способ одновременного получения ароматических углеводородов и дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода

Классы МПК:C07C1/20 из органических соединений, содержащих только атомы кислорода в качестве гетероатомов 
C07C11/167 1,3-бутадиен
C07C15/02 моноциклические углеводороды 
B01J23/02 щелочных или щелочноземельных металлов или бериллия
B01J23/06 цинка, кадмия или ртути
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 бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-12-27
публикация патента:

Изобретение относится к способу одновременного получения ароматических углеводородов и дивинила путем каталитической конверсии биоэтанола, протекающей на цеолитсодержащем катализаторе HZSM-5 при температуре 390-420°С, объемной скорости по жидкому углеводороду 2-4 ч-1. Способ характеризуется тем, что с целью увеличения выхода дивинила в контактном газе над слоем HZSM-5 катализатора размещается слой К2O-ZnO/способ одновременного получения ароматических углеводородов и   дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода, патент № 2509759 -Аl2O3 катализатора при массовом соотношении слоев 1:(0,5-1) и следующей рецептуре компонентов верхнего слоя: К2O - 0,1-0,25%, ZnO - 22-24%, способ одновременного получения ароматических углеводородов и   дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода, патент № 2509759 -Аl2О3 - остальное. При этом процесс проводят в присутствии инициатора пероксида водорода, взятого в количестве 1% масс. в исходном биоэтаноле. Настоящий способ позволяет повысить селективность процесса конверсии биоэтанола, а именно одновременно получать высокое содержание дивинила в газовой фазе и ароматических углеводородов в жидкой фазе. 1 з.п. ф-лы, 4 пр.

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

Известен 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. [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 низкая селективность по высокомолекулярным ароматическим углеводородам и невысокий выход продуктов в целом.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ 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 [Патент РФ № 2454388, приоритет 07.04.2011].

Однако известный способ не обеспечивает высокого содержания в газовой фазе дивинила - ценного продукта нефтехимии.

Также наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ получения дивинила из биоэтанола в присутствие пероксида водорода, протекающий при 390-420°С [Патент РФ № 2459788, приоритет 26.11.2010].

Недостатком данного способа является то, что в жидкой фазе отсутствуют ароматические углеводороды, используемые как источник моторного топлива.

Технический результат изобретения - повышение селективности процесса конверсии биоэтанола, а именно, одновременное получение высокого содержания дивинила в газовой фазе и ароматических углеводородов в жидкой фазе.

Технический результат достигается путем каталитической конверсии биоэтанола, протекающей на цеолитсодержащем катализаторе HZSM-5 при температуре 390-420°С, объемной скорости по жидкому углеводороду 2-4 ч-1 , отличающийся тем, что с целью увеличения выхода дивинила в контактном газе над слоем HZSM-5 катализатора размещается слой K2O-ZnO/способ одновременного получения ароматических углеводородов и   дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода, патент № 2509759 -Al2O3 катализатора при массовом соотношении слоев 1:(0,5-1) и следующей рецептуре компонентов верхнего слоя:

К2O - 0,1-0,25%

ZnO - 22-24%

способ одновременного получения ароматических углеводородов и   дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода, патент № 2509759 -Аl2О3 - остальное,

а процесс проводят в присутствии инициатора пероксида водорода, взятом в количестве 1% масс. в исходном биоэтаноле.

Каталитическую конверсию биоэтанола проводят в секционированном реакторе, состоящем из двух секций с раздельным обогревом и раздельной подачей пероксида водорода, взятом в количестве 0,5% масс. от исходного биоэтанола в каждый слой.

Процессы, описанные в наиболее близких технических решениях [Патенты № № 2454388, 2459788], протекают при близких условиях по времени контакта и температуре. Поэтому совмещение слоев катализаторов позволяет ожидать создание более рентабельного производства, соединяющего преимущество обеих реакций. Кроме того, использование пероксида водорода в процессе конверсии биоэтанола в ароматические углеводороды позволяет проводить процесс непрерывно без регенерации, а с использованием секционированной подачи инициатора (пероксида водорода) есть возможность снижения его концентрации в потоке до 0,5% масс.

Дополнительным преимуществом использования секционированной подачи инициатора является возможность использования раствора пероксида водорода с меньшей концентрацией. Если в односекционном варианте берется 30%-ный водный раствор пероксида, то в секционированном варианте можно использовать 15%-ный раствор, что повышает безопасность транспортировки инициатора.

Катализатор K 2O-ZnO/способ одновременного получения ароматических углеводородов и   дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода, патент № 2509759 -Al2O3 готовится пропиткой способ одновременного получения ароматических углеводородов и   дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода, патент № 2509759 - оксида алюминия нитратами алюминия и цинка с последующей сушкой и прокаливанием до 450°С в токе азота. Синтез цеолитсодержащего катализатора HZSM-5 проводился путем смешения ZSM-5 натриевой формы с способ одновременного получения ароматических углеводородов и   дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода, патент № 2509759 - оксидом алюминия, обработкой перкурсора раствором хлорида аммония с добавкой аммиачной воды для перевода в Н-форму, сушкой и прокаливанием аналогично ZnO/Al2O3 системе.

Пример 1. В реактор загружаются последовательно 4 г HZSM-5 (нижний слой) и 4 г К2О-ZnO/способ одновременного получения ароматических углеводородов и   дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода, патент № 2509759 Аl2О3 (верхний слой) катализатора. Реакция проводится при температуре 390°С (первая секция), 420°С (вторая секция) и суммарной (в расчете на оба слоя катализатора) объемной скорости по жидкому потоку 2 ч-1 . Пероксид водорода подается из расчета 0,5% масс. в каждую секцию. Выход дивинила и суммы ароматических углеводородов составляет соответственно 25 и 12% при конверсии 98%. При этом выход суммы этилена и бутиленов достигает 15%.

Пример 2. В реактор загружаются последовательно 4 г HZSM-5 и 6 г K2 O-ZnO/способ одновременного получения ароматических углеводородов и   дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода, патент № 2509759 Аl2O3 катализатора. Реакция проводится при температуре 400°С (первая секция), 410°С (вторая секция) и суммарной объемной скорости по жидкому потоку 3 ч -1. Пероксид водорода подается из расчета 0,5% масс. в каждую секцию. Выход дивинила и суммы ароматических углеводородов составляет соответственно 23 и 10% при конверсии 96%. При этом выход суммы этилена и бутиленов достигает 18%.

Пример 3. В реактор загружаются последовательно 6 г HZSM-5 и 6 г K2O-ZnO/способ одновременного получения ароматических углеводородов и   дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода, патент № 2509759 Аl2O3 катализатора. Реакция проводится при температуре 410°С (первая секция), 415°С (вторая секция) и суммарной объемной скорости по жидкому потоку 4 ч -1. Пероксид водорода подается из расчета 0,7% масс. в каждую секцию. Выход дивинила и суммы ароматических углеводородов составляет соответственно 25 и 15% при конверсии 99%. При этом выход суммы этилена и бутиленов достигает 12%.

Пример 4. В реактор загружаются последовательно 6 г HZSM-5 и 6 г K2O-ZnO/способ одновременного получения ароматических углеводородов и   дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода, патент № 2509759 Аl2О3 катализатора. Реакция проводится при температуре 420°С (первая секция), 420°С (вторая секция) и суммарной объемной скорости по жидкому потоку 4 ч -1. Пероксид водорода подается из расчета 1,0% масс. в первую по ходу движения потока секцию. Выход дивинила и суммы ароматических углеводородов составляет соответственно 20 и 10% при конверсии 100%. При этом выход суммы этилена и бутиленов достигает 15%.

Предложенный способ получения высокомолекулярных ароматических углеводородов позволяет получать ценные продукты нефтехимии.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ одновременного получения ароматических углеводородов и дивинила путем каталитической конверсии биоэтанола, протекающей на цеолитсодержащем катализаторе HZSM-5 при температуре 390-420°С, объемной скорости по жидкому углеводороду 2-4 ч-1, отличающийся тем, что с целью увеличения выхода дивинила в контактном газе над слоем HZSM-5 катализатора размещается слой К2 O-ZnO/способ одновременного получения ароматических углеводородов и   дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода, патент № 2509759 -Аl2O3 катализатора при массовом соотношении слоев 1:(0,5-1) и следующей рецептуре компонентов верхнего слоя:

К2O - 0,1-0,25%

ZnO - 22-24%

способ одновременного получения ароматических углеводородов и   дивинила в присутствии инициатора пероксида водорода, патент № 2509759 -Аl2О3 - остальное,

а процесс проводят в присутствии инициатора пероксида водорода, взятом в количестве 1% масс. в исходном биоэтаноле.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс проводят в секционированном реакторе, состоящем из двух секций с раздельным обогревом и раздельной подачей пероксида водорода, взятом в количестве 0,5% масс. от исходного биоэтанола в каждый слой.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2509759

patent-2509759.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

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

Патенты РФ в классе C07C1/20:
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 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)
способ получения биотоплива, где теплоту от реакций образования углерод-углеродных связей используют для проведения реакций газификации биомассы -  патент 2501841 (20.12.2013)

Класс C07C11/167 1,3-бутадиен

Патенты РФ в классе C07C11/167:
катализатор для получения бутадиена превращением этанола -  патент 2514425 (27.04.2014)
способ получения бутадиена превращением этанола (варианты) -  патент 2503650 (10.01.2014)
способ одновременного получения ароматических углеводородов и дивинила -  патент 2495017 (10.10.2013)
способ получения дивинила (варианты) -  патент 2459788 (27.08.2012)
способ совместного получения изобутена и бутадиена -  патент 2452723 (10.06.2012)
способ выделения и очистки 1,3-бутадиена из смесей c4-углеводородов -  патент 2442768 (20.02.2012)

одностадийный способ получения бутадиена -  патент 2440962 (27.01.2012)
способ разделения смесей углеводородов изопентан-изоамилен-изопренсодержащей фракции или бутан-бутилен-дивинильной фракции -  патент 2406717 (20.12.2010)
способ получения олефиновых углеводородов с4 -  патент 2376274 (20.12.2009)
способ получения неочищенного 1,3-бутадиена -  патент 2330005 (27.07.2008)

Класс C07C15/02 моноциклические углеводороды 

Патенты РФ в классе C07C15/02:
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 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)
получение ароматических соединений из алифатических -  патент 2461537 (20.09.2012)

Класс B01J23/02 щелочных или щелочноземельных металлов или бериллия

Патенты РФ в классе B01J23/02:
способ дегидрирования циклогексанола в циклогексанон -  патент 2525551 (20.08.2014)
способ получения нановискерных структур оксидных вольфрамовых бронз на угольном материале -  патент 2525543 (20.08.2014)
фотокаталитические композиционные материалы, содержащие титан и известняк без диоксида титана -  патент 2516536 (20.05.2014)
катализатор для получения бутадиена превращением этанола -  патент 2514425 (27.04.2014)
катализатор, способ его приготовления (варианты) и способ очистки отходящих газов от оксидов азота -  патент 2480281 (27.04.2013)
катализатор риформинга углеводородов и способ получения синтез-газа с использованием такового -  патент 2475302 (20.02.2013)
катализатор и способ получения уксусной кислоты или смеси уксусной кислоты и этилацетата -  патент 2462307 (27.09.2012)
способ получения алкоксилированных алкиламинов/алкиловых эфиров аминов с узким распределением -  патент 2460720 (10.09.2012)
катализатор, способ его получения (варианты) и способ жидкофазного алкилирования изобутана олефинами c2-c4 в его присутствии -  патент 2457902 (10.08.2012)
способ получения наноигольчатых катализаторов окислительно-восстановительных процессов на основе оксидных вольфрамовых бронз -  патент 2456079 (20.07.2012)

Класс B01J23/06 цинка, кадмия или ртути

Патенты РФ в классе B01J23/06:
способ дегидрирования циклогексанола в циклогексанон -  патент 2525551 (20.08.2014)
фотокатализатор, способ его приготовления и способ получения водорода -  патент 2522605 (20.07.2014)
цеолитсодержащий катализатор депарафинизации масляных фракций -  патент 2518468 (10.06.2014)
способ эксплуатации реактора для высокотемпературной конверсии -  патент 2516546 (20.05.2014)
способ получения олефиновых углеводородов c3-c5 и катализатор для его осуществления -  патент 2514426 (27.04.2014)
катализатор для получения бутадиена превращением этанола -  патент 2514425 (27.04.2014)
катализатор для применения в высокотемпературной реакции сдвига и способ обогащения смеси синтез-газа водородом или монооксидом углерода -  патент 2498851 (20.11.2013)
катализатор гидроочистки масляных фракций и рафинатов селективной очистки и способ его приготовления -  патент 2497585 (10.11.2013)
способ одновременного получения ароматических углеводородов и дивинила -  патент 2495017 (10.10.2013)
катализатор конверсии водяного газа низкой температуры -  патент 2491119 (27.08.2013)

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

Патенты РФ в классе B01J29/40:
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)
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)
катализатор для каталитического крекинга, его получение и использование -  патент 2471553 (10.01.2013)


Наверх