Способ совместного получения бензола и фенолов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСЩМЛЮЕвсиижРЕСПУБЛИН НИ Е. Хче 6 (088,8кое свС 07 Се свидеС 07 С идетельство СС 39/04, 1975. тельство СССР 39041 1980 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЗ ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 21) 3465409/23-0422) 11.05.8246 15.10.84, Бюл. В 3(54)(57) СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНБЕНЗОЛА И ФЕНОЛОВ из толуола при700-765 С в присутствии кислородаили воздуха и активирующей добавки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения суммарной селектиности процесса по бензолу и фенолами упрощения технологии, в качествеактивирующей добавки используют метанол в количестве 0,3-27. от массыисходного толуола,1 11Изобретение относится к способу получения бенэола ифенолов, которве являются важнейшими моноготоннажными продуктами современного органичен кого и нефтехимического синтеза.Известен способ совместного получения бенэопа, этилбенэола, стирола и фенолов путем окисления толуола и алканов С, -С в присутствии кисло 1 +рода или кислородсодержащего газа при 600-1000 С, Кислород используется в количестве 1-26 об.Х, Малярное соотношение толуола и парафиновых углеводородов в исходной смеси составляет (2: 1)-(1 ф 20), лучше (15)-(1: 10) Исходные реагенты подаются с объемной скоростью 500-5000 ч ", предпочтительно 2000-3500 ч . Конверсия толуола составляет 30 - 40%, Суммарный выход всех указанных продуктов достигает 90%, при этом выход бензола и фенолов в сумме составляет50-60% С 13.Недостаток этого способа - низкая селективность по бензолу,и фенолам.Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ совместного получения бензола, этилбензола, стирола и фенолов путем окислительного превращения парогазовой смеси тоауола н алканов - С-С - активирующих добавок (соотношение толуол/парафин = 1:(5-20) при 600 . - 800 С в присутствии кислорода или воздуха (содержание кислорода в исходной парогазовой смеси 5-20 об.Х) и добавок формальдегида, ацетальдегида, бензальдегида или их смеси в количестве 0,2-10 вес.Х. Реакцию проводят при атмосферном давлении н объемной скорости 3600-36000 ч ". Наилучшие результаты достигаются при осуществлении процесса в присутствии инертного,разбавителя - паров воды, при нх содержании в исходной смеси 20-40 об.Х.Конверсия толуола в зависимости от условий достигает 43 - 59 Х при селективности по бензолу до 36 Х; по этнлбенэолу до ЗОХ, по стиролу до 25% и по фенолам до 22 Х. Суммарная селективность по бензолу и фенолам составляет 58% Г 2 3.Недостатки способа - небольшая селектнвность по бензолу и фенолам, а также необходимость рецикла избытка алканов - С-С+, что требует дополнительного технологического оформления н энергетических затрат.ла.Проведение процесса в отсутствии алканов - С-С+ позволяет исключить расход толуола на образование этилбензола и стирола, а следовательно, увеличить селективность по целевым продуктам - бензолу и фенолам до 72 Х. Введение в реагирующую систему добавок метанола позволяет интенсифицировать процесс и удержать конверсию толуола на уровне 60%.П р и м е р 1 (сравнительный). Газопаровую смесь толуола, воздуха и воды, взятую в молярном соотношении 1:9,5:5,5, пропускают через реактор с объемной скоростью 12000 ч "при 765 С.Конверсия толуола 28,0%. Выход на прореагировавший толуол, мол.Х: бензол 36,5; фенолы 24,5, Суммарный выход целевых продуктов 61,0 Х.П р и м е р 2. Газопаровую смесь толуола, воздуха, воды и метанола, взятую в молярном соотношении 1:9,5; :5,5;0,0433 (содержание метанола 1, 5 вес. % от веса толуола), пропускают через реактор с объемной скоростью 12000 ч 1 при 765 С.Конверсия толуола 60,0%. Выход на прореагировавшнй толуол, мол.Х: бензол 43,5; фенолы 28,0. Суммарный выход целевых продуктов 71,5 мол.Х.П р и м е р 3. Газопаровую смесь толуола, кислорода, азота, воды н метанола в молярном соотношении 1: 1: 189: 1,89: 10,35:0,043 (содержание метанола 1,5 вес.Х от веса толуола) 25 30 35 40 45 50 18629 . 2Цель изобретения - повышениесуммарной. селективности процессапо бенэолу и фенолам, а также упрощение технологии.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу совместно"го получения бензола и фенолов путемокислительного превращения толуолапри 700"765 С в,прнсутствии кислоро" 0да или воздуха (содержание кислорода в исходной парогазовой смеси3-25 об.Х) в качестве актнвирующейдобавки используют метанол в количестве 0,3"2% от массы исходноготолуола.15Реакцию проводят при атмосферномдавлении н объемной скорости 600036000 ч-" . Наилучшие результаты достигаются при осуществлении процессав присутствии инертного разбавителя -паров воды при их содержании в исходной смеси 10-15 моль на 1 моль толуо3 111 пропускают через реактор с объемной скоростью 9100 ч при 750 С,Конверсия толуола 43,57. Выход на прореагировавший толуол, мол.:7 бензол 30,6, фенолы 30,2. Суммарныйвыход целевых продуктов 60,8 Х.П р и м е р 4. Газопаровую смесь толуола, воздуха, воды и метанола в молярном соотношении 1: 11,9:3:0,043(содержание метанола 1,5 вес.Х от веса толуола) пропускают через реактор с объемной скоростью. 9230 ч " при725 С.Конверсия толуола 45,07 Выход на ,прореагировавший толуол,мол,Х:; бензол 33,0; фенолы 27,8. Суммарный выход целевых продуктов 60,8 мол. .П р и м е р 5, Газопаровую смесь толуола, воздуха, воды и метанолав молярном соотношении 1:9,5:5,5:0,014(содержание метанола 0,5 вес,Х от. веса толуола) пропускают через реакторс объемной скоростью 9000 чпри750"С.Конверсия толуола 37,07. Выход напрореагировавший толуол, мол, ; бензол 38,1; фенолы 33,7. Суммарныйвыход целевых продуКтов 71,8 мол. Х.П р и м е р 6. Газопаровую смесьтолуола, воздуха, воды и метанола в , молярном соотношении 1: 14,3;3:0,057(содержание метанола 2,0 вес. Х отвеса толуола) пропускают через реактор с объемной скоростью 36000 ч 1при 720 С.Конверсия толуола 42,ОХ. Выход на прореагировавший толуол, мол. .: бензол 34,5; фенолы 30,9. Суммарныйвьмод целевых продуктов 65,4 мол.П р и м е р 7. Газопаровую смесь толуола, кислорода, азота, воды и метанола в молярном соотношении1:1,38: 10,:3:0,03 (содержание метанола 1,0 Х от веса толуола) пропускают через реактор с объемной скоростью 8780 ч " при 750 С.Конверсия толуола 33,07. Выход на прореагировавший толуол, мол. " бензол 43,5; фенолы 25,3. Суммарный выход целевых продуктов 68,8 мол.7. ВНИИПИ Заказ 7366/17 Тираж 409 Подписное филиал ППП фПатеит 1, г.Ужгород, ул.Проектаая, 4 П р и м е р 8. Газопаровую смесьтолуола, кислорода, азота, воды иметанола в.молярном соотношении 8629 41; 2: 10: 3: О, 014 (содержание метанола0,5 Х от веса толуола) пропускают через реактор с объемной скоростью9000 ч " при 700 С.Конверсия толуола 27,0 Х, Выходна прореагировавший толуол, мол.Х:бензол 28,4; фенолы 38,4. Суммарныйвьмод целевых продуктов 66,8 мас.Х.П р и м е р 9. Газопаровую смесь1 О толуола, кислорода, азота, воды иметанола в молярном соотношении1:2:10:3:0,0086 (содержание метанола. 0,3 от веса толула) пропускают че. рез реактор с объемной скоростью18000 ч при 750 С,Конверсия толуола 25,0 Х. Выход напрореагировавший толуол, мол. ; бензол 40,9; фенолы 30,2, Суммарный выход целевых продуктов 71,1 мол,Х.П р и м е р 10. Гаэопаровую смесьтолуола, кислорода, азота, воды иметанола в молярном соотношении1:0,7:10,0 й 3,3:0,014 (содержаниеметанола 0,5 Х от веса толуола) про 25 пускают через реактор с объемной скоростью 8370 ч " при 750 С.Конверсия толуола 19,5 Х. Выход напрореагировавшнй толуол, мол.Х: бенэол 39,7; фенолы 24,2. Суммарныйвыход целевых продуктов 63,9 мол. .30П р и м е р 11. Газопаровую смесьтолуола воздуха, воды и метиловогоспирта, взятую в молярном соотношении 1.9,5:5,5:0,029 (содержаниеметанола 1 вес.от веса толуола),35пропускают через кварцевыи реакторчс внутренним диаметром 22 мм и длиной реакционной эоны 60 мм с объемной скоростью 7200 ч " при 735 С.Конверсия толуола 55,0 Х. Выход на40прореагировавший толуол, мол. : бензол 33,4; фенолы 33,1. Суммарныйвыход целевых продуктов 66,5 мол.7.Таким. образом, предлагаемый способ позволяет увеличить селектив 45ность образования бензола и фенолапри получении их непосредственно изтолуола на 15-207, при этом конвер, сия толуола сохраняется на уровне 60 Х.Кроме того, упрощается технологияполучения целевых продуктов, так какисключается необходимость рециклагазовой фазы, а также упрощается технология выделения целевых продуктов.