RU2556859C1 - Способ получения изопрена каталитическим дегидрированием изоамиленов в адиабатическом реакторе - Google Patents
Способ получения изопрена каталитическим дегидрированием изоамиленов в адиабатическом реакторе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2556859C1 RU2556859C1 RU2014132319/04A RU2014132319A RU2556859C1 RU 2556859 C1 RU2556859 C1 RU 2556859C1 RU 2014132319/04 A RU2014132319/04 A RU 2014132319/04A RU 2014132319 A RU2014132319 A RU 2014132319A RU 2556859 C1 RU2556859 C1 RU 2556859C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- steam
- isoamylenes
- stream
- reactor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения изопрена каталитическим дегидрированием изоамиленов в адиабатическом реакторе в присутствии железооксидного катализатора при температуре 580-630°C и разбавлении сырья водяным паром. Способ характеризуется тем, что перед подачей изоамиленов в реактор осуществляют их разбавление водяным паром с температурой 550-750°C, подаваемом в виде двух потоков, причем массовое соотношение между двумя потоками пара устанавливают равным 1,0:(1,0-1,3), а температуру преобладающего в массовом соотношении потока выдерживают на 40-100°C выше температуры потока, вводимого на смешение в меньшем количестве. Использование настоящего способа позволяет повысить конверсию изоамиленов, снизить удельный расход водяного пара. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 10 пр.
Description
Изобретение относится к области получения диеновых углеводородов, в частности изопрена.
Известны способы получения изопрена на фосфатных и железооксидных катализаторах в присутствии водяного пара в одноступенчатых адиабатических реакторах (патенты США №№2442319, 2442320, оп. 1948; А.С. СССР №224492, оп. 1964; А.С. СССР №201335, оп. 1967). Недостатком указанных способов является малая конверсия изоамиленов и селективность, повышенный расход водяного пара и других энергоресурсов.
Известен также способ получения изопрена в четырехслойном адиабатическом реакторе с промежуточной подачей пара на железоцинкхромовом катализаторе (заявка ФРГ №1926625, оп. 1970). Этот способ обеспечивает более высокую конверсию изоамиленов, однако приводит к повышенному расходу водяного пара, т.к. работа на пониженном разбавлении в первых ступенях приводит к ускоренной дезактивации катализатора.
Известный способ получения изопрена в двухслойном реакторе с подачей всего пара на первый слой (А.С. СССР №780423, опубл. 1980) хотя и улучшал распределение потоков контактного газа и несколько повышал селективность, но отличался недостаточной конверсией и был энергоемок.
Описан способ получения изопрена на железооксидном катализаторе К-16 в односекционном адиабатическом реакторе при температуре 580-630°C и разбавлении сырья водяным паром (С.К. Огородников, Г.С. Идлис. Производство изопрена. - Л.: Химия, 1973, с. 124). Недостатками этого способа являются пониженная конверсия и селективность изоамиленов и высокий удельный расход изоамиленов.
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения изопрена, описанный в патенте РФ №2137741 (опубл. 1999, МПК6 C07C 11/18). По этому способу с целью повышения образования изопрена процесс дегидрирования проводят в присутствии железооксидного катализатора при температуре 580-630°C и при разбавлении сырья водяным паром в массовом соотношении 1:5-6 в двухстадийном реакторе с использованием промежуточного перегрева контактного газа в межступенчатом перегревателе. Конверсия изоамиленов на железооксидных катализаторах при объемной скорости 70-90 ч-1 выдерживается на уровне 34% в первой ступени реактора и 42% во второй. В промышленности до последнего времени данный способ получения изопрена в многоступенчатых реакторах не получил промышленного применения в связи с низкой эффективностью гомогенизации изоамиленов с паром, не позволяющей в полной мере достичь высоких степеней конверсии и селективности.
Задачей настоящего изобретения является увеличение выхода изопрена за счет повышения конверсии изоамиленов, а также снижение удельного расхода водяного пара.
Для решения поставленной задачи предлагается способ получения изопрена каталитическим дегидрированием изоамиленов в адиабатическом реакторе в присутствии железооксидного катализатора при температуре процесса 580-630°C, объемной скорости изоамиленов 70-130 ч-1, температуре потоков пара для разбавления 550-750°C, соотношении изоамиленов и общего количества пара, подаваемого двумя потоками, равном 1÷5-7, причем перед подачей изоамиленов в реактор осуществляют их разбавление водяным паром путем смешения с двумя потоками пара, при этом массовое соотношение между потоками пара устанавливают равным 1,0:(1,0-1,3), а температуру преобладающего в массовом соотношении потока выдерживают на 40-100°C выше температуры потока, вводимого на смешение в меньшем количестве, а конверсия изоамиленов на железооксидных катализаторах при объемной скорости 70-130 ч-1 выдерживается на уровне 35-38% в первой ступени реактора и 43-45% во второй.
Отличительным признаком заявляемого изобретения является разбавление изоамиленов перед подачей в реактор путем смешения с двумя потоками водяного пара для разбавления с температурой 550-750°C, причем массовое соотношение между потоками пара устанавливают равным 1,0:(1,0-1,3), а температуру преобладающего в массовом соотношении потока выдерживают на 40-100°C выше температуры потока, вводимого на смешение в меньшем количестве, при этом конверсия изоамиленов на железооксидных катализаторах при объемной скорости 70-130 ч-1 выдерживается на уровне 35-38% в первой ступени реактора и 43-45% во второй.
Указанный способ может быть реализован в любой схеме дегидрирования (как в одно-, так и в двухступенчатой) и направлен на достижение повышения степени конверсии изоамиленов и образования целевого продукта - изопрена.
Наличие отличительных признаков от прототипа указывает на «новизну» заявляемого изобретения.
Для осуществления предлагаемого изобретения все три потока подают в смеситель, расположенный по ходу пароуглеводородной смеси непосредственно перед входом в реактор. Может быть использован любой известный смеситель, например, трубчатый блок, имеющий камеру смешения, оборудованную отдельными патрубками для ввода трех потоков - изоамиленов и двух потоков пара, и вывода пароуглеводородной смеси на распределительное устройство реактора.
Интенсификация процесса смешения указанных продуктов производится за счет ввода пара в смеситель двумя потоками в определенном соотношении и с определенной температурой, что позволяет достичь высокого уровня гомогенизации потока благодаря равномерному распределению в реакционном потоке двух несмешивающихся жидких фаз - изоамиленов и воды.
Предлагаемое изобретение обладает «изобретательским уровнем», так как в заявляемом способе получения изопрена за счет более эффективной гомогенизации потоков изоамиленов и пара, подаваемых в смеситель в определенном соотношении и с определенной температурой, достигается повышение конверсии и селективности процесса дегидрирования до уровня 35-38% в случае функционирования одноступенчатой схемы и уровня 43-45% - для двухступенчатой схемы, что ранее не достигалось ни в одном описанном аналогичном способе. За счет повышения конверсии изоамиленов увеличивается образование целевого продукта - изопрена, соответственно, снижается удельный расход водяного пара, рассчитанный из количества потребленного водяного пара на тонну готовой продукции.
«Промышленная применимость» заявляемого изобретения подтверждается нижеприведенными примерами.
Заявляемый способ получения изопрена в одноступенчатой схеме представлен на рисунке 1.
Согласно данному способу из сети потоки пара I, II с температурой 240±9°C подают в печь 1 для нагрева до температуры 650-750°C. После печи 1 поток пара II направляют в смеситель 3, расположенный непосредственно перед реактором 4, поток I - в теплообменник 2 для охлаждения на 40-100°C с последующей подачей в указанный смеситель 3. Поток изоамиленовой фракции III с температурой ~80°C поступает в печь 1 для нагрева до 450-500°C, затем в смеситель 3. После гомогенизации в смесителе 3 пароуглеводородная смесь направляется в реактор 4, откуда поток контактного газа IV поступает на узел охлаждения и конденсации.
Заявляемый способ получения изопрена в двухступенчатой схеме представлен на рисунке 2.
Процесс проводят по аналогии со способом, осуществляемым в одном реакторе. Отличием является то, что поток контактного газа IV после реактора 4 подают в межступенчатый перегреватель 5 для перегрева до 600°C за счет циркуляции в межтрубном пространстве потоков перегретого пара VI, VII, поступающих из печи 1, затем направляют во второй по ходу сырья реактор 6, откуда поток контактного газа V поступает на узел охлаждения и конденсации.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1 (рисунок 1)
Состав сырьевой изоамиленовой фракции, мас.%
сумма изоамиленов - не менее 75,0;
изопрена - не более 2,0;
сумма н-амиленов - не более 12,0;
сумма пентанов - не более 12,0;
ДМФА - не более 0,02.
Дегидрирование изоамиленовой фракции осуществляют на железооксидном катализаторе, в качестве которого может быть использован катализатор марки КДОМ или S6-32E, при температуре 600°C, объемной скорости 70 ч-1 и разбавлении изоамиленов паром с массовым соотношением 1:6 соответственно.
Из сети пар на разбавление с температурой 240±9°C подают в печь 1 двумя потоками I и II в соотношении 1,0:1,0. Из печи 1 поток пара I с температурой 650°C поступает в теплообменник 2, затем подается на смешение в смеситель 3, поток пара II с температурой 650°C поступает напрямую в указанный смеситель 3. Поток изоамиленовой фракции III с температурой ~80°C поступает в печь 1 для нагрева до температуры 450-500°C, затем подается в смеситель 3. После смешения пароуглеводородная смесь поступает в реактор 4, где протекает реакция дегидрирования с образованием изопрена.
Условия и показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 2 (рисунок 1)
Процесс осуществляют аналогично примеру 1, однако температуру потока пара I выдерживают равной 600°C, температуру потока II - 700°C, при массовом соотношении потоков пара 1,0:1,0.
Условия и показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 3 (рисунок 1)
Процесс осуществляют аналогично примеру 1, однако температуру потока пара I выдерживают равной 600°C, температуру потока II - 700°C. Массовое соотношение между указанными потоками пара выдерживают равным 1,0:1,15, с преобладанием потока 6.
Условия и показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 4 (рисунок 1)
Процесс осуществляют аналогично примеру 1, однако температуру потока пара I выдерживают равной 620°C, температуру потока II - 700°C. Массовое соотношение между указанными потоками пара выдерживают равным 1,0:1,1, с преобладанием потока 6.
Условия и показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 5 (рисунок 1)
Процесс осуществляют аналогично примеру 1, однако температуру потока пара I выдерживают равной 610°C, температуру потока II - 690°C. Массовое соотношение между указанными потоками пара выдерживают равным 1,0:1,15, с преобладанием потока 6.
Условия и показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 6 (рисунок 1)
Процесс осуществляют аналогично примеру 1, однако температуру потока пара I выдерживают равной 600°C, температуру потока II - 680°C. Массовое соотношение между указанными потоками пара выдерживают равным 1,0:1,3, с преобладанием потока 6.
Условия и показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 7 (рисунок 1)
Процесс осуществляют аналогично примеру 1, однако температуру потока пара I выдерживают равной 600°C, температуру потока II - 750°C. Массовое соотношение между указанными потоками пара выдерживают равным 1,0:1,3, с преобладанием потока 5.
Условия и показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 8 (рисунок 1)
Процесс осуществляют аналогично примеру 1, однако температуру потока пара I выдерживают равной 610°C, температуру потока II - 700°C. Массовое соотношение между указанными потоками пара выдерживают равным 1,0:1,25, с преобладанием потока 6.
Условия и показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 9 (рисунок 2)
Процесс осуществляют аналогично примеру 1, однако температуру потока пара I выдерживают равной 600°C, температуру потока II - 700°C. Массовое соотношение между указанными потоками пара выдерживают равным 1,0:1,15, с преобладанием потока 6. Поток контактного газа IV после реактора 4 подают в межступенчатый перегреватель 5 для перегрева до 600°C за счет циркуляции в межтрубном пространстве потоков перегретого пара VI, VII, поступающих из печи 1, затем направляют во второй по ходу сырья реактор 6, откуда поток контактного газа V поступает на узел охлаждения и конденсации.
Условия и показатели процесса приведены в таблице 1.
Пример 10 (рисунок 2)
Процесс осуществляют аналогично примеру 9, однако температуру потока пара I выдерживают равной 550°C, температуру потока II - 750°C. Массовое соотношение между указанными потоками пара выдерживают равным 1,0:1,3, с преобладанием потока 5.
Условия и показатели процесса приведены в таблице 1.
Выбор условий проведения процесса обусловлен следующими факторами. Реакции дегидрирования изоамиленов являются обратимыми химическими реакциями, протекающими с поглощением тепла и с увеличением объема газообразных продуктов, поэтому предпочтительными условиями ведения процесса являются высокая концентрация исходных продуктов (изоамиленов), повышенная температура (в пределах 580-630°C) и низкое давление.
При установлении температуры процесса выше 630°C скорость протекания побочных реакций будет выше скорости протекания целевой реакции образования изопрена, что приведет к повышению общей конверсии изоамиленов при снижении селективности. При установлении температуры процесса ниже 580°C наблюдается обратный эффект - при незначительном увеличении селективности снижается конверсия изоамиленов.
Снизить парциальное давление продуктов реакции позволяет разбавление водяным паром. Разбавление изоамиленов водяным паром при массовом соотношении менее 1:5 не позволяет достигнуть необходимого парциального давления в системе, что приводит к общему снижению конверсии и селективности. Установление разбавления с массовым соотношением выше 1:7 нецелесообразно ввиду значительного увеличения количества потребляемого пара при незначительном повышении показателей процесса.
При выдерживании объемной скорости менее 70 ч-1 увеличивается время пребывания изоамиленов в реакционном объеме, что приводит к их разложению, соответственно, при некотором повышении конверсии изоамиленов наблюдается снижение селективности процесса. При установлении объемной скорости более 130 ч-1 время контакта сокращается, реакция дегидрирования не проходит в полном объеме, поэтому при высокой селективности конверсия изоамиленов будет минимальной.
Таким образом, в заявляемом способе получения изопрена при совокупности следующих условиях: температура процесса 580-630°C, объемная скорость изоамиленов 70-130 час-1, температура потоков пара для разбавления 550-750°C, соотношение изоамиленов и общего количества пара, подаваемого двумя потоками 1÷5-7, за счет более эффективной гомогенизации потока изоамиленов и двух потоков пара в заявляемом соотношении и с определенной температурой, достигается повышение конверсии и селективности процесса дегидрирования до уровня 35-38% в случае функционирования одноступенчатой схемы и уровня 43-45% - в случае двухступенчатой схемы, что ранее не достигалось ни в одном аналогичном способе. К тому же осуществление описанного изобретения возможно на любых действующих производствах изопрена как с параллельно работающими реакторами, так и при последовательном двухступенчатом дегидрировании с установкой межступенчатого перегревателя, что положительно отражается на экономике процесса получения изопрена.
Claims (2)
1. Способ получения изопрена каталитическим дегидрированием изоамиленов в адиабатическом реакторе в присутствии железооксидного катализатора при температуре 580-630°C и разбавлении сырья водяным паром, отличающийся тем, что перед подачей изоамиленов в реактор осуществляют их разбавление водяным паром с температурой 550-750°C, подаваемом в виде двух потоков, причем массовое соотношение между двумя потоками пара устанавливают равным 1,0:(1,0-1,3), а температуру преобладающего в массовом соотношении потока выдерживают на 40-100°C выше температуры потока, вводимого на смешение в меньшем количестве.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что конверсия изоамиленов на железооксидных катализаторах при объемной скорости 70-130 ч-1 выдерживается на уровне 35-38% в первой ступени реактора и 43-45% во второй.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014132319/04A RU2556859C1 (ru) | 2014-08-05 | 2014-08-05 | Способ получения изопрена каталитическим дегидрированием изоамиленов в адиабатическом реакторе |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014132319/04A RU2556859C1 (ru) | 2014-08-05 | 2014-08-05 | Способ получения изопрена каталитическим дегидрированием изоамиленов в адиабатическом реакторе |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2556859C1 true RU2556859C1 (ru) | 2015-07-20 |
Family
ID=53611579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014132319/04A RU2556859C1 (ru) | 2014-08-05 | 2014-08-05 | Способ получения изопрена каталитическим дегидрированием изоамиленов в адиабатическом реакторе |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2556859C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017095873A1 (en) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | Beta-mercaptoethanol synthesis |
US10689333B1 (en) | 2019-02-22 | 2020-06-23 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | 2-mercaptoethanol synthesis |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4091046A (en) * | 1976-06-28 | 1978-05-23 | Phillips Petroleum Company | Production of isoprene from isobutane |
RU2137742C1 (ru) * | 1998-05-08 | 1999-09-20 | Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" | Способ получения изопрена |
RU2137741C1 (ru) * | 1998-03-06 | 1999-09-20 | Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" | Способ получения изопрена |
-
2014
- 2014-08-05 RU RU2014132319/04A patent/RU2556859C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4091046A (en) * | 1976-06-28 | 1978-05-23 | Phillips Petroleum Company | Production of isoprene from isobutane |
RU2137741C1 (ru) * | 1998-03-06 | 1999-09-20 | Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" | Способ получения изопрена |
RU2137742C1 (ru) * | 1998-05-08 | 1999-09-20 | Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" | Способ получения изопрена |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017095873A1 (en) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | Beta-mercaptoethanol synthesis |
US9718767B2 (en) | 2015-12-04 | 2017-08-01 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | Beta-mercaptoethanol synthesis |
KR20180088823A (ko) * | 2015-12-04 | 2018-08-07 | 셰브론 필립스 케미컬 컴퍼니 엘피 | 베타-머캅토에탄올 합성 |
EP3597635A1 (en) * | 2015-12-04 | 2020-01-22 | Chevron Phillips Chemical Company LP | Beta-mercaptoethanol synthesis |
US10544094B2 (en) | 2015-12-04 | 2020-01-28 | Chevron Philips Chemical Company, Lp | Beta-mercaptoethanol synthesis |
KR102378698B1 (ko) | 2015-12-04 | 2022-03-24 | 셰브론 필립스 케미컬 컴퍼니 엘피 | 베타-머캅토에탄올 합성 |
KR20220038547A (ko) * | 2015-12-04 | 2022-03-28 | 셰브론 필립스 케미컬 컴퍼니 엘피 | 베타-머캅토에탄올 합성 |
KR102414346B1 (ko) | 2015-12-04 | 2022-06-28 | 셰브론 필립스 케미컬 컴퍼니 엘피 | 베타-머캅토에탄올 합성 |
US10689333B1 (en) | 2019-02-22 | 2020-06-23 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | 2-mercaptoethanol synthesis |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10035740B2 (en) | Multi-stage oxidative dehydrogenation process with inter-stage cooling | |
CN104507894B (zh) | 制造丁二烯的低排放氧化脱氢工艺 | |
US20160237003A1 (en) | Method for converting methane to ethylene | |
CN205235935U (zh) | 用于从含氧化合物生产烯烃的设备 | |
WO2007134415A3 (en) | Process for production of ethylene from ethyl alcohol | |
CN105980338B (zh) | 由包含乙醇的原料生产1,3-丁二烯的方法 | |
CN103086828B (zh) | 增产丁二烯的方法 | |
US9045385B2 (en) | Conversion of propane to propylene | |
RU2556859C1 (ru) | Способ получения изопрена каталитическим дегидрированием изоамиленов в адиабатическом реакторе | |
RU2435830C1 (ru) | Способ химической переработки смесей газообразных углеводородов (алканов) c1-c6 в олефины c2-c3 (этилен и пропилен) | |
KR101562691B1 (ko) | 탄화수소 탈수소화 공정 | |
CN105439823B (zh) | 一种合成3‑甲基‑3‑丁烯‑1‑醇的方法 | |
CN105712832A (zh) | 一种以mto副产碳四为原料生产异丁烯的方法 | |
US10526259B2 (en) | Staged pressure for butadiene reactors to enhance energy recovery | |
RU2705581C1 (ru) | Способ получения циклогексанола | |
CN103562168B (zh) | 异丙苯醇的制备方法和苯酚、丙酮及α-甲基苯乙烯的制备方法 | |
CN108349846B (zh) | 丁二烯生产方法中的热回收 | |
CN111417613B (zh) | 1,3-丁二烯的制备方法 | |
CN108558594A (zh) | 一种抗氧剂用异丁烯的制备方法 | |
CN103848737B (zh) | 一种用于异丁醇合成异丁酸异丁酯的反应系统及其方法 | |
WO2018005162A1 (en) | Process for butadiene production via oxidative dehydrogenation followed by direct dehydrogenation | |
RU2580321C1 (ru) | Способ получения изопрена на железооксидных катализаторах в адиабатическом реакторе | |
RU2283829C1 (ru) | Способ производства формальдегида | |
RU2693490C1 (ru) | Использование абсорбера с4 для отпаривания альдегидов | |
RU2318795C1 (ru) | Способ получения метанольного раствора формальдегида (формалина), c2-c4-спиртов и синтетического моторного топлива и установка для его осуществления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200806 |