (0.4 nm 3 / h) and sent to the catalytic pyrolysis stage in reactor 5 for the production of olefins.

Процесс каталитического пиролиза проводят в реакторе 5 с псевдоожиженным слоем силико-алюмофосфатного катализатора типа SAPO-34 при давлении 2-5 атм, преимущественно 2 атм, и температуре 470°C. Диаметр реактора 260 мм. Количество катализатора 55 л. При пиролизе за счет разложения хлорметанов происходит постоянное зауглероживание катализатора. Поэтому рядом с реактором получения олефинов установлен аппарат (на фиг.2 не показан) для регенерации катализатора путем выжигания углеродистых отложений воздухом. Процесс регенерации проводят в псевдоожиженном слое при температуре 550°C и давлении 2 атм. Диаметр реактора 50 мм, количество катализатора, находящегося на регенерации, составляет 5 л.The process of catalytic pyrolysis is carried out in a reactor 5 with a fluidized bed of a silicoaluminophosphate catalyst of the SAPO-34 type at a pressure of 2-5 atm, preferably 2 atm, and a temperature of 470 ° C. The diameter of the reactor is 260 mm. The amount of catalyst 55 liters During pyrolysis due to the decomposition of chloromethanes, a constant carbonization of the catalyst occurs. Therefore, an apparatus (not shown in FIG. 2) is installed near the olefin production reactor for regenerating the catalyst by burning carbon deposits by air. The regeneration process is carried out in a fluidized bed at a temperature of 550 ° C and a pressure of 2 atm. The diameter of the reactor is 50 mm, the amount of catalyst in regeneration is 5 l.

Зауглероженный в процессе пиролиза катализатор постоянно перетекает из реактора в регенератор, а регенерированный катализатор пневмотранспортом поднимается и ссыпается в реактор. Количество отложившегося на катализаторе кокса ввиду отсутствия метиленхлорида и хлороформа в исходной смеси по сравнению с прототипом снижается с 3,6 до 0,2 кг/ч. На регенерацию подается 3 нм3/ч воздуха. Выходящие из регенератора газы содержат 0,4 нм3/ч CO2, 0,2 нм3/ч O2 и 2,4 нм3/ч N2.Carbonized during the pyrolysis process, the catalyst constantly flows from the reactor to the regenerator, and the regenerated catalyst rises and falls into the reactor by pneumatic transport. The amount of coke deposited on the catalyst due to the absence of methylene chloride and chloroform in the initial mixture in comparison with the prototype is reduced from 3.6 to 0.2 kg / h. 3 nm 3 / h of air is supplied for regeneration. The gases leaving the regenerator contain 0.4 nm 3 / h CO 2 , 0.2 nm 3 / h O 2 and 2.4 nm 3 / h N 2 .

Кубовую жидкость, оставшуюся после выделения в колонне 4 хлористого метила и содержащую метиленхлорид (6 нм3/ч) и хлороформ (0,4 нм3/ч), направляют в реактор гидродехлорирования 7 диаметром 150 мм, где хлорметаны, находящиеся в кубовой жидкости, испаряют, смешивают с водородом (14,3 нм3/ч) и подвергают гидродехлорированию при температуре 150-300°C в присутствии выпускаемого промышленностью по ТУ 2172-004-9409069-2005 палладиевого катализатора (4,7 л). В качестве продуктов реакции получают 1,2 нм3/ч хлористого метила, 5,2 нм3/ч метана и 12,0 нм3/ч хлористого водорода.The bottom liquid remaining after the isolation of methyl chloride in the column 4 and containing methylene chloride (6 nm 3 / h) and chloroform (0.4 nm 3 / h) is sent to a hydrodechlorination reactor 7 with a diameter of 150 mm, where chloromethanes in the bottom liquid evaporated, mixed with hydrogen (14.3 nm 3 / h) and subjected to hydrodechlorination at a temperature of 150-300 ° C in the presence of palladium catalyst manufactured by the industry according to TU 2172-004-9409069-2005 (4.7 l). 1.2 nm 3 / h of methyl chloride, 5.2 nm 3 / h of methane and 12.0 nm 3 / h of hydrogen chloride are obtained as reaction products.

Газовый поток после гидродехлорирования из реактора 7 направляют в конденсационно-отпарную колонну 8, в которой сверху отделяют фракцию низкокипящих газов (водород 2,3 нм3/ч, метан 5,2 нм3/ч, хлористый водород 12 нм3/ч и частично хлористый метил 0,6 нм3/ч) и объединяют ее с газовым потоком, выходящим со стадии каталитического пиролиза из реактора 5. Снизу конденсационно-отпарной колонны 8 выводят фракцию высококипящих продуктов, содержащую частично оставшийся хлористый метил в количестве 0,6 нм3/ч и непрореагировавшие метиленхлорид 2,0 нм3/ч и хлороформ 0,1 нм3/ч, которые обратно направляют в колонну 4 для объединения с хлорметанами, полученными со стадии оксихлорирования метана.The gas stream after hydrodechlorination from the reactor 7 is sent to a condensation-stripping column 8, in which a fraction of low boiling gases (hydrogen 2.3 nm 3 / h, methane 5.2 nm 3 / h, hydrogen chloride 12 nm 3 / h and partially methyl chloride 0.6 nm 3 / h) and combine it with a gas stream leaving the catalytic pyrolysis stage from reactor 5. A fraction of high boiling products containing partially remaining methyl chloride in an amount of 0.6 nm 3 / is discharged from the bottom of the condensation-stripping column 8. h and unreacted chloride 2.0 Nm3 / h and x oroform 0.1 Nm 3 / hr, which is sent back to the column 4 to be combined with chloromethanes derived from the oxychlorination of methane.

Вместе с дополнительным количеством хлорметанов в колонне 4 сверху выделяют хлористый метил (80,6 нм3/ч) и направляют в реактор 5 на стадию каталитического пиролиза для получения олефинов. Туда же из системы разделения 6 поступает рецикл непрореагировавшего хлористого метила в количестве 20,6 нм3/ч. Метиленхлорид (8 нм3/ч) и хлороформ (0,5 нм3/ч) из куба колонны 4 направляют в реактор гидродехлорирования 7.Together with an additional amount of chloromethanes in the column 4, methyl chloride (80.6 nm 3 / h) is isolated from the top and sent to the reactor 5 to the catalytic pyrolysis stage to produce olefins. There, recycling of unreacted methyl chloride in an amount of 20.6 nm 3 / h comes from separation system 6. Methylene chloride (8 nm 3 / h) and chloroform (0.5 nm 3 / h) from the bottom of column 4 are sent to the hydrodechlorination reactor 7.

Из реактора 5 выходит смесь, содержащая 19,1 нм3/ч этилена, 9,8 нм3/ч пропилена, 3,3 нм3/ч бутиленов, 81,2 нм3/ч хлористого водорода и 20 нм3/ч непрореагировавшего хлористого метила.Reactor 5 exits a mixture containing 19.1 nm 3 / h of ethylene, 9.8 nm 3 / h of propylene, 3.3 nm 3 / h of butylenes, 81.2 nm 3 / h of hydrogen chloride and 20 nm 3 / h of unreacted methyl chloride.

Объединение фракции низкокипящих продуктов из конденсационно-отпарной колонны 8 с газовым потоком, выходящим со стадии каталитического пиролиза из реактора 5, позволяет на выходе из системы разделения реактора 6 получить 19,1 нм3/ч этилена, 9,8 нм3/ч пропилена и 3,3 нм3/ч бутиленов, 20,6 нм3/ч хлористого метила, возвращаемого в рецикл, 2,3 нм3/ч водорода, 5,2 нм3/ч метана и 93,2 нм3/ч хлористого водорода, который подают на стадию оксихлорирования метана для синтеза необходимого для получения олефинов количества хлористого метила, что делает процесс полностью сбалансированным по хлору.The combination of the fraction of low-boiling products from the condensation-stripping column 8 with a gas stream leaving the catalytic pyrolysis stage from reactor 5 allows 19.1 nm 3 / h of ethylene, 9.8 nm 3 / h of propylene to be obtained from the separation system of reactor 6 3.3 nm 3 / h of butylenes, 20.6 nm 3 / h of methyl chloride returned to recycling, 2.3 nm 3 / h of hydrogen, 5.2 nm 3 / h of methane and 93.2 nm 3 / h of hydrogen chloride , which is fed to the methane oxychlorination step to synthesize the amount of methyl chloride needed to produce olefins, which makes the process Using the fully balanced chlorine.

Таким образом, за счет введения стадии гидродехлорирования высших хлорметанов (метиленхлорида и хлороформа), содержащихся в кубовой жидкости, дополнительно получают 5,2 нм3/ч метана и 1,2 нм3/ч хлористого метила, из которого, в свою очередь, дополнительно получают 0,3 нм3/ч этилена и 0,2 нм3/ч пропилена.Thus, by introducing the hydrodechlorination step of higher chloromethanes (methylene chloride and chloroform) contained in bottoms, 5.2 nm 3 / h methane and 1.2 nm 3 / h methyl chloride are additionally obtained, from which, in turn, additionally 0.3 nm 3 / h of ethylene and 0.2 nm 3 / h of propylene are obtained.

Пример 2Example 2

Оксихлорирование метана в количестве 110,6 нм3/ч, с получением хлористого метила, и его последующий каталитический пиролиз осуществляют так же, как описано в примере 1.Oxychlorination of methane in an amount of 110.6 nm 3 / h, to obtain methyl chloride, and its subsequent catalytic pyrolysis is carried out as described in example 1.

Кубовую жидкость, оставшуюся после выделения хлористого метила в колонне 4, содержащую с учетом непрореагировавших количеств метиленхлорид (8 нм3/ч) и хлороформ (0,5 нм3/ч) направляют в реактор гидродехлорирования 7 с диаметром 150 мм, где хлорметаны, находящиеся в кубовой жидкости, испаряют, смешивают с водородом (14,3 нм3/ч) и подвергают гидродехлорированию при температуре 150-300°C в присутствии выпускаемого промышленностью по ТУ 2177-047-46693103-2009 никель-молибденового катализатора (4,7 л). В качестве продуктов реакции получают 2,4 нм3/ч хлористого метила, 5,0 нм3/ч водорода, 2,5 нм3/ч метана, 0,3 нм3/ч этилена, 0,3 нм3/ч пропилена и 10,8 нм3/ч хлористого водорода.The bottom liquid remaining after the isolation of methyl chloride in column 4 containing, taking into account unreacted amounts of methylene chloride (8 nm 3 / h) and chloroform (0.5 nm 3 / h), is sent to hydrodechlorination reactor 7 with a diameter of 150 mm, where chloromethanes located in a still liquid, evaporate, mix with hydrogen (14.3 nm 3 / h) and undergo hydrodechlorination at a temperature of 150-300 ° C in the presence of a nickel-molybdenum catalyst manufactured by the industry according to TU 2177-047-46693103-2009 (4.7 l ) 2.4 nm 3 / h of methyl chloride, 5.0 nm 3 / h of hydrogen, 2.5 nm 3 / h of methane, 0.3 nm 3 / h of ethylene, 0.3 nm 3 / h of propylene are obtained as reaction products and 10.8 nm 3 / h of hydrogen chloride.

Газовый поток после гидродехлорирования из реактора 7 направляют в конденсационно-отпарную колонну 8, в которой сверху отделяют фракцию низкокипящих газов (5,0 нм3/ч водорода, 2,5 нм3/ч метана, 0,3 нм3/ч этилена, 0,3 нм3/ч пропилена, водорода хлористого 10,8 нм3/ч, частично 1,8 нм3/ч хлористого метила) и объединяют их с газовым потоком, выходящим со стадии каталитического пиролиза из реактора 5.The gas stream after hydrodechlorination from the reactor 7 is sent to a condensation-stripping column 8, in which the fraction of low-boiling gases (5.0 nm 3 / h of hydrogen, 2.5 nm 3 / h of methane, 0.3 nm 3 / h of ethylene, is separated from above 0.3 nm 3 / h of propylene, hydrogen chloride 10.8 nm 3 / h, partially 1.8 nm 3 / h of methyl chloride) and combine them with a gas stream leaving the catalytic pyrolysis stage from reactor 5.

Снизу конденсационно-отпарной колонны 8 выводят фракцию высококипящих продуктов. Оставшийся в этой фракции хлористый метил в количестве 0,6 нм3/ч объединяется в колонне 4 с хлористым метилом (80 нм3/ч), полученным в реакторе оксихлорирования 1, и направляется в реактор каталитического пиролиза 5. Непрореагировавшие метиленхлорид 2,0 нм3/ч и хлороформ 0,1 нм3/ч в колонне объединяются с метиленхлоридом 6,0 нм3/ч и хлороформ 0,4 нм3/ч, полученными на стадии оксихлорирования метана.Bottom of the condensation-stripping column 8 displays a fraction of high-boiling products. 0.6 nm 3 / h remaining in this fraction is combined in column 4 with methyl chloride (80 nm 3 / h) obtained in oxychlorination reactor 1 and sent to a catalytic pyrolysis reactor 5. Unreacted 2.0 nm methylene chloride 3 / h and chloroform 0.1 nm 3 / h in the column are combined with methylene chloride 6.0 nm 3 / h and chloroform 0.4 nm 3 / h obtained in the methane oxychlorination step.

За счет введения стадии гидродехлорирования высших хлорметанов (метиленхлорида и хлороформа), содержащихся в кубовой жидкости, дополнительно получают 0,3 нм3/ч этилена, 0,3 нм3/ч пропилена, 2,5 нм3/ч метана и 2,4 нм3/ч хлористого метила, из которого, в свою очередь, дополнительно получают 0,6 нм3/ч этилена и 0,2 нм3/ч пропилена.By introducing the hydrodechlorination step of higher chloromethanes (methylene chloride and chloroform) contained in the bottoms, additionally 0.3 nm 3 / h of ethylene, 0.3 nm 3 / h of propylene, 2.5 nm 3 / h of methane and 2.4 nm 3 / h of methyl chloride, from which, in turn, additionally receive 0.6 nm 3 / h of ethylene and 0.2 nm 3 / h of propylene.

Таким образом, газовый поток, выходящий со стадии каталитического пиролиза хлористого метила из реактора 5, объединенный с фракцией низкокипящих газов конденсационно-отпарной колонны 8 на стадии разделения продуктов в реакторе 6 позволяет получить 19,7 нм3/ч этилена, 10,3 нм3/ч пропилена и 3,3 нм3/ч бутиленов, а также 21,8 нм3/ч хлористого метила, возвращаемого в рецикл в реактор каталитического пиролиза хлористого метила 5, 93,2 нм3/ч хлористого водорода и 2,5 нм3/ч метана, которые подают в реактор 1 на стадию оксихлорирования метана, 5 нм3/ч водорода, возвращаемого в реактор гидродехлорирования 7.Thus, the gas stream leaving the stage of catalytic pyrolysis of methyl chloride from reactor 5, combined with the fraction of low boiling gases of the condensation-stripping column 8 at the stage of separation of products in the reactor 6 allows to obtain 19.7 nm 3 / h of ethylene, 10.3 nm 3 / h of propylene and 3.3 nm 3 / h of butylenes, as well as 21.8 nm 3 / h of methyl chloride, recycled to the catalytic pyrolysis reactor of methyl chloride 5, 93.2 nm 3 / h of hydrogen chloride and 2.5 nm 3 / h of methane fed to reactor 1 to the methane oxychlorination step, 5 nm 3 / h of hydrogen and returned to the hydrodechlorination reactor 7.

Предлагаемый комплексный каталитический способ переработки метана с получением низших олефинов позволяет увеличить количество получаемого хлористого метила за счет переработки кубовой жидкости гидродехлорированием, резко сократить зауглероживание катализатора стадии пиролиза хлористого метила и увеличить выход низших олефинов (см. таблицу).The proposed complex catalytic method for the processing of methane to produce lower olefins allows to increase the amount of methyl chloride obtained by processing the bottom liquid by hydrodechlorination, sharply reduce the carbonization of the catalyst of the methyl chloride pyrolysis stage and increase the yield of lower olefins (see table).

Использование заявляемой технологической схемы в промышленном масштабе позволит организовать собственное производство этилена и пропилена из метана, которое комплексно впишется в общую технологическую структуру. На предприятии, производящем хлорорганическую продукцию, этилен может быть использован для производства винилхлорида, а пропилен - для производства хлористого аллила. Предлагаемая схема производства этилена и пропилена обеспечит энергонезависимость за счет использования побочных продуктов данной технологической установки в производстве собственных энергоресурсов.The use of the claimed technological scheme on an industrial scale will make it possible to organize our own production of ethylene and propylene from methane, which will comprehensively fit into the overall technological structure. In an enterprise producing organochlorine products, ethylene can be used for the production of vinyl chloride, and propylene for the production of allyl chloride. The proposed scheme for the production of ethylene and propylene will ensure non-volatility through the use of by-products of this technological unit in the production of its own energy resources.

В таблице приведены данные в сравнении показателей получения низших олефинов из природного газа по прототипу и предлагаемому изобретениюThe table shows the data in comparison with the production of lower olefins from natural gas according to the prototype and the present invention

Сравнение показателей каталитической переработки природного газа (метана) с получением низших олефиновComparison of the catalytic processing of natural gas (methane) with the production of lower olefins Приме-
ры
Note
Ry
Расход свежего метана, нм3Fresh methane consumption, nm 3 / h Зауглероживание катализатора, кг/чThe carbonization of the catalyst, kg / h Количество получаемых продуктовNumber of Products Received
этиленethylene пропиленpropylene нм3nm 3 / h кг/чkg / h нм3nm 3 / h кг/чkg / h ПрототипPrototype 113,1113.1 33 18.818.8 23,523.5 9,69.6 18,018.0 Пример 1Example 1 107,9107.9 0,20.2 19,119.1 23,923.9 9,89.8 18,418,4 Пример 2Example 2 110,6110.6 0,20.2 19,719.7 24,024.0 10,310.3 19,319.3

Claims (1)

Комплексный способ каталитической переработки метана из природного газа с получением низших олефинов, преимущественно этилена, через промежуточный синтез хлористого метила методом окислительного хлорирования метана и последующего каталитического пиролиза хлористого метила, включающий окислительное хлорирование метана, пиролиз полученного на стадии оксихлорирования метана хлористого метила, отличающийся тем, что после выделения хлорметанов со стадии оксихлорирования метана оставшуюся кубовую жидкость, содержащую преимущественно метиленхлорид и хлороформ, при температуре 150-300°C на палладиевом или никель-молибденовом катализаторе на носителе подвергают гидродехлорированию, а полученный после гидродехлорирования поток реакционного газа разделяют на две фракции, одну их которых с высококипящими продуктами гидродехлорирования, содержащими непрореагировавший метиленхлорид и хлороформ, направляют на узел разделения хлорметанов стадии оксихлорирования метана, а другую с низкокипящими газами процесса гидродехлорирования хлорметанов, включающими водород, метан, хлористый водород и частично хлористый метил, объединяют с газовым потоком, выходящим со стадии пиролиза хлористого метила, с последующим их совместным разделением на водород, метан, низшие олефины и непрореагировавший хлористый метил, который возвращают на стадию каталитического пиролиза. An integrated method for the catalytic processing of methane from natural gas to obtain lower olefins, mainly ethylene, through the intermediate synthesis of methyl chloride by the method of oxidative chlorination of methane and subsequent catalytic pyrolysis of methyl chloride, including the oxidative chlorination of methane, pyrolysis of methylene chloride obtained at the oxychlorination stage, characterized in that after the isolation of chloromethanes from the methane oxychlorination step, the remaining bottoms liquid containing predominantly o methylene chloride and chloroform, at a temperature of 150-300 ° C on a palladium or nickel-molybdenum catalyst on a support is subjected to hydrodechlorination, and the reaction gas stream obtained after hydrodechlorination is divided into two fractions, one of which with high boiling hydrodechlorination products containing unreacted methylene chloride and chloroform sent to the methylene chloride separation unit of the methane oxychlorination stage, and the other with low-boiling gases of the hydrodechlorination of chloromethanes, including hydrogen, methane , hydrogen chloride and partially methyl chloride are combined with a gas stream leaving the methyl chloride pyrolysis stage, followed by their joint separation into hydrogen, methane, lower olefins and unreacted methyl chloride, which are returned to the catalytic pyrolysis stage.
RU2011121536/04A 2011-05-30 2011-05-30 Compound method for catalytic processing of natural gas to obtain lower olefins RU2451005C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011121536/04A RU2451005C1 (en) 2011-05-30 2011-05-30 Compound method for catalytic processing of natural gas to obtain lower olefins

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011121536/04A RU2451005C1 (en) 2011-05-30 2011-05-30 Compound method for catalytic processing of natural gas to obtain lower olefins

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2451005C1 true RU2451005C1 (en) 2012-05-20

Family

ID=46230719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011121536/04A RU2451005C1 (en) 2011-05-30 2011-05-30 Compound method for catalytic processing of natural gas to obtain lower olefins

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2451005C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2522575C1 (en) * 2013-03-18 2014-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский инженерный центр "Синтез" (ООО НИИЦ "Синтез") Method of catalytic methane oxychlorination
RU2522576C1 (en) * 2013-04-10 2014-07-20 Ассоциация делового сотрудничества в области передовых комплексных технологий "АСПЕКТ" Method of catalytic pyrolysis of methylene chloride
RU2764097C2 (en) * 2017-05-23 2022-01-13 Люммус Текнолоджи Ллс Integration of oxidative combination into methane plants
RU2815789C1 (en) * 2019-11-22 2024-03-21 Тоталэнерджис Вантеч Method of converting haloalkyls to ethylene and propylene

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4199533A (en) * 1978-11-03 1980-04-22 University Of Southern California Conversion of methane

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4199533A (en) * 1978-11-03 1980-04-22 University Of Southern California Conversion of methane
GB2036068A (en) * 1978-11-03 1980-06-25 Univ Southern California Conversion of methane

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2522575C1 (en) * 2013-03-18 2014-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский инженерный центр "Синтез" (ООО НИИЦ "Синтез") Method of catalytic methane oxychlorination
RU2522576C1 (en) * 2013-04-10 2014-07-20 Ассоциация делового сотрудничества в области передовых комплексных технологий "АСПЕКТ" Method of catalytic pyrolysis of methylene chloride
RU2764097C2 (en) * 2017-05-23 2022-01-13 Люммус Текнолоджи Ллс Integration of oxidative combination into methane plants
RU2815789C1 (en) * 2019-11-22 2024-03-21 Тоталэнерджис Вантеч Method of converting haloalkyls to ethylene and propylene
RU2815836C1 (en) * 2019-11-22 2024-03-22 Тоталэнерджис Вантеч Method of converting at least one methyl halogen to ethylene and propylene

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2611761B1 (en) Continuous low-temperature process to produce trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene
CN102001911B (en) Method for preparing 2,3,3,3-tetrafluoropropene
KR101869851B1 (en) Integrated process to coproduce trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene, trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene, and 1,1,1,3,3-pentafluoropropane
EP2814795B1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF HCFC-1233zd
US20150197468A1 (en) Integrated process for the production of 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene
DK147705B (en) METHOD FOR MANUFACTURING CARBON HYDRADES FROM SYNTHESE GAS
US20090163749A1 (en) Conversion of methane into c3˜c13 hydrocarbons
CN102001910A (en) Method for preparing 2,3,3,3-tetrafluoropropene
US9045385B2 (en) Conversion of propane to propylene
RU2451005C1 (en) Compound method for catalytic processing of natural gas to obtain lower olefins
KR20150096523A (en) Integrated process for the production of methanol and methyl acetate
US8013198B2 (en) Process for simultaneous production of benzene and ethylene by conversion of acetylene
US20130046121A1 (en) Processes and Systems for Recovery of Residual Halogenated Hydrocarbons in the Conversion of Natural Gas to Liquid Hydrocarbons
CN100488926C (en) Method for producign 1,1,1,3,3-propane pentafluoride
RU2375407C2 (en) Method of processing mixture of hydrogen and carbon oxides (versions)
JP5180449B2 (en) Process for producing lower olefins from methanol or dimethyl ether
RU2686734C2 (en) Combined method of producing methyl acetate and methanol from syntheses gas and dimethyl ether
JP4539599B2 (en) Method for producing methyl methacrylate
DK2895453T3 (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING DIMETYLETS AND SUITABLE FITTINGS
RU2394805C2 (en) Catalytic method of processing methane
EP2712857A1 (en) Process for the manufacture of EDC or VCM starting from ethanol
JPS58121221A (en) Production of tertiary olefin
WO2022168695A1 (en) Method for producing propylene
RU2208600C1 (en) Method of integrated processing of products issued from methane-containing gas oxidative pyrolysis
Rabiu et al. Industrial feasiblity of direct methane conversion to hydrocarbons over Fe-based Fischer Tropsch catalyst

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190531