способ получения высокомолекулярных ароматических углеводородов

Классы МПК:C07C1/20 из органических соединений, содержащих только атомы кислорода в качестве гетероатомов 
C07C15/08 ксилолы
C07C15/02 моноциклические углеводороды 
B01J23/10 редкоземельных элементов
B01J29/40 типа пентасила, например ZSM-5, ZSM-8 или ZSM-11, приведенные в патентных документах USA 3702886; GBA 1334243 и USA 3709979 соответственно
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В.Ломоносова) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-04-07
публикация патента:

Изобретение относится к способу получения высокомолекулярных ароматических углеводородов путем каталитической конверсией 96%-ного этанола или смеси этанол-изобутанол (3:1) при 400°С, объемной скорости по жидкому сырью 2 ч-1, давлении 0,1-5,0 МПа на цеолитсодержащем катализаторе. При этом способ характеризуется тем, что используют цеолитсодержащий катализатор состава: HZSM-5 - 98% мас., Се2О3 - 2% мас. Предложенный способ получения высокомолекулярных ароматических углеводородов позволяет повысить селективность процесса конверсии биоэтанола по ароматическим углеводородам и выход высокомолекулярных ароматических углеводородов до 28%. 1 табл., 2 пр.

Формула изобретения

Способ получения высокомолекулярных ароматических углеводородов путем каталитической конверсии 96%-ного этанола или смеси этанол-изобутанол (3:1) при 400°С, объемной скорости по жидкому сырью 2 ч -1, давлении 0,1-5,0 МПа на цеолитсодержащем катализаторе, отличающийся тем, что используют цеолитсодержащий катализатор состава, мас.%:

HZSM-5 98
Се2O 3 2

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к каталитической переработке биоэтанола в ценные продукты нефтехимии, в частности в высокомолекулярные ароматические углеводороды.

Известен способ получения высокооктанового бензина и пропан-бутановой фракции из низкомолекулярных спиртов (метанола, этанола) в присутствии катализаторов на основе железоалюмосиликата типа МП с силикатным модулем SiO2/Al2O 3=20-160, SiO2/Fe2O3=3 0-5000 и модифицированных смесью компонента: смеси оксидов меди, цинка и олова в количестве 0,5-10,0 мас%. Степень превращения спирта в жидкие углеводороды при температуре 375-400°C и скорости потока этанола 2 ч-1 составляет 77-85% при наличии рециркуляции газовых продуктов. Октановое число полученной жидкой фракции составляет 88-95% [патент РФ № 2330719, приоритет 09.01.2001].

Недостатками данного способа являются низкие значения выхода и селективности по ароматическим углеводородам.

Известен способ получения высокомолекулярных ароматических углеводородов путем каталитической конверсии 96%-ного этанола при 350-400°C, объемной скорости по жидкому сырью 1 ч-1 на цеолитсодержащем катализаторе HZSM-5 [Glazneva T.S. Acidic properties of fiberglass materials/ T.S.Glazneva, V.P.Shmachkova, E.A.Paukshtis // React. Kinet. Catal. Lett. - 2007. - Vol.92. - Р.303-309].

Недостатками данного способа являются низкая селективность и производительность катализатора при небольшой длительности реакционного цикла, не превышающего 2 ч.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения жидких продуктов, используемых для получения моторного топлива с целью последующего гидрирования полученной фракции высокоароматических углеводородов на Re-, Pt-содержащих цеолитных катализаторах при температуре 350-400°С, объемной скорости по жидкому сырью 1-2 ч -1 и давлении 0,1 МПа, с выходом высокомолекулярных ароматических углеводородов не более 18% [Третьяков В.Ф., Макарфи Ю.И., Третьяков К.В., Французова Н.А., Талышинский P.M. Каталитическая конверсия биоэтанола в углеводородные топлива // Катализ в промышленности, 2010. - № 5. - С.10-31].

Недостатками данного способа являются недостаточно высокий выход ароматических углеводородов в целом и низкая селективность по высокомолекулярным ароматическим углеводородам.

Технический результат изобретения - повышение селективности процесса конверсии биоэтанола по ароматическим углеводородам и повышение выхода высокомолекулярных ароматических углеводородов.

Технический результат в предлагаемом изобретении достигается путем каталитической конверсии этанола или смеси этанол-изобутанол (3:1, мас.%) при температуре 400°С, объемной скорости по жидкому сырью 2 ч-1 и давлении 0,1-5,0 МПа на цеолитсодержащем катализаторе следующей рецептуры:

HZSM-5 - 98 мас.%.

Се2О 3 - 2 мас.%.

Реакцию конверсии биоэтанола проводят в проточных адиабатических реакторах непрерывного действия.

Продукты конверсии биоэтанола гидрируют в реакторе автоклавного типа объемом 250 см3 при 250-300°С, 10 МПа.

Выход ароматических углеводородов 55-70%, выход С10 высокомолекулярных ароматических углеводородов до 28%.

Снижение температуры ведет к понижению выхода целевых продуктов и к повышению выхода диэтилового эфира и этилена. Повышение температуры приводит к увеличению выхода газообразных парафинов (метан, этан), за счет реакции крекинга.

Повышение объемной скорости потока снижает выход углеводородов, уменьшение - снижает селективность.

Пример 1. В качестве сырья используют 96%-ный этанол. Каталитическую конверсию этанола проводят при температуре 400°C, объемной скорости по жидкому сырью 2 ч-1 на цеолитсодержащем катализаторе следующей рецептуры: HZSM-5 - 98 мас.%, Ce2 O3 - 2 мас.%.

Пример 2. Каталитическая конверсия смеси этанол-изобутанол (75 мас.% и 25 мас.% соответственно). Реакцию проводят при температуре 400°C, объемной скорости по жидкому сырью 2 ч-1 на цеолитсодержащем катализаторе следующей рецептуры: HZSM-5 - 98 мас.%, Ce2O3 - 2 мас.%.

Жидкие и газообразные продукты конверсии этанола анализировались на хроматографе «Кристаллюкс 4000М» хроматомасс-спектрометрией.

Выход и характеристика получаемых продуктов приведены в таблице.

Таблица
Выход и характеристика получаемых продуктов
Компоненты Выход продуктов, %
Пример 1

биоэтанол
Пример 2

биоэтанол + i-бутанол (25%)
C1-C20,5 0,51
C3 0,13 4,47
C4 0,09 6,24
C5 2,52 1,33
Бензол 2,54 0,38
C6 35,62 8,85
Толуол 0,54 10,57
C7 4,72 8,41
Этилбензол 4,41 5,35
м-п-ксилолы 21,54 15,99
C8 0,20 0,14
о-ксилол 4,93 4,80
C9 1,53 1,24
Метилэтилбензол 3,03 3,77
C10-ароматические углеводороды17,70 27,95
Итого:100,00 100,00
Сумма ароматических углеводородов54,69 68,81
Концентрация ароматических углеводородов после конверсии биоэтанола в жидкой фракции 56,0079,50
После гидрирования концентрация ароматических углеводородов в жидкой фракции 20,30 14,50
Октановое число после гидрирования полученной фракции, ИМ 9396
Примечание:
ИМ - расчетное октановое число по исследовательскому методу

Предложенный способ получения высокомолекулярных ароматических углеводородов позволяет повысить селективность процесса конверсии биоэтанола по ароматическим углеводородам и выход высокомолекулярных ароматических углеводородов.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2454388

patent-2454388.pdf

Класс C07C1/20 из органических соединений, содержащих только атомы кислорода в качестве гетероатомов 

способ получения 1,5,8-пара-ментатриена -  патент 2522434 (10.07.2014)
катализатор и способ синтеза олефинов из диметилового эфира в его присутствии -  патент 2518091 (10.06.2014)
катализатор для получения бутадиена превращением этанола -  патент 2514425 (27.04.2014)
способ получения реактивного топлива из биоэтанола -  патент 2510389 (27.03.2014)
способ одновременного получения ароматических углеводородов и дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода -  патент 2509759 (20.03.2014)
способ и установка для получения синтетического топлива -  патент 2509070 (10.03.2014)
способ получения 1-алкиниладамантанов -  патент 2507189 (20.02.2014)
система извлечения катализатора конверсии оксигенатов в олефины с башней гашения реакции, использующая низкотемпературную сушильную камеру с псевдоожиженным слоем -  патент 2507002 (20.02.2014)
способ получения катализатора и способ синтеза олефинов c2-c4 в присутствии катализатора, полученного этим способом -  патент 2505356 (27.01.2014)
способ получения бутадиена превращением этанола (варианты) -  патент 2503650 (10.01.2014)

Класс C07C15/08 ксилолы

сохранение энергии при дистилляции тяжелых углеводородов -  патент 2527961 (10.09.2014)
энергосбережение при ректификации тяжелых углеводородов -  патент 2527284 (27.08.2014)
адсорбционный способ разделения c8 ароматических углеводородов -  патент 2521386 (27.06.2014)
способ изомеризации ксилола и этилбензола с использовнием uzm-35 -  патент 2514423 (27.04.2014)
энергосбережение при дистилляции тяжелых углеводородов -  патент 2507188 (20.02.2014)
способы разделения и очистки путем кристаллизации из расплава -  патент 2505517 (27.01.2014)
адсорбенты без связующего и их применение для адсорбционного выделения пара-ксилола -  патент 2497932 (10.11.2013)
цеолитовый катализатор с цеолитовой вторичной структурой -  патент 2493909 (27.09.2013)
способ выделения п-ксилола из смеси c8 и c9-ароматических углеводородов и устройство для его осуществления -  патент 2491322 (27.08.2013)
способ трансалкилирования -  патент 2491268 (27.08.2013)

Класс C07C15/02 моноциклические углеводороды 

катализатор циклизации нормальных углеводородов и способ его получения (варианты) -  патент 2529680 (27.09.2014)
способ получения ароматических углеводородов -  патент 2523801 (27.07.2014)
способ алкилирования ароматических углеводородов с использованием алюмосиликатного цеолита uzm-37 -  патент 2518074 (10.06.2014)
способ одновременного получения ароматических углеводородов и дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода -  патент 2509759 (20.03.2014)
способ и устройство для снижения содержания бензола в бензине при алкилировании разбавленным этиленом -  патент 2505515 (27.01.2014)
катализатор, способ его получения и способ трансалкилирования бензола диэтилбензолами с его использованием -  патент 2478429 (10.04.2013)
способ улучшения катализатора ароматизации -  патент 2476412 (27.02.2013)
способ получения ароматических углеводородов -  патент 2470004 (20.12.2012)
способ получения алкан-ароматической фракции -  патент 2466976 (20.11.2012)
получение ароматических соединений из метана -  патент 2462444 (27.09.2012)

Класс B01J23/10 редкоземельных элементов

способ получения этилена -  патент 2528829 (20.09.2014)
катализатор для получения этилена и способ получения этилена с использованием этого катализатора -  патент 2523013 (20.07.2014)
композиция на основе оксидов циркония, церия и другого редкоземельного элемента при сниженной максимальной температуре восстанавливаемости, способ получения и применение в области катализа -  патент 2518969 (10.06.2014)
катализатор и способ синтеза олефинов из диметилового эфира в его присутствии -  патент 2518091 (10.06.2014)
алкилирование для получения моющих средств с использованием катализатора, подвергнутого обмену с редкоземельным элементом -  патент 2510639 (10.04.2014)
композиция на основе оксида церия и оксида циркония с особой пористостью, способ получения и применение в катализе -  патент 2509725 (20.03.2014)
катализаторы окисления для дизельных двигателей на основе неблагородных металлов и модифицированные неблагородными металлами -  патент 2506996 (20.02.2014)
удерживающие nox материалы и ловушки, устойчивые к термическому старению -  патент 2504431 (20.01.2014)
система снижения токсичности отработавших газов двигателя с использованием катализатора селективного каталитического восстановления -  патент 2497577 (10.11.2013)
способ извлечения церия -  патент 2495147 (10.10.2013)

Класс B01J29/40 типа пентасила, например ZSM-5, ZSM-8 или ZSM-11, приведенные в патентных документах USA 3702886; GBA 1334243 и USA 3709979 соответственно

катализатор и способ синтеза олефинов из диметилового эфира в его присутствии -  патент 2518091 (10.06.2014)
каталитическая добавка для повышения октанового числа бензина каталитического крекинга и способ ее приготовления -  патент 2516847 (20.05.2014)
получение ароматических соединений из метана -  патент 2514915 (10.05.2014)
способ одновременного получения ароматических углеводородов и дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода -  патент 2509759 (20.03.2014)
цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ переработки прямогонного бензина в высокооктановый компонент бензина с пониженным содержанием бензола -  патент 2498853 (20.11.2013)
способ одновременного получения ароматических углеводородов и дивинила -  патент 2495017 (10.10.2013)
цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ превращения прямогонной бензиновой фракции в высокооктановый компонент бензина с низким содержанием бензола -  патент 2493910 (27.09.2013)
гетерогенные катализаторы для получения ароматических углеводородов ряда бензола из метанола и способ переработки метанола -  патент 2477656 (20.03.2013)
способ получения синтетических авиационных топлив из углеводородов, полученных по методу фишера-тропша, и катализатор для его осуществления -  патент 2473664 (27.01.2013)
микросферический бицеолитный катализатор для повышения октанового числа бензина крекинга вакуумного газойля и способ его приготовления -  патент 2473384 (27.01.2013)
Наверх