RU2574060C1 - Method of producing methyl ethyl ketone and butadiene-1,3 - Google Patents
Method of producing methyl ethyl ketone and butadiene-1,3 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574060C1 RU2574060C1 RU2014149102/04A RU2014149102A RU2574060C1 RU 2574060 C1 RU2574060 C1 RU 2574060C1 RU 2014149102/04 A RU2014149102/04 A RU 2014149102/04A RU 2014149102 A RU2014149102 A RU 2014149102A RU 2574060 C1 RU2574060 C1 RU 2574060C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dehydration
- elements
- butanediol
- catalyst
- butadiene
- Prior art date
Links
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 79
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 83
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 claims abstract description 9
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 1,4-Butanediol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 95
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 4
- 230000003068 static Effects 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 125000004043 oxo group Chemical group O=* 0.000 claims description 3
- 239000001273 butane Substances 0.000 claims description 2
- 229910052914 metal silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N butane Chemical class CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 2
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract 1
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 abstract 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 19
- 239000000047 product Substances 0.000 description 19
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 13
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N oxozirconium Chemical compound [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N 2,3-Butanediol Chemical compound CC(O)C(C)O OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 2-Butanol Chemical compound CCC(C)O BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 4
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 4
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K Aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CNHRNMLCYGFITG-UHFFFAOYSA-A niobium(5+);pentaphosphate Chemical compound [Nb+5].[Nb+5].[Nb+5].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O CNHRNMLCYGFITG-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B zirconium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Zr+4].[Zr+4].[Zr+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 3
- XUKSWKGOQKREON-UHFFFAOYSA-N 1,4-diacetoxybutane Chemical compound CC(=O)OCCCCOC(C)=O XUKSWKGOQKREON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000013844 butane Nutrition 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000012084 conversion product Substances 0.000 description 2
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002255 enzymatic Effects 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005839 oxidative dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 1-butanal Chemical compound CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-butene Chemical class CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HSJKGGMUJITCBW-UHFFFAOYSA-N 3-Hydroxybutanal Chemical compound CC(O)CC=O HSJKGGMUJITCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVSAAKSQXNXBML-UHFFFAOYSA-N 3-acetyloxybutan-2-yl acetate Chemical compound CC(=O)OC(C)C(C)OC(C)=O VVSAAKSQXNXBML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017119 AlPO Inorganic materials 0.000 description 1
- YZYDPPZYDIRSJT-UHFFFAOYSA-K Boron phosphate Chemical compound [B+3].[O-]P([O-])([O-])=O YZYDPPZYDIRSJT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000007848 Bronsted acid Substances 0.000 description 1
- 229940053278 LTA Drugs 0.000 description 1
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 1
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N Niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012072 active phase Substances 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910000149 boron phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- MKUWVMRNQOOSAT-UHFFFAOYSA-N but-3-en-2-ol Chemical compound CC(O)C=C MKUWVMRNQOOSAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diol Chemical class CCCC(O)O CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019437 butane-1,3-diol Nutrition 0.000 description 1
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N butylene glycol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910001657 ferrierite group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007172 homogeneous catalysis Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- -1 methyl ethyl ketone peroxide Chemical class 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 150000003527 tetrahydropyrans Chemical class 0.000 description 1
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B titanium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Ti+4].[Ti+4].[Ti+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к каталитическому способу получения метилэтилкетона и бутадиена-1,3 в одном процессе из кислородосодержащих производных бутана.The present invention relates to a catalytic method for producing methyl ethyl ketone and butadiene-1,3 in one process from oxygen-containing derivatives of butane.
Метилэтилкетон (МЕК) используется в качестве растворителя различных лакокрасочных материалов, клеев, а также для депарафинизации смазочных масел и обезмасливания парафинов. Помимо этого метилэтилкетон является промежуточным продуктом в производстве метилэтилкетона пероксида. Метилэтилкетон в промышленности получают следующими методами: 1) трехстадийным способом из бутенов фракции пиролиза С4, 2) дегидрированием 2-бутанола, 3) окислительным дегидрированием 2-бутанола.Methyl ethyl ketone (MEK) is used as a solvent for various paints and varnishes, glues, as well as for dewaxing of lubricating oils and de-oiling of paraffins. In addition, methyl ethyl ketone is an intermediate in the production of methyl ethyl ketone peroxide. Methyl ethyl ketone in industry is obtained by the following methods: 1) in a three-stage process from butenes of the C4 pyrolysis fraction, 2) by dehydrogenation of 2-butanol, 3) by oxidative dehydrogenation of 2-butanol.
Бутадиен-1,3 является одним из основных мономеров, используемых для производства синтетических каучуков. В последние годы потребность в бутадиене возрастает, и в настоящее время на мировом рынке наблюдается дефицит этого продукта. В настоящее время в промышленности используют следующие способы получения бутадиена: 1) извлечение бутадиен из фракции С4 пиролиза нефтепродуктов, 2) дегидрирование бутанов, 3) окислительное дегидрирование н-бутана и н-бутенов. Ранее в промышленности были распространены методы получения бутадиена из кислородсодержащих соединений: 1) синтез бутадиена-1,3 из этанола, 2) альдольный способ синтеза бутадиена из ацетилена, 3) пиролиз диацетата 2,3-бутиленгликоля (гликольный метод).Butadiene-1,3 is one of the main monomers used for the production of synthetic rubbers. In recent years, the demand for butadiene has been increasing, and currently there is a shortage of this product on the world market. Currently, the following methods for producing butadiene are used in industry: 1) extraction of butadiene from the C4 fraction of pyrolysis of oil products, 2) dehydrogenation of butanes, 3) oxidative dehydrogenation of n-butane and n-butenes. Earlier in the industry, methods for producing butadiene from oxygen-containing compounds were common: 1) synthesis of butadiene-1,3 from ethanol, 2) aldol method for the synthesis of butadiene from acetylene, 3) pyrolysis of 2,3-butylene glycol diacetate (glycol method).
В последнее время получают распространение способы превращение бутандилов и некоторых других оксопроизводных С4 в МЕК и бутадиен.Recently, methods for the conversion of butanedyls and some other oxo derivatives of C4 to MEK and butadiene have been gaining popularity.
Например, известен способ получения МЕК с использованием ферментативного катализа (US 2011/0008858, 13.01.2011).For example, a known method for producing MEK using enzymatic catalysis (US 2011/0008858, 01/13/2011).
Известен также способ получения бутадиена-1,3 в присутствии микроорганизмов (US 8715957, 06.05.2014.)There is also a method of producing butadiene-1,3 in the presence of microorganisms (US 8715957, 05/06/2014.)
Однако ферментативный катализ характеризуется невозобновляемостью используемых катализаторов и многоступенчатостью процесса синтеза.However, enzymatic catalysis is characterized by the non-renewability of the catalysts used and the multi-stage synthesis process.
Известны каталитические способы индивидуального получения интересующих нас продуктов (метилэтилкетона и бутадиена-1,3) при использовании в качестве сырья кислородсодержащих производных бутанов.Known catalytic methods for the individual production of the products of interest to us (methyl ethyl ketone and butadiene-1,3) when using oxygen-containing derivatives of butanes as raw materials.
Известен способ получения метилэтилкетона путем дегидратации 1,3-бутандиола при 150-270°C в присутствии катализатора, содержащего смесь оксидов меди, цинка, хрома и алюминия (SU 782297, 07.02.1984).A known method of producing methyl ethyl ketone by dehydration of 1,3-butanediol at 150-270 ° C in the presence of a catalyst containing a mixture of oxides of copper, zinc, chromium and aluminum (SU 782297, 02/07/1984).
Однако данный способ не предусматривает возможности получения бутадиена-1,3. В качестве побочных продуктов в процессе образуются ацетон и масляный альдегид.However, this method does not provide for the possibility of producing butadiene-1,3. As by-products, acetone and butyraldehyde are formed in the process.
Описаны способы получения метилэтилкетона путем дегидратации 2,3-бутандиола в присутствии сильных кислот в качестве катализатора, в частности серной кислоты (Richard R. Emerson "Kinetics of Dehydration of Aqueous 2,3-Butanediol to Methyl Ethyl Keton", Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. 1982, 21, 473-477).Methods for producing methyl ethyl ketone by dehydration of 2,3-butanediol in the presence of strong acids as a catalyst, in particular sulfuric acid (Richard R. Emerson "Kinetics of Dehydration of Aqueous 2,3-Butanediol to Methyl Ethyl Keton", Ind. Eng. Chem, are described). (Prod. Res. Dev. 1982, 21, 473-477).
Основным продуктом реакции является метилэтилкетон, образование бутадиена в данном процессе не происходит. Помимо этого в случае гомогенного катализа катализатор сложно отделить от получаемой смеси продуктов, что осложняет процесс выделения целевого продукта.The main reaction product is methyl ethyl ketone, butadiene formation does not occur in this process. In addition, in the case of homogeneous catalysis, the catalyst is difficult to separate from the resulting mixture of products, which complicates the process of isolating the target product.
Известен способ, предусматривающий дегидратацию диолов в присутствии твердофазных катализаторов - оксидов различных металлов (в основном редкоземельных). В известном способе дегидратация диолов нацелено проводится не полностью (с отщеплением только одной молекулы воды) до ненасыщенных соединений (WO 2007/083736, 26.07.2007).A known method involving the dehydration of diols in the presence of solid phase catalysts - oxides of various metals (mainly rare earths). In the known method, the dehydration of diols is not completely targeted (with the removal of only one water molecule) to unsaturated compounds (WO 2007/083736, 07.26.2007).
Известны также твердофазные катализаторы на основе фосфатов некоторых щелочных и щелочноземельных металлов, используемые в процессах дегидратации диолов (SU 555832, 28.06.1977, SU 5788383, 10.11.1977).Also known are solid-phase catalysts based on phosphates of certain alkali and alkaline earth metals used in diol dehydration processes (SU 555832, 06/28/1977, SU 5788383, 11/10/1977).
Однако при дегидратации диолов, используемых в качестве сырья в указанных выше патентах, не обеспечивается получение интересующих нас продуктов, а именно, МЕК и бутадиена-1,3.However, the dehydration of diols used as raw materials in the above patents does not provide the products of interest to us, namely, MEK and butadiene-1,3.
Относительно возможностей производства 1,3-бутадиена в качестве целевого продукта можно отметить следующее.Regarding the production capabilities of 1,3-butadiene as the target product, the following can be noted.
В работе Industrial and Engineering Chemistry 37 (1945), No. 9, 877-884 описано получение бутадиена-1,3 с высоким выходом в ходе пиролиза диацетата бутиленгликоля. Данный метод имеет хорошие показатели. Процесс является некаталитическим и проводится при достаточно высоких температурах (400-600°C). При этом для осуществления процесса вначале необходимо получить диацетат бутиленгликоля, после чего на второй стадии произвести отщепление уксусной кислоты. Таким образом, в смеси получаемых продуктов помимо целевого бутадиена присутствует кислота, наличие которой приводит к коррозии оборудования и усложняет процесс выделения бутадиена.In Industrial and Engineering Chemistry 37 (1945), No. 9, 877-884 describes the production of butadiene-1,3 in high yield during the pyrolysis of butylene glycol diacetate. This method has good performance. The process is non-catalytic and is carried out at sufficiently high temperatures (400-600 ° C). In order to carry out the process, it is first necessary to obtain butylene glycol diacetate, and then to remove acetic acid in the second stage. Thus, in addition to the target butadiene, an acid is present in the mixture of the obtained products, the presence of which leads to corrosion of the equipment and complicates the process of butadiene isolation.
Наиболее перспективным представляется разработка способа одновременного синтеза МЕК и 1,3-бутадиена из оксопроизводных бутана.The most promising is the development of a method for the simultaneous synthesis of MEK and 1,3-butadiene from oxane derivatives of butane.
Известен способ каталитической дегидратации 2,3-бутандиола при 325-375°С с использованием твердофазных катализаторов, выбранных из оксидов циркония, титана, алюминия, железа. При дегидратации в зависимости от выбора конкретного катализатора обеспечивается степень конверсии 2,3-бутандиола от 60 до 100%, содержание в полученной смеси метилэтилкетона в количестве 30-40 моль %, а бутадиена-1,3 в количестве 20-40 моль % (Hailind Duan et all "Dehydration of 2,3-butanediol into 3-buten-2-ol catalyzed by ZrO2", Catalysis Communications 48,2014,1-4 - см. табл. 1).A known method for the catalytic dehydration of 2,3-butanediol at 325-375 ° C using solid-phase catalysts selected from oxides of zirconium, titanium, aluminum, iron. During dehydration, depending on the choice of a particular catalyst, the conversion of 2,3-butanediol from 60 to 100%, the content of the resulting mixture of methyl ethyl ketone in the amount of 30-40 mol%, and butadiene-1.3 in the amount of 20-40 mol% is ensured (Hailind Duan et all "Dehydration of 2,3-butanediol into 3-buten-2-ol catalyzed by ZrO 2 ", Catalysis Communications 48,2014,1-4 - see table 1).
Основным недостатком такого способа является большой спектр образующихся веществ и низкая селективность по целевым продуктам реакции - МЕК и бутадиена-1,3. Образование большого числа побочных продуктов значительно осложняет дальнейшее выделение МЕК и бутадиена-1,3 из реакционной смеси. Также в указанном способе ряд каталитических систем нестабильны в исследуемом процессе и теряют активность (падение конверсии на 15%) уже через 5 часов работы.The main disadvantage of this method is the large spectrum of the resulting substances and low selectivity for the target reaction products - MEK and butadiene-1,3. The formation of a large number of by-products greatly complicates the further isolation of MEK and butadiene-1,3 from the reaction mixture. Also in this method, a number of catalytic systems are unstable in the process under study and lose activity (conversion drop by 15%) after 5 hours of operation.
Задачей настоящего изобретения является разработка каталитического способа синтеза метилэтилкетона и бутадиена-1,3 в одном процессе, обеспечивающего высокую селективность по одному из целевых продуктов при повышенной суммарной селективности по целевым продуктам и высокую степень конверсии сырья при высокой стабильности работы катализатора во времени.The objective of the present invention is to develop a catalytic method for the synthesis of methyl ethyl ketone and butadiene-1,3 in one process, providing high selectivity for one of the target products with high total selectivity for the target products and a high degree of conversion of the feedstock with high stability of the catalyst over time.
Поставленная задача решается описываемым способом одновременного получения метилэтилкетона и бутадиена-1,3. Способ заключается в том, что осуществляют каталитическую дегидратацию сырья, выбранного из бутандиола-1,2, бутандиола-2,3, бутандиола-1,3, бутандиола-1,4, эпоксибутана-2,3, эпоксибутана-1,2 или смесей упомянутых соединений, в качестве катализатора в процессе используют твердофазные катализаторы из ряда: алюмосиликаты со структурой цеолитов, мезопористые или микромезопористые алюмосиликаты, кристаллические металлосиликаты с цеолитной структурой состава T2O3*(10-1000)SiO2, где Т-элементы выбраны из группы р-элементов III группы или d-элементов IV-VIII групп, кристаллические металлоалюмофосфатные молекулярные сита, фосфаты р-элементов III группы или d-элементов IV-V групп. Дегидратацию проводят при 130-400°C и атмосферном давлении, а после дегидратации сырья производят разделение полученных продуктов.The problem is solved by the described method for the simultaneous production of methyl ethyl ketone and butadiene-1,3. The method consists in the fact that catalytic dehydration of a feedstock selected from butanediol-1,2, butanediol-2,3, butanediol-1,3, butanediol-1,4, epoxybutane-2,3, epoxybutane-1,2 or mixtures is carried out of the mentioned compounds, solid-phase catalysts from the series are used as a catalyst in the process: aluminosilicates with a zeolite structure, mesoporous or micromesoporous aluminosilicates, crystalline metal silicates with a zeolite structure of the composition T 2 O 3 * (10-1000) SiO 2 , where T elements are selected from the group p-elements of group III or d-elements IV-VIII gr pp crystalline metalloaluminophosphate molecular sieve, phosphates, p-elements group III or d-elements of groups IV-V. Dehydration is carried out at 130-400 ° C and atmospheric pressure, and after dehydration of the raw materials, the products obtained are separated.
Способ дегидратации сырья также предусматривает использование композиции из двух или трех упомянутых катализаторов.The method of dehydration of the feed also involves the use of a composition of two or three of the mentioned catalysts.
При применении в качестве катализаторов фосфатов, выбранных из группы р-элементов III группы и d-элементов IV-V групп, их используют в композиции с оксидами этих.When used as catalysts, phosphates selected from the group of p-elements of group III and d-elements of IV-V groups, they are used in composition with these oxides.
Способ предусматривает, что используемые катализаторы могут содержать кремнеоксидное или алюмооксидное связующее.The method provides that the catalysts used may contain silica or alumina binder.
Предпочтительно, дегидратацию осуществляют при скорости подачи сырья от 0,5-1000 г/г·час.Preferably, the dehydration is carried out at a feed rate of from 0.5-1000 g / g · hour.
Согласно способу дегидратацию осуществляют в реакторе проточного типа с неподвижным слоем катализатора.According to the method, dehydration is carried out in a flow-type reactor with a fixed catalyst bed.
Согласно способу дегидратацию также осуществляют в статических условиях при количестве катализатора от 0.5 до 20% от массы реакционной смеси.According to the method, dehydration is also carried out under static conditions when the amount of catalyst is from 0.5 to 20% by weight of the reaction mixture.
Способ предусматривает, что полученную смесь продуктов разделяют на жидкие и газообразные путем охлаждения газовой смеси до сжижения метилэтилкетона.The method provides that the resulting mixture of products is separated into liquid and gaseous by cooling the gas mixture to liquefy methyl ethyl ketone.
Техническим результатом осуществления способа в объеме независимого пункта формулы является высокая селективность по одному из целевых продуктов при высокой селективности по сумме продуктов и высокой стабильности катализатораThe technical result of the implementation of the method within the scope of the independent claim is the high selectivity for one of the target products with high selectivity for the sum of products and high stability of the catalyst
В качестве цеолитных катализаторов в заявленном процессе были опробованы узкопористые цеолиты типа СНА, LTA, RHO, среднепористые цеолиты типа MFI, FER, MEL, TON, широкопористые цеолиты типа FAU, BEA, MOR, MTW, MAZ, мезопористые алюмосиликаты типа МСМ-41, SBA-15 или микромезопористые алюмосиликаты, имеющие долю мезопор 0,4-0,9 и характеризующиеся Si/Al-отношением от 2 до 1000As the zeolite catalysts in the claimed process, narrow-porous zeolites of the CHA, LTA, RHO type, medium-porous zeolites of the MFI, FER, MEL, TON type, wide-porous zeolites of the FAU, BEA, MOR, MTW, MAZ type, mesoporous aluminosilicates SBA-type MCM-MC were tested. -15 or micromesoporous aluminosilicates having a mesopore fraction of 0.4-0.9 and characterized by a Si / Al ratio of 2 to 1000
Кроме того, были опробованы также кристаллические металлоалюмофосфатные молекулярные сита со структурой цеолитов типа AFI, СНА, AEI, AEL, AEN, AET, AFN, AFO, AFR, AFX. При всех вышеуказанных катализаторах достигался заявленный технический результат.In addition, crystalline metalaluminophosphate molecular sieves with the structure of zeolites such as AFI, CHA, AEI, AEL, AEN, AET, AFN, AFO, AFR, AFX were also tested. With all of the above catalysts, the claimed technical result was achieved.
Преимуществом предложенного способа является также возможность регулирования состава продуктов синтеза за счет выбора того или иного катализатора из ряда заявленных.An advantage of the proposed method is also the ability to control the composition of the synthesis products by selecting one or another catalyst from a number of declared.
Возможность осуществления способа с достижением заявленного технического результата подтверждена данными, приведенными в таблице 1. В таблицу включены наиболее перспективные из опробованных катализаторов.The possibility of implementing the method with the achievement of the claimed technical result is confirmed by the data given in table 1. The table includes the most promising of the tested catalysts.
Предлагаемый способ дегидратации бутандиолов и эпоксибутанов в общем виде осуществляют следующим образом.The proposed method for the dehydration of butanediols and epoxybutanes in general is as follows.
Сырье подают в реактор проточного типа с неподвижным слоем катализатора. На выходе из реактора полученную смесь продуктов разделяют на жидкую и газообразнуюThe feed is fed to a flow-type reactor with a fixed catalyst bed. At the outlet of the reactor, the resulting mixture of products is divided into liquid and gaseous
фазы. Компонентный состав веществ определяют хроматографическим методом. Бутадиен отделяют от метилэтилкетона охлаждением газовой смеси получаемых продуктов до температуры сжижения МЕК (60°C).phase. The component composition of the substances is determined by chromatographic method. Butadiene is separated from methyl ethyl ketone by cooling the gas mixture of the resulting products to a MEK liquefaction temperature (60 ° C).
Нижеследующие примеры иллюстрируют осуществление изобретения и демонстрируют достижение технического результата по сравнению с известными способами получения метилэтилкетона и бутадиена-1,3.The following examples illustrate the implementation of the invention and demonstrate the achievement of a technical result in comparison with known methods for producing methyl ethyl ketone and butadiene-1,3.
Пример 1.Example 1
В качестве катализатора используют фосфат циркония Zr(HPO4)2. Катализатор помещают в проточный реактор, продувают азотом при температуре 350°C в течение 1 часа, затем снижают температуру до 250°C и подают бутадиен-2,3 со скоростью 2,4 г/г·час при атмосферном давлении. Реакцию проводят в течение 3-х часов. Хроматографический анализ реакционной смеси показал образование метилэтилкетона с выходом 72% и бутадиена-1,3 с выходом 8%. Степень конверсии бутандиола-2,3 составила 95%. Продукты конверсии охлаждают для полного перехода МЕК в жидкую фазу. Результаты представлены в таблице 1.As a catalyst, zirconium phosphate Zr (HPO 4 ) 2 is used . The catalyst is placed in a flow reactor, purged with nitrogen at a temperature of 350 ° C for 1 hour, then the temperature is reduced to 250 ° C and butadiene-2,3 is fed at a rate of 2.4 g / g · hour at atmospheric pressure. The reaction is carried out for 3 hours. Chromatographic analysis of the reaction mixture showed the formation of methyl ethyl ketone in 72% yield and 1,3-butadiene in 8% yield. The conversion of butanediol-2,3 was 95%. The conversion products are cooled to completely transfer the MEK to the liquid phase. The results are presented in table 1.
Пример 2.Example 2
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что измерение параметров процесса происходит через 10 часов после начала реакции. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is conducted as in example 1, the difference is that the measurement of the process parameters occurs 10 hours after the start of the reaction. Process indicators are presented in table 1.
Пример 3 (сравнительный).Example 3 (comparative).
Процесс в условиях примера 1, однако, в качестве катализатора используют катализатор по прототипу - оксид циркония ZrO2. Показатели процесса представлены в таблице 1. Для данного примера характерно образование большого количества побочных продуктов.The process in the conditions of example 1, however, as the catalyst used, the catalyst of the prototype is zirconium oxide ZrO 2 . The process indicators are presented in table 1. This example is characterized by the formation of a large number of by-products.
Пример 4 (сравнительный).Example 4 (comparative).
Процесс ведут в условиях примера 1, отличие состоит в том, что используют катализатор по прототипу - оксид циркония ZrO2 - и измерение параметров процесса производят через 10 часов после начала реакции. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is conducted under the conditions of example 1, the difference is that they use the prototype catalyst - zirconium oxide ZrO 2 - and the process parameters are measured 10 hours after the start of the reaction. Process indicators are presented in table 1.
Анализ результатов, полученных в примерах 1-4, показывает преимущества способа получения кетона и диена на предлагаемых катализаторах (фосфат циркония) по сравнению с известными катализаторами при одних и тех же параметрах способа. По сравнению с катализатором прототипа предложенный катализатор проявляет более высокую активность, селективность и стабильность работы.Analysis of the results obtained in examples 1-4, shows the advantages of the method of producing ketone and diene on the proposed catalysts (zirconium phosphate) compared with known catalysts with the same process parameters. Compared with the catalyst of the prototype, the proposed catalyst exhibits higher activity, selectivity and stability.
Далее в примерах показана возможность осуществления процессов с некоторыми катализаторами из ряда заявленных при разных условиях проведения процесса.The following examples show the possibility of carrying out processes with some catalysts from a number of declared under different process conditions.
Пример 5.Example 5
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют феррьерит FER в Н-форме с соотношением Si/Al=40. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that ferrierite FER in the H-form with a ratio of Si / Al = 40 is used as a catalyst. Process indicators are presented in table 1.
Пример 6.Example 6
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют цеолит MFI в Н-форме, прокаленный при 500°C с соотношением Si/Al=27,5. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is conducted as in example 1, the difference is that the catalyst used is MFI zeolite in the H-form, calcined at 500 ° C with a Si / Al ratio of 27.5. Process indicators are presented in table 1.
Пример 7.Example 7
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют цеолит MFI в Н-форме, прокаленный при 500°C с соотношением Si/Al=40. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is conducted as in example 1, the difference is that the catalyst used is MFI zeolite in the H-form, calcined at 500 ° C with a ratio of Si / Al = 40. Process indicators are presented in table 1.
Пример 8.Example 8
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют цеолит MFI в Н-форме, прокаленный при 500°C с соотношением Si/Al=140. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that the catalyst used is MFI zeolite in the H-form, calcined at 500 ° C with a ratio of Si / Al = 140. Process indicators are presented in table 1.
Пример 9.Example 9
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют цеолит FAU в Н-форме, прокаленный при 500°C с соотношением Si/Al=30. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that FAU zeolite in the H form calcined at 500 ° C with a Si / Al ratio of 30 is used as a catalyst. Process indicators are presented in table 1.
Пример 10.Example 10
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют цеолит FAU в Н-форме, прокаленный при 500°C с соотношением Si/Al=40. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that FAU zeolite in the H form calcined at 500 ° C with a Si / Al ratio of 40 is used as a catalyst. Process indicators are presented in table 1.
Пример 11.Example 11
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют цеолит ВЕА в Н-форме, прокаленный при 500°C с соотношением Si/Al=37,5. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that the catalyst used is BEA zeolite in the H-form, calcined at 500 ° C with a ratio of Si / Al = 37.5. Process indicators are presented in table 1.
Пример 12.Example 12
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют цеолит Sn-BEA, прокаленный при 500°C с соотношением Si/Sn=100. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that the Sn-BEA zeolite calcined at 500 ° C with a ratio of Si / Sn = 100 is used as a catalyst. Process indicators are presented in table 1.
Пример 13.Example 13
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют цеолит Zr-BEA, прокаленный при 500°C с соотношением Si/Zr=200. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that the catalyst is Zr-BEA zeolite calcined at 500 ° C with a Si / Zr ratio of 200. Process indicators are presented in table 1.
Пример 14.Example 14
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют цеолит Ga-BEA, прокаленный при 500°C с соотношением Si/Ga=100. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that the catalyst used is Ga-BEA zeolite calcined at 500 ° C with a ratio of Si / Ga = 100. Process indicators are presented in table 1.
Пример 15.Example 15
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют цеолит Fe-BEA, прокаленный при 500°C с соотношением Si/Fe=100. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that the catalyst used is Fe-BEA zeolite calcined at 500 ° C with a ratio of Si / Fe = 100. Process indicators are presented in table 1.
Пример 16.Example 16
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют мезопористый материал МСМ-41 с содержанием алюминия 3% и размером пор 2,5-3 нм. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that the catalyst used is the mesoporous material MCM-41 with an aluminum content of 3% and a pore size of 2.5-3 nm. Process indicators are presented in table 1.
Пример 17.Example 17
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют микромезопористный материал (МММ), полученный рекристаллизацией цеолита MFI. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is conducted as in example 1, the difference lies in the fact that the catalyst is used micromezoporous material (MMM), obtained by recrystallization of zeolite MFI. Process indicators are presented in table 1.
Пример 18.Example 18
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют алюмофосфатный материал SAPO-34 со структурой цеолита типа СНА с соотношением Al2O3:1.06 Р2О5:1.08 SiO2. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that the catalyst is used aluminophosphate material SAPO-34 with a structure of the CHA type zeolite with a ratio of Al 2 O 3 : 1.06 P 2 O 5 : 1.08 SiO 2 . Process indicators are presented in table 1.
Пример 19.Example 19
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют металлозамещенный алюмофосфатный материал CoAlPO-18 со структурой цеолита типа AEI. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that the metal-substituted aluminophosphate material CoAlPO-18 with an AEI type zeolite structure is used as a catalyst. Process indicators are presented in table 1.
Таким образом, примеры 5-19 иллюстрируют зависимость показателей процесса от изменения поверхностных характеристик катализатора, а также от количества бренстедовских и льюисовских кислотных центров, что позволяет произвести выбор конкретного катализатора из ряда заявленных, который обеспечивает возможность получения смеси продуктов конверсии заданного состава.Thus, examples 5-19 illustrate the dependence of the process indicators on changes in the surface characteristics of the catalyst, as well as on the number of Brønsted and Lewis acid centers, which allows the selection of a specific catalyst from a number of declared ones, which makes it possible to obtain a mixture of conversion products of a given composition.
Пример 20.Example 20
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют катализатор, полученный следующим образом. Оксид кремния SiO2 в количестве 10 г пропитывают по влагоемкости водным раствором фосфорной кислоты в количестве 1,5 г (85%). Полученный катализатор высушивают при 110°C и прокаливают в воздухе при температуре 400°C. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that the catalyst obtained as follows is used as a catalyst. Silicon oxide SiO 2 in an amount of 10 g is impregnated in terms of moisture capacity with an aqueous solution of phosphoric acid in an amount of 1.5 g (85%). The resulting catalyst was dried at 110 ° C and calcined in air at a temperature of 400 ° C. Process indicators are presented in table 1.
Пример 21.Example 21
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют катализатор фосфат ниобия NbOPO4. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that the catalyst used is a niobium phosphate catalyst NbOPO 4 . Process indicators are presented in table 1.
Пример 22.Example 22
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют катализатор фосфат алюминия AlPO4 Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that the catalyst used is aluminum phosphate catalyst AlPO 4. The process indicators are presented in table 1.
Пример 23.Example 23
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют фосфат титана. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that titanium phosphate is used as a catalyst. Process indicators are presented in table 1.
Пример 24.Example 24
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют фосфат бора. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that boron phosphate is used as a catalyst. Process indicators are presented in table 1.
Пример 25.Example 25
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют оксофосфатный материал на основе фосфата и оксида ниобия с содержанием фазы оксида равной 15%. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that an oxophosphate material based on phosphate and niobium oxide with an oxide phase content of 15% is used as a catalyst. Process indicators are presented in table 1.
Примеры 20-25 иллюстрируют возможность варьирования состава катализатора и нанесения активного компонента на носитель.Examples 20-25 illustrate the possibility of varying the composition of the catalyst and the deposition of the active component on the carrier.
Пример 26.Example 26
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют цеолит MFI в Н-форме с соотношением Si/Al=140, гранулированный с Al2O3 (содержание 20% от массы катализатора), выступающим в качестве связующего. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is carried out as in example 1, the difference is that the catalyst used is MFI zeolite in the H-form with a ratio of Si / Al = 140, granulated with Al 2 O 3 (content of 20% by weight of the catalyst), acting as a binder . Process indicators are presented in table 1.
Пример 27.Example 27
Процесс ведут как в примере 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора используют фосфат циркония из примера 1, гранулированный с оксидом кремния (содержание 20% от массы катализатора), выступающим в качестве связующего. Показатели процесса представлены в таблице 1.The process is conducted as in example 1, the difference is that the zirconium phosphate from example 1 is used as a catalyst, granulated with silica (content of 20% by weight of the catalyst) acting as a binder. Process indicators are presented in table 1.
Как видно из примеров 26-27, существует зависимость активности катализатора от изменения содержания активной фазы системы.As can be seen from examples 26-27, there is a dependence of the activity of the catalyst on changes in the content of the active phase of the system.
Пример 28.Example 28
Аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что в качестве сырья для синтеза метилэтилкетона и бутадиена-1,3 используется эпоксибутан-2,3. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 1, the difference is that epoxybutane-2,3 is used as a raw material for the synthesis of methyl ethyl ketone and butadiene-1,3. Process indicators are presented in table 1.
Пример 29.Example 29
Аналогичен примеру 28, отличие состоит в том, что используется катализатор фосфат ниобия из примера 21. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 28, the difference is that the niobium phosphate catalyst of example 21 is used. The process indicators are presented in table 1.
Пример 30.Example 30
Аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что в качестве сырья для синтеза метилэтилкетона и бутадиена-1,3 используется эпоксибутан-1,2. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 1, the difference is that epoxybutane-1,2 is used as a raw material for the synthesis of methyl ethyl ketone and butadiene-1,3. Process indicators are presented in table 1.
Пример 31.Example 31
Аналогичен примеру 28, отличие состоит в том, что в качестве сырья для синтеза метилэтилкетона и бутадиена-1,3 используется смесь эпоксибутана-1,2 и эпоксибутана-2,3. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 28, the difference is that as a raw material for the synthesis of methyl ethyl ketone and butadiene-1,3, a mixture of epoxybutane-1,2 and epoxybutane-2,3 is used. Process indicators are presented in table 1.
Пример 32.Example 32
Аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что в качестве сырья для синтеза метилэтилкетона и бутадиена-1,3 используется бутандиол-1,2. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 1, the difference lies in the fact that butanediol-1,2 is used as a raw material for the synthesis of methyl ethyl ketone and butadiene-1,3. Process indicators are presented in table 1.
Пример 33.Example 33
Аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что в качестве сырья для синтеза метилэтилкетона и бутадиена-1,3 используется бутандиол-1,3. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 1, the difference is that butanediol-1,3 is used as a raw material for the synthesis of methyl ethyl ketone and butadiene-1,3. Process indicators are presented in table 1.
Пример 34.Example 34
Аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что в качестве сырья для синтеза метилэтилкетона и бутадиена-1,3 используется смесь бутандиола-1,4 и бутандиола-2,3. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 1, the difference is that as a raw material for the synthesis of methyl ethyl ketone and butadiene-1,3, a mixture of butanediol-1,4 and butanediol-2,3 is used. Process indicators are presented in table 1.
Пример 35.Example 35
Аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что в качестве сырья для синтеза метилэтилкетона и бутадиена-1,3 используется смесь бутандиола-1,2 и бутандиола-2,3. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 1, the difference is that as a raw material for the synthesis of methyl ethyl ketone and butadiene-1,3, a mixture of butanediol-1,2 and butanediol-2,3 is used. Process indicators are presented in table 1.
Пример 36.Example 36
Аналогичен примеру 35, отличие состоит в том, что используется катализатор фосфат ниобия из примера 21. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 35, the difference is that the niobium phosphate catalyst of example 21 is used. The process indicators are presented in table 1.
Пример 37.Example 37
Аналогичен примеру 35, отличие состоит в том, что используется катализатор фосфат алюминия из примера 22. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 35, the difference is that the aluminum phosphate catalyst from example 22 is used. The process indicators are presented in table 1.
В примерах 28-37 проиллюстрирована возможность осуществления способа получения МЕК и бутадиена-1,3 в широкой области варьирования состава исходного сырья.Examples 28-37 illustrate the possibility of implementing a method for producing MEK and butadiene-1,3 in a wide range of variation in the composition of the feedstock.
Пример 38.Example 38
Аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что дегидратацию проводят при температуре 200°C. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 1, the difference is that the dehydration is carried out at a temperature of 200 ° C. Process indicators are presented in table 1.
Пример 39.Example 39
Аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что дегидратацию проводят при температуре 300°C. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 1, the difference is that the dehydration is carried out at a temperature of 300 ° C. Process indicators are presented in table 1.
Пример 40.Example 40
Аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что дегидратацию проводят при температуре 400°C. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 1, the difference is that dehydration is carried out at a temperature of 400 ° C. Process indicators are presented in table 1.
Пример 41.Example 41
Аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что скорость подачи сырья равна 0,5 г/г· час. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 1, the difference is that the feed rate of the feed is 0.5 g / g · hour. Process indicators are presented in table 1.
Пример 42.Example 42
Аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что в качестве катализатора использую фосфат алюминия из примера 22 и скорость подачи сырья равна 1.1 г/г·час. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 1, the difference is that I use aluminum phosphate from example 22 as a catalyst and the feed rate of the feed is 1.1 g / g · hour. Process indicators are presented in table 1.
Пример 43.Example 43
Аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что скорость подачи сырья равна 1000 г/г·час. Для данного примера характерная низкая степень конверсии, что отражается на низких выходах продуктов. Однако селективность МЕК и бутадиена-1,3 составила 59 и 8,3% соответственно. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 1, the difference is that the feed rate of the raw material is 1000 g / g · hour. For this example, a characteristic low degree of conversion, which is reflected in low yields of products. However, the selectivity of MEK and butadiene-1.3 was 59 and 8.3%, respectively. Process indicators are presented in table 1.
Пример 44.Example 44
Аналогичен примеру 40, отличие состоит в том, что в качестве сырья используют эпокибутан-2,3. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 40, the difference is that epokibutane-2,3 is used as raw material. Process indicators are presented in table 1.
Пример 45.Example 45
Аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что процесс проводят в статическом реакторе объемом 100 мл, 250°C и массовым содержанием катализатора равным 0,5% (от массы реакционной смеси). Реакцию вели в течение 10 часов. Показатели процесса представлены в таблице 1.Similar to example 1, the difference is that the process is carried out in a static reactor with a volume of 100 ml, 250 ° C and a mass content of catalyst equal to 0.5% (by weight of the reaction mixture). The reaction was carried out for 10 hours. Process indicators are presented in table 1.
Пример 46.Example 46
Аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что процесс проводят в статическом реакторе объемом 100 мл, 130°C и массовым содержанием катализатора равным 20% (от массы реакционной смеси). Показатели процесса представлены в таблице 1. Наблюдалось образование большого количества тяжелых продуктов (С8-С12).Similar to example 1, the difference is that the process is carried out in a static reactor with a volume of 100 ml, 130 ° C and a mass content of catalyst equal to 20% (by weight of the reaction mixture). The process indicators are presented in table 1. The formation of a large number of heavy products (C8-C12) was observed.
Примеры 38-46 иллюстрируют возможность осуществления способа получения МЕК и бутадиена в широкой области варьирования условий реакции.Examples 38-46 illustrate the possibility of implementing a method for producing MEK and butadiene in a wide range of variation of reaction conditions.
Таким образом, все представленные примеры указывают на то, что осуществление способа в присутствии заявленных твердофазных катализаторов, позволяет достигнуть высоких селективностей образования метилэтилкетона и бутадиена-1,3 при высокой активности систем и стабильной работе во времени. Для используемых катализаторов время стабильной работы в процессе более чем в 3 раза выше времени стабильной работы катализатора прототипа.Thus, all the examples presented indicate that the implementation of the method in the presence of the claimed solid phase catalysts allows to achieve high selectivities for the formation of methyl ethyl ketone and butadiene-1,3 with high system activity and stable operation over time. For the used catalysts, the time of stable operation in the process is more than 3 times higher than the time of stable operation of the catalyst of the prototype.
Claims (8)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2574060C1 true RU2574060C1 (en) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713429C1 (en) * | 2018-08-10 | 2020-02-05 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Noise compensator of boc type |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1923569A (en) * | 1929-07-22 | 1933-08-22 | Ig Farbenindustrie Ag | Production of diolefines |
SU48300A1 (en) * | 1936-03-02 | 1936-08-31 | Р.А. Гутнер | The method of producing divinyl |
CN101293817A (en) * | 2008-06-20 | 2008-10-29 | 南京工业大学 | Preparation method of methyl ethyl ketone |
CN101580462A (en) * | 2009-05-08 | 2009-11-18 | 清华大学 | Method for preparing ethyl methyl ketone by dehydrating 2,3-butanediol efficiently |
CN102826980A (en) * | 2012-09-04 | 2012-12-19 | 华东理工大学 | Method for preparing methyl ethyl ketone by performing gas phase dehydration on 2,3-butanediol |
CN102962092A (en) * | 2012-12-14 | 2013-03-13 | 南京工业大学 | Efficient catalyst for preparing methyl ethyl ketone by dehydrating 2, 3-butanediol |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1923569A (en) * | 1929-07-22 | 1933-08-22 | Ig Farbenindustrie Ag | Production of diolefines |
SU48300A1 (en) * | 1936-03-02 | 1936-08-31 | Р.А. Гутнер | The method of producing divinyl |
CN101293817A (en) * | 2008-06-20 | 2008-10-29 | 南京工业大学 | Preparation method of methyl ethyl ketone |
CN101580462A (en) * | 2009-05-08 | 2009-11-18 | 清华大学 | Method for preparing ethyl methyl ketone by dehydrating 2,3-butanediol efficiently |
CN102826980A (en) * | 2012-09-04 | 2012-12-19 | 华东理工大学 | Method for preparing methyl ethyl ketone by performing gas phase dehydration on 2,3-butanediol |
CN102962092A (en) * | 2012-12-14 | 2013-03-13 | 南京工业大学 | Efficient catalyst for preparing methyl ethyl ketone by dehydrating 2, 3-butanediol |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
H.Duan et al, Dehydration of 2,3-butanediol into 3-buten-2-ol catalyzed by ZrO2. Catalysis Communications, 2014, 48, 1-4. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713429C1 (en) * | 2018-08-10 | 2020-02-05 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Noise compensator of boc type |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2469792C2 (en) | Method of preparing silicoaluminophosphate (sapo) molecular sieves, catalysts, containing thereof, and methods of catalytic dehydration with application of said catalysts | |
CA2713169C (en) | Dehydration of alcohols on crystalline silicates | |
CA2791218C (en) | Simultaneous dehydration and skeletal isomerisation of isobutanol on acid catalysts | |
EP2601159B1 (en) | Process to make olefins from isobutanol | |
CN104556143A (en) | SAPO-34/ZSM-5 composite molecular sieve and synthesis method of composite molecular sieve | |
AU2012391395A1 (en) | SAPO-34 molecular sieves and synthesis method thereof | |
CN105312082A (en) | SAPO-34/ZSM-5 composite molecular sieve, and preparation method application thereof | |
CN106890672B (en) | A kind of methanol conversion light olefin catalyst processed and its preparation method and application | |
CN102372291A (en) | Preparation method of SAPO-18 / SAPO-34 intergrowth molecular sieve | |
CN104828842A (en) | Preparation method of SAPO-5 and SAPO-34 symbiotic composite molecular sieve | |
CN101503201B (en) | Preparations of SAPO-11 molecular sieve and SAPO-11 molecular sieve based catalyst | |
CN105396615B (en) | Catalyst for preparing low carbon olefins from methanol | |
US7622417B2 (en) | Synthesis and use of AEI structure-type molecular sieves | |
EP2366683A1 (en) | Process to make propylene from methanol or dimethyl ether and ethylene | |
RU2574060C1 (en) | Method of producing methyl ethyl ketone and butadiene-1,3 | |
EP2601158B1 (en) | Process to make olefins from isobutanol | |
CN1128676C (en) | Metal aluminophosphate molecular sieve and method for converting methanol to olefin with same | |
US8309781B2 (en) | Process for the production of light olefins from ethanol in the presence of a macroporous catalyst that comes in the form of balls | |
KR102583660B1 (en) | Method for stable operation of microporous structures in oxygen supply conversion process | |
CN106466633A (en) | ZSM-22/SAPO-34 composite molecular screen and its synthetic method | |
Harvey et al. | Zeolites for Sustainable Chemical Transformations | |
RU2312095C1 (en) | Linear alpha-methylstyrene dimers' production process | |
CN105247015A (en) | Method for conversion of aromatic hydrocarbons | |
RU2322429C2 (en) | PROCESS OF PRODUCING LINEAR α-METHYLSTYRENE DIMERS | |
WO2003006414A2 (en) | Producing maleic anhydride from a c4 stream in an oxygenate to olefin process |