RU2679911C1 - Способ хлорирования и дегидрирования этана - Google Patents
Способ хлорирования и дегидрирования этана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2679911C1 RU2679911C1 RU2017136187A RU2017136187A RU2679911C1 RU 2679911 C1 RU2679911 C1 RU 2679911C1 RU 2017136187 A RU2017136187 A RU 2017136187A RU 2017136187 A RU2017136187 A RU 2017136187A RU 2679911 C1 RU2679911 C1 RU 2679911C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- low melting
- melting point
- dehydrogenation
- chlorination
- metal
- Prior art date
Links
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 48
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 48
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 44
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 43
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 39
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 33
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 7
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 2
- 208000016057 CHAND syndrome Diseases 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 13
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000005839 oxidative dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000002352 steam pyrolysis Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- -1 etc. Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical class ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012824 chemical production Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical class [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/42—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with a hydrogen acceptor
- C07C5/44—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with a hydrogen acceptor with halogen or a halogen-containing compound as an acceptor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B11/00—Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/01—Chlorine; Hydrogen chloride
- C01B7/03—Preparation from chlorides
- C01B7/035—Preparation of hydrogen chloride from chlorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/01—Chlorine; Hydrogen chloride
- C01B7/03—Preparation from chlorides
- C01B7/04—Preparation of chlorine from hydrogen chloride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G19/00—Compounds of tin
- C01G19/04—Halides
- C01G19/06—Stannous chloride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G29/00—Compounds of bismuth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
- C07C11/02—Alkenes
- C07C11/04—Ethylene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
- C07C11/22—Aliphatic unsaturated hydrocarbons containing carbon-to-carbon triple bonds
- C07C11/24—Acetylene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
- C07C17/013—Preparation of halogenated hydrocarbons by addition of halogens
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
- C07C17/093—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
- C07C17/10—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of hydrogen atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
- C07C17/093—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
- C07C17/15—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens with oxygen as auxiliary reagent, e.g. oxychlorination
- C07C17/152—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens with oxygen as auxiliary reagent, e.g. oxychlorination of hydrocarbons
- C07C17/156—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens with oxygen as auxiliary reagent, e.g. oxychlorination of hydrocarbons of unsaturated hydrocarbons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C19/00—Acyclic saturated compounds containing halogen atoms
- C07C19/01—Acyclic saturated compounds containing halogen atoms containing chlorine
- C07C19/043—Chloroethanes
- C07C19/045—Dichloroethanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C21/00—Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms
- C07C21/02—Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms containing carbon-to-carbon double bonds
- C07C21/04—Chloro-alkenes
- C07C21/06—Vinyl chloride
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00164—Controlling or regulating processes controlling the flow
- B01J2219/00166—Controlling or regulating processes controlling the flow controlling the residence time inside the reactor vessel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к способу хлорирования и дегидрирования этана, включающему смешивание и взаимодействие хлорида металла с низкой температурой плавления с СНтак, что хлорид металла с низкой температурой плавления восстанавливают до металла с низкой температурой плавления в жидком состоянии, а СНхлорируют и дегидрируют для получения смешанного газа, содержащего HCl, СН, СН, СНи CHCl, где хлорид металла с низкой температурой плавления находится в газообразном состоянии при температуре реакции. Технический результат – высокая скорость и высокая эффективность реакции. 9 з.п. ф-лы, 5 табл., 5 пр.
Description
Уровень техники
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к технической области химического производства и к способу дегидрирования этана и, в частности, к способу хлорирования и дегидрирования этана.
Описание предшествующего уровня техники
Этан в основном присутствует и его получают путем отделения от нефтяного газа, природного газа, коксового газа и газа, возникающего при пиролизе нефти. Этан в настоящее время наиболее широко используется в производстве этилена, который в качестве сырья для крекинга при получении этилена является более экономичным, чем более тяжелое сырье. Способ производства этилена с помощью этана по большей части включает паровой пиролиз и окислительную дегидратацию.
Паровой пиролиз является обычным способом получения этилена с помощью этана. Однако паровой пиролиз имеет недостатки в виде высокого потребления энергии, низкой утилизации тепла, строгих требованиях к материалу для оборудования и высоких производственных издержках. Более того, продукт также содержит другие тяжелые олефины, такие как пропилен, бутадиен и ароматические углеводороды, что снижает выход этилена.
По сравнению с процессом парового пиролиза при окислительном дегидрировании этана до этилена условия реакции более мягкие. Однако введение кислорода в технологию окислительного дегидрирования увеличивает количество кислородсодержащих побочных продуктов, а трудность в последующем разделении и очистке, а также селективность и выход этилена являются низкими. В частности, трудоемким является приготовление катализатора, используемого в технологии каталитического окислительного дегидрирования. Например, в Европейской Патентной Заявке № ЕР 20030704717 раскрыт способ каталитического окислительного дегидрирования этана, в котором по меньшей мере оксид Мо, Те, V и Nb связывается с элементом Cu, Та, Sn, Se, W, Ti, Fe, Co, Ni, Cr, Zr, Sb и Bi для получения с помощью ряда процедур катализатора, используемого в окислительном дегидрировании этана. В этом способе превращения этана за один проход составляет 40-60%, а выход этилена 20-60%. В Китайской Патентной Заявке №2012100126547 представлен катализатор для окислительного дегидрирования этана до этилена при низкой температуре. Катализатор содержит газ HCl в качестве основного активного компонента и TiO2 в качестве промотора. Основной активный компонент газа HCl смешивают с сырьевыми газами (воздух и этан) и подают в реактор, где температуру реакции контролируют при 440-550°С, а выход этилена составляет 45-75%.
Раскрытие изобретения
Ввиду технических дефектов, существующих в предшествующем уровне техники, настоящее изобретение предлагает новый способ хлорирования и дегидрирования этана. В настоящем изобретении в качестве сырья для хлорирования и дегидрирования используют хлорид металла с низкой температурой плавления, а в качестве промежуточной среды используют металл с низкой температурой плавления, полученный после реакции. Способ характеризуется простотой процесса, низкой стоимостью и высоким выходом. Кроме того, по желанию на производстве некоторые ацетилены и винилхлориды могут быть получены в виде побочных продуктов одновременно для получения этилена путем контроля соотношения этана к хлориду.
Настоящее изобретение осуществляют с помощью следующих технических решений.
Предложен способ хлорирования и дегидрирования этана, включающий: смешивание и взаимодействие хлорида металла с низкой температурой плавления с С2Н6 так, что хлорид металла с низкой температурой плавления восстанавливают до металла с низкой температурой плавления в жидком состоянии, а С2Н6 хлорируют и дегидрируют, получая смешанный газ, содержащий HCl, С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl.
Предпочтительно, хлорид металла с низкой температурой плавления находится в газообразном состоянии при температуре реакции и может быть восстановлен Н2 при температуре реакции для получения металла с низкой температурой плавления в жидком состоянии и хлороводород.. Более предпочтительно, хлорид металла с низкой температурой плавления представляет собой BiCl3 или SnCl2.
Предпочтительно, температура реакции составляет 500-800°С. Более предпочтительно, температура реакции составляет 550-650°С. Температура реакции может составлять 500-600°С, 600-650°С, 650-700°С или 700-800°С.
Предпочтительно, молярное соотношение элементарного хлора в хлориде металла с низкой температурой плавления к С2Н6 составляет 1-4:1.
Молярное соотношение элементарного хлора в хлориде металла с низкой температурой плавления к С2Н6 может составлять 1-2:1, 2-3:1 или 3-4:1. Предпочтительно, время реакции контролируют таким образом, чтобы скорость превращения С2Н6 составляла до 50-99,9%.
Контроль над временем реакции проводят так, что скорость превращения С2Н6, составляющую до 50-99,9%, достигают посредством способа, описанного ниже. Количество непрореагировавшего этана определяют в дегидрированном отработанном газе, собранном за единицу времени, из которого удалили хлоро водород, а скорость превращения С2Н6 рассчитывают по формуле, приведенной ниже. Если скорость превращения С2Н6 менее 50%, то скорость превращения можно увеличить, увеличив время реакции за счет снижения скорости потока этана. Если скорость превращения С2Н6 более 99,9%, то скорость превращения можно уменьшить, уменьшив время реакции за счет увеличения скорости потока этана.
Скорость превращения С2Н6 равна 100% - Молярная концентрация этана в дегидрированом отработанном газе, из которого была удалена хлороводород.
Предпочтительно, способ дополнительно включает: взаимодействие металла с низкой температурой плавления для получения хлорида металла с низкой температурой плавления, а также обратную подачу для смешивания и взаимодействия хлорида металла с низкой температурой плавления с С2Н6.
Более предпочтительно, способ взаимодействия металла с низкой температурой плавления для получения хлорида металла с низкой температурой плавления выбирают среди одного из:
способа 1: взаимодействие металла с низкой температурой плавления с хлором для получения хлорида металла с низкой температурой плавления;
способа 2: взаимодействие металла с низкой температурой плавления с кислородом или воздухом для получения оксида металла; и поглощение HCl, полученного после хлорирования и дегидрирования С2Н6 оксидом металла, для получения хлорида металла с низкой температурой плавления; а также
способа 3: когда хлорид металла с низкой температурой плавления представляет собой SnCl2, взаимодействие Sn с низкой температурой плавления, полученного в результате восстановления SnCl2, с соляной кислотой для получения хлорида металла с низкой температурой плавления, то есть SnCl2, и Н2.
Предпочтительно, данный способ дополнительно включает использование HCl в смешанном газе, содержащем HCl, С2Н6, C2H4, С2Н2 и C2H3Cl с помощью любого из:
способа 1: поглощение HCl водой для получения соляной кислоты как продукта;
способа 2: применение HCl при окислении и хлорировании С2Н4 для получения дихлорэтана; и
способа 3: каталитическое окисление HCl кислородом или воздухом в Cl2 и обратная подача для взаимодействия с металлом с низкой температурой плавления для получения хлорида металла с низкой температурой плавления.
Предпочтительно, смешанный газ, из которого отделяют HCl, дополнительно разделяют для получения С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl как продукта соответственно. Смешанный газ, из которого отделен HCl, может быть дополнительно разделен традиционным способом, таким как ректификация, для получения С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl соответственно. Основным принципом, лежащим в основе способа хлорирования и дегидрирования этана в соответствии с настоящим изобретением, является:
или
Настоящее изобретение имеет по меньшей мере один из следующих полезных эффектов.
(1) Хлорид металла с низкой температурой плавления используют в качестве дегидрирующего материала для хлорирования и дегидрирования этана реакцией в газовой фазе. Реакция протекает быстро, ее эффективность высокая, и реакция может быть завершена моментально за несколько секунд. Поэтому этот способ применим и для использования в массовом промышленном производстве.
(2) Промежуточное соединение реакции представляет собой металл с низкой температурой плавления в жидком состоянии, который легко транспортировать и отделять, и механизм реакции является простым и практически осуществимым.
(3) Различные пропорции С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl могут быть получены путем контроля скорости превращения С2Н6 за один проход. Скорость превращения С2Н6 за один проход может составлять до 98% или выше. Когда этилен является целевым продуктом, селективность для этилена может достигать до 95% или выше. При использовании глубокого дегидрирования можно получить 10% или более С2Н2 или C2H3Cl. Таким образом, настоящий способ является эффективным способом для прямого синтеза C2H3Cl.
(4) Тепло, выделяемое при окислении и хлорировании металла, может быть непосредственно использовано при испарении хлорида и дегидрировании этана, в результате чего энергия сохраняется.
Подробное описание предпочтительных воплощений
Технические решения настоящего изобретения теперь будут описаны с помощью конкретных примеров. Следует понимать, что один или несколько стадий процесса, упомянутых в настоящем изобретении, не исключают наличия других стадий процесса, идущих до или после комбинированных стадий, или другие стадии процесса также могут быть добавлены между упомянутыми стадиями. Следует понимать, что эти примеры являются просто иллюстрацией настоящего изобретения и не ограничивают объем его настоящего изобретения. Если не указано иное, нумерация каждой стадии способа предоставлена только для удобства идентификации стадий этого процесса, а не для ограничения порядка стадий процесса или ограничения объема реализации настоящего изобретения, и изменение или корректировка относительной взаимосвязи между ними без существенного изменения технической составляющей предусмотрена в объеме реализации настоящего изобретения.
Пример 1:
(1) Пары BiCl3 смешивали с С2Н6 и контролировали время реакции, так что скорость превращения С2Н6 составляла 50%. Молярное соотношение элемента хлора в BiCl3 к С2Н6 составляло 1:1, а температура реакции составляла 500°С. С2Н6 хлорировали и дегидрировали для получения смешанного газа, содержащего HCl, С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl, a BiCl3 восстанавливали до жидкого состояния Bi.
(2) Хлор барботировали через расплав металла Bi, полученный на стадии 1) для превращения Bi в BiCl3 для непрерывной реакции с этаном.
(3) HCl в смешанном газе, содержащем HCl, С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl, полученном на стадии 1), абсорбировали водой для получения смешанного газа, содержащего С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl и т.д, и соляной кислоты как побочного продукта. Основные составляющие содержащего HCl удаляемого отработанного газа, полученного при хлорировании и дегидрировании этана, показаны в таблице 1.
Пример 2
(1) Пары BiCl3 смешивали с С2Н6, и время реакции контролировали так, что скорость превращения С2Н6 составляла 74%. Контролировали, что молярное соотношение элемента хлора в BiCl3 к С2Н6 составляло 2:1, а температура реакции составляла 600°С. С2Н6 хлорировали и дегидрировали для получения смешанного газа, содержащего HCl, С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl, a BiCl3 восстановливали до жидкого состояния Bi.
(2) Кислород барботировали через расплав металла Bi, полученный на стадии 1), чтобы превратить Bi в Bi2O3, а HCl, полученный на стадии (1), впоследствии абсорбировали Bi2O3, чтобы получить BiCl3 для непрерывной реакции с этаном.
(3) HCl в смешанном газе, содержащем HCl, С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl, полученном на стадии 1), абсорбировали слоем Bi2O3 для получения смешанного газа, содержащего С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl и т.д. Основные составляющие в удаленном отработанном газе HCl, полученном при хлорировании и дегидрировании этана, показаны в таблице 2.
Пример 3
(1) Пары BiCl3 смешивали с С2Н6 и контролировали время реакции так, что скорость превращения С2Н6 составляла 97%. Молярное соотношение элемента хлора в BiCl3 к С2Н6 составляло 3:1, а температура реакции составляла 650°С. С2Н6 хлорировали и дегидрировали для получения смешанного газа, содержащего HCl, С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl, a BiCl3 восстановливали до жидкого состояния Bi.
(2) Хлор барботировали через расплав металла Bi, полученный на стадии 1), чтобы превратить Bi в BiCl3 для непрерывной реакции с этаном.
(3) HCl в смешанном газе, содержащем HCl, С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl, полученном на стадии 1), абсорбировали водой, чтобы получить смешанный газ, содержащий С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl и т.д., с соляной кислотой как побочный продукт. Основные составляющие удаленного отработанного газа HCl, полученного при хлорировании и дегидрировании этана, показаны в таблице 3.
Пример 4
(1) Пары BiCl3 смешивали с С2Н6, и время реакции контролировали таким образом, чтобы скорость превращения С2Н6 составляла 98%. Молярное соотношение элемента хлора в BiCl3 к С2Н6 составляло 4:1, а температура реакции составляла 700°С. С2Н6 хлорировали и дегидртровали для получения смешанного газа, содержащего HCl, С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl, a BiCl3 восстановливали до жидкого состояния Bi.
(2) Кислород барботировали через расплав металла Bi, полученный на стадии 1), чтобы превратить Bi в Bi2O3, а HCl, полученный на стадии (1), впоследствии абсорбировали Bi2O3, чтобы получить BiCl3 для непрерывной реакции с этаном.
(3) HCl в смешанном газе, содержащем HCl, С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl, полученном на стадии 1), абсорбировали слоем Bi2O3, получая смешанный газ, содержащий С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl и т.д. Основные составляющие в удаляемом отработанном газе HCl, полученном при хлорировании и дегидрировании этана, показаны в таблице 4.
Пример 5
(1) Пары SnCl2 смешивали с С2Н6, и время реакции контролировали таким образом, чтобы скорость превращения С2Н6 составляла 77%. Молярное соотношение элемента хлора в SnCl2 к С2Н6 составляло 2:1, а температура реакции составляла 800°С. С2Н6 хлорировали и дегидрогенировали для получения смешанного газа, содержащего HCl, С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl, a SnCl2 восстановливали до жидкого состояния Sn.
(2) Металл Sn, полученный на стадии 1), подвергали взаимодействию с соляной кислотой, полученной после стадии 1) для получения SnCl2 для непрерывной реакции с этаном.
(3) HCl в смешанном газе, содержащем HCl, С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl, полученном на стадии 1), абсорбировали водой, чтобы получить смешанный газ, содержащий С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl и т.д., и соляную кислоту как побочный продукт. Основные составляющие удаляемого отработанного газа HCl, полученного при хлорировании и дегидрировании этана, показаны в таблице 5.
Вышеуказанные описания представляют собой только предпочтительные воплощения настоящего изобретения и никак не ограничивают настоящее изобретение. Следует отметить, что специалисты в данной области могут модифицировать и дополнять изобретение, не отклоняясь при этом от существа настоящего изобретения, которое рассматривается в объеме настоящего изобретения. Различные изменения, модификации и далее разработанные эквивалентные вариации могут быть произведены специалистами в данной области при раскрытии настоящего изобретения без отклонения при этом от существа и объема настоящего изобретения, которые представляют собой эквивалентные воплощения настоящего изобретения. Любые эквивалентные изменения, модификации и дальнейшие разработки, сделанные в воплощениях в соответствии с существенными техническими аспектами настоящего изобретения, подпадают под объем настоящего изобретения.
Claims (14)
1. Способ хлорирования и дегидрирования этана, включающий: смешивание и взаимодействие хлорида металла с низкой температурой плавления с С2Н6 так, что хлорид металла с низкой температурой плавления восстанавливают до металла с низкой температурой плавления в жидком состоянии, а С2Н6 хлорируют и дегидрируют для получения смешанного газа, содержащего HCl, С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl, где хлорид металла с низкой температурой плавления находится в газообразном состоянии при температуре реакции.
2. Способ хлорирования и дегидрирования этана по п. 1, где хлорид металла с низкой температурой плавления может быть восстановлен при температуре реакции с помощью Н2 для получения металла с низкой температурой плавления в жидком состоянии и хлороводорода.
3. Способ хлорирования и дегидрирования этана по п. 2, где хлорид металла с низкой температурой плавления представляет собой BiCl3 или SnCl2.
4. Способ хлорирования и дегидрирования этана по п. 1, где температура реакции составляет 500-800°С.
5. Способ хлорирования и дегидрирования этана по п. 1, где молярное соотношение элемента хлора в хлориде металла с низкой температурой плавления и С2Н6 составляет 1-4:1.
6. Способ хлорирования и дегидрирования этана по п. 1, где время реакции контролируют так, что скорость превращения С2Н6 составляет до 50-99,9%.
7. Способ хлорирования и дегидрирования этана по п. 1, дополнительно включающий: взаимодействие металла с низкой температурой плавления для получения хлорида металла с низкой температурой плавления и обратную подачу для смешивания и взаимодействия хлорида металла с низкой температурой плавления с С2Н6.
8. Способ хлорирования и дегидрирования этана по п. 7, где хлорид металла с низкой температурой плавления получен одним из следующих способов:
взаимодействие металла с низкой температурой плавления с хлором;
взаимодействие металла с низкой температурой плавления с кислородом или воздухом для получения оксида металла; и
поглощение HCl, полученного после хлорирования и дегидрирования С2Н6, оксидом металла; и
когда хлорид металла с низкой температурой плавления представляет собой SnCl2, взаимодействие Sn с низкой температурой плавления, полученного в результате восстановления SnCl2, с соляной кислотой для получения SnCl2 и Н2.
9. Способ хлорирования и дегидрирования этана по п. 1, где представленный способ дополнительно включает использование HCl в смешанном газе, содержащем HCl, С2Н6, С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl, посредством каталитического окисления HCl кислородом или воздухом до Cl2 и обратной подачи для взаимодействия с металлом с низкой температурой плавления для получения хлорида металла с низкой температурой плавления.
10. Способ хлорирования и дегидрирования этана по п. 9, где смешанный газ, от которого отделен HCl, дополнительно разделяют для получения С2Н4, С2Н2 и C2H3Cl как продукта.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510630923.XA CN105152835B (zh) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | 一种乙烷氯化脱氢的方法 |
| CN201510630923X | 2015-09-29 | ||
| PCT/CN2016/082022 WO2017054460A1 (zh) | 2015-09-29 | 2016-05-13 | 一种乙烷氯化脱氢的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2679911C1 true RU2679911C1 (ru) | 2019-02-14 |
Family
ID=54793948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017136187A RU2679911C1 (ru) | 2015-09-29 | 2016-05-13 | Способ хлорирования и дегидрирования этана |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10138181B2 (ru) |
| EP (1) | EP3357899B1 (ru) |
| JP (1) | JP6505941B2 (ru) |
| KR (1) | KR102044350B1 (ru) |
| CN (1) | CN105152835B (ru) |
| CA (1) | CA2982507A1 (ru) |
| RU (1) | RU2679911C1 (ru) |
| WO (1) | WO2017054460A1 (ru) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105152835B (zh) | 2015-09-29 | 2017-01-11 | 厦门中科易工化学科技有限公司 | 一种乙烷氯化脱氢的方法 |
| CN110142006B (zh) * | 2019-05-14 | 2021-10-15 | 厦门中科易工化学科技有限公司 | 一种烷烃类气体高温氯化脱氢的装置及使用方法 |
| KR102544676B1 (ko) | 2020-10-21 | 2023-06-20 | 한국화학연구원 | 알킬할라이드로부터 경질 올레핀 제조용 촉매 및 이를 이용한 경질올레핀 제조방법 |
| CN113024343A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-06-25 | 德州实华化工有限公司 | 一种乙烷制乙烯的系统及其制备方法及其应用 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2140547A (en) * | 1936-08-26 | 1938-12-20 | Dow Chemical Co | Chlorination of ethane |
| JPS5083303A (ru) * | 1973-11-27 | 1975-07-05 | ||
| US4207267A (en) * | 1974-01-30 | 1980-06-10 | Schindler Harvey D | Dehydrochlorination of 1,2-dichloroethane |
| DE3503664A1 (de) * | 1985-02-04 | 1986-08-07 | Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal | Verfahren zur herstellung von ethylen-ethan-gemischen |
| DE10159615A1 (de) * | 2001-12-05 | 2003-06-12 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von 1,2-Dichlorethan |
| CN101302138B (zh) * | 2008-06-25 | 2011-01-19 | 中科易工(厦门)化学科技有限公司 | 一种氯乙烯的制备方法 |
| CN104016822B (zh) * | 2014-06-25 | 2015-11-04 | 厦门中科易工化学科技有限公司 | 一种乙烷制备乙烯或二氯乙烷的方法 |
| CN104529688B (zh) * | 2014-12-11 | 2016-05-04 | 中科易工（上海）化学科技有限公司 | 一种连续由乙烷制乙烯的方法 |
| CN105016952B (zh) * | 2015-06-12 | 2017-01-11 | 中科易工（上海）化学科技有限公司 | 一种乙烷脱氢的方法 |
| CN105152835B (zh) * | 2015-09-29 | 2017-01-11 | 厦门中科易工化学科技有限公司 | 一种乙烷氯化脱氢的方法 |
| CN105330501B (zh) * | 2015-11-13 | 2017-09-01 | 厦门中科易工化学科技有限公司 | 一种甲烷氯化偶联的方法 |
-
2015
- 2015-09-29 CN CN201510630923.XA patent/CN105152835B/zh active Active
-
2016
- 2016-05-13 JP JP2018502312A patent/JP6505941B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2016-05-13 EP EP16850085.8A patent/EP3357899B1/en active Active
- 2016-05-13 CA CA2982507A patent/CA2982507A1/en active Pending
- 2016-05-13 US US15/560,397 patent/US10138181B2/en active Active
- 2016-05-13 KR KR1020177030384A patent/KR102044350B1/ko active IP Right Grant
- 2016-05-13 RU RU2017136187A patent/RU2679911C1/ru active
- 2016-05-13 WO PCT/CN2016/082022 patent/WO2017054460A1/zh active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20180036915A (ko) | 2018-04-10 |
| JP2018511657A (ja) | 2018-04-26 |
| CN105152835B (zh) | 2017-01-11 |
| WO2017054460A1 (zh) | 2017-04-06 |
| EP3357899B1 (en) | 2021-03-31 |
| CA2982507A1 (en) | 2017-04-06 |
| EP3357899A4 (en) | 2019-05-15 |
| JP6505941B2 (ja) | 2019-04-24 |
| US10138181B2 (en) | 2018-11-27 |
| EP3357899A1 (en) | 2018-08-08 |
| CN105152835A (zh) | 2015-12-16 |
| US20180065902A1 (en) | 2018-03-08 |
| KR102044350B1 (ko) | 2019-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2679911C1 (ru) | Способ хлорирования и дегидрирования этана | |
| Baerns et al. | Simple chemical processes based on low molecular-mass alkanes as chemical feedstocks | |
| JP4115393B2 (ja) | １，２−ジクロロエタンの製造方法 | |
| EA015307B1 (ru) | Способ получения 1,2-дихлорэтана | |
| TW200817307A (en) | Process for the manufacture of 1,2-dichloroethane | |
| JP2009541425A (ja) | １，２−ジクロロエタンの製造方法 | |
| Bhasin | Is true ethane oxydehydrogenation feasible? | |
| US20110082267A1 (en) | Process for the manufacture of 1,2-dichloroethane and of at least one ethylene derivative compound different from 1,2-dichloroethane | |
| US9045385B2 (en) | Conversion of propane to propylene | |
| EP2130813A1 (en) | Process for the manufacture of at least one ethylene derivative compound | |
| US4329525A (en) | Production of chlorinated compounds by use of molten salts | |
| CN105330501B (zh) | 一种甲烷氯化偶联的方法 | |
| CN106316781B (zh) | 一种二氯甲烷制备三氯乙烯的方法 | |
| CN111225892A (zh) | 由乙烯和硫制备1,3-丁二烯的方法 | |
| CN104402669B (zh) | 一种氯甲烷制备氯乙烯单体的方法 | |
| WO2018005162A1 (en) | Process for butadiene production via oxidative dehydrogenation followed by direct dehydrogenation | |
| CN110003098B (zh) | 一种3-三氟甲基吡啶气相催化氯化制备2-氯-5-三氟甲基吡啶的方法 | |
| CN105016952A (zh) | 一种乙烷脱氢的方法 | |
| US1993719A (en) | Production of tertiary-butyl chloride | |
| WO2013092179A1 (en) | Catalyst, process for catalyst manufacture and process for catalytic oxidative dehydrogenation | |
| CN104529693A (zh) | 一种甲烷氯化物制备氯乙烯单体的方法 | |
| CN116199561A (zh) | 一种脱羧脱羰基碘化合成三氟碘甲烷的方法 | |
| JPS5988434A (ja) | 塩化ビニルの製造法 | |
| NO842758L (no) | Katalysator for anvendelse ved fremstilling av vinylkloridmonomer | |
| WO2013092180A1 (en) | Catalyst, process for catalyst manufacture and process for catalytic oxidative dehydrogenation |