SU1715798A1 - Способ получени этилена - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  производства олефинов, в частности получени  этилена, используемого в полимерной промышленности . Цель - повышение селективности процесса. Его ведут контактированием потока этана с кислородом в присутствии метана в двусекционном реактору перва  секци  которого заполнена насадкой в виде колес с плоскост ми, перпендикул рными направлению потока. Мол рное соотношение этана, метана и кислорода (0,1-1.5);(0,5- 1,9):1, температуре 450-480°С и давлении 300 Торр. Упрощение процесса достигаетс  за счет повышени  селективности по углероду (до 99% против 54%) и снижени  температур с 880-900 до 450-480°С. 1 ил., 1 табл,

Description

Изобретение относитс  к органической химии, в частности к получению низших оле- финов, которые используютс  в качестве исходного сырь  дл  синтеза полимеров.

Известен способ получени  этилена из этана в присутствии кислорода и сложных катализаторов на основе хлорида меди, лити  и редкоземельных элементов с добавками HCI.

Выход этилена - 83%, конверси  эта- на-92%.

Использование катализаторов и добавок HCI приводит к усложнению процесса, что обусловлено необходимостью применени  специальной аппаратуры и коммуникаций , устойчивых к агрессивной среде.

Известен способ получени  этилена и этана в присутствии кислорода и твердого катализатора (смешанных окислов Zn, Pb, Na) при температуре 770°С и соотношении С2Н6:02 1:0,4.

Выход этилена составл ет 30%, а селективность по этилену - 85%.

Недостатком известного способа  вл етс  сравнительно невысокий выход и селективность по целевому продукту, достигаемые при высоких температурах в присутствии катализаторов, что ведет к усложнению процесса.

Известен способ аутермического дегидрировани  этана в присутствии кислорода при температуре 880-900°С и пониженном давлении 350-400 мм рт.ст.

Способ подразумевает предварительный нагрев компонентов и разбавлени  ре- акцио.нной смеси инертным газом в цел х безопасности проведени  процесса, что в сочетании с высокой температурой самого процесса дегидрировани  ведет к его усложнению .

При этом селективность по этилену невелика и составл ет 54%.

сл С

ч

сл 1

чэ

00

Цель изобретени  - повышение селективности по этилену и упрощение процесса ,

Поставленна  цель достигаетс  превращением смеси этана и метэна в присутствии кислорода при температуре 450-480°С в двухсекционном реакторе, перва  секци  которого заполнена насадкой в виде системы колец с плоскост ми, перпендикул рными направлению потока, при соотношении этан:метан:кмслород - (0,1-1,5):(1,9-0,5):1 и давлении 300 Торр.

Предварительно установлено, что наиболее реакционноспособной  вл етс  смесь углеводорода и кислорода в соотношении 2:1. Вне за вл емого предела уменьшени  содержани  углеводорода в смеси приводит к снижению выхода этилена и се- лективности процесса.

Перва  секци  двухсекционного реактора заполнена насадкой в виде системы колец с плоскост ми, перпендикул рными направлению потока. В первой секции идет образование метилпероксидных радикалов, которые активируют процесс превращени  этана,

В реакторе без насадки, т.е. в односек- ционном, селективность по целевому продукту низка .

Проведение процесса при температурах ниже 450°С не обеспечивает достаточной степени превращени  исходных углеводородов.

Проведение процесса при температурах выше 480°С приводит к снижению селективности по целевому продукту.

В интервале 300-500 Торр существенного изменени  селективности по целевому продукту не наблюдаетс . Ниже 300 Торр степень превращени  исходных углеводородов падает.

Способ осуществл ют следующим образом .

Пример. Контактирование реакционной смеси провод т в кварцевом реакторе общей длины 9,4 см, d 4 см, который делитс  на две секции. Секци  I - система концентрических колец 1,3, изготовленных из кварцевых трубок. Кольца вставл ли одно в другое и крепили с помощью кварцевых мостиков 2. Диаметр колец подбирали так, чтобы зазор между кольцами сохран лс  посто нным. Высота колец - 10 мм, суммарна  поверхность Si 122 см2, Vi 20 см3, Si/Vi 6,6, . Систему колец помещали в основание кварцевой трубки перпендикул рно газовому потоку,

Исходную смесь реагентов в соотношении 1:1:1, перемешанную при комнатной

температуре, со скоростью газового потока 43 см /мин, подают в реактор. Пройд  систему колец, смесь попадает в основной объем (секци  II), который представл ет собой продолжение кварцевой трубки: I 7 см, V2 70 см, S2/V2 1,2 , где при 460°С и общем давлении 300 Торр идет превращение этана.

Реактор обогреваетс  электрической печью4. В обеих секци х процесс протекает при одной и той же температуре - 460°С.

Анализ продуктов реакции проводили хроматографическим методом.

Селективность по этилену - 94%. Кон- верси  этана - 33%. Выход этилена - 31 %. Дл  смеси реагентов в соотношении 1:1:1 продукты реакции (на 100 объемов исходной смеси) имеют следующий состав, об.%:

Этилен10,3

Окись углерода4

Двуокись углерода1,8

Окись этилена0,7

Ацетальдегид0,1

Метанол0,8

Формальдегид0,3

Водород0,5

Вода3,3

Сз и выше углевод.0,2

В смеси продуктов присутствуют:

Этан22

Метан29

Кислород27

Баланс по углероду 99%.

В таблице приведены результаты опытов с разными составами исходной смеси и температуры проведени  процесса.

Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом обеспечивает повышение селективности по целевому продукту и значительное упрощение процесса за счет снижени  температуры .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  этилена путем контактировани  потока этана с кислородом при повышенной температуре и пониженном давлении, отличающийс  тем, что,

   с целью повышени  селективности процесса , контактировани  осуществл ют в присутствии метана в двухсекционном реакторе, перва  секци  которого заполнена насадкой в виде системы колец с плоскост ми , перпендикул рными к направлению потока, при мол рном соотношении этан:метан:кислород (0,1-t,5):(0.5-1,9):1, при температуре 450-480°С и давлении 300 Торр.

   а

   Выход

   Вход