Способ получения бензола и ксилолов

(1 Ц 428488 ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТВДЬСУВУГосударственный комнтет Совета Мнннстроа СССР аа делам нзобретвннй и открытий(43) Оп 7 блнноннн 09.08.77.Бюллетень 29 (4 б) Дата опубликования онисания 09.09.77(72) Авторы изобретения Х.М. Миначев, Я. И. Исаков и Н. Я. Усачев Институт органической химии им, Н. Д, Зелинского(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗОЛА И КСИЛОЛОВ 1Изобретение относится к области получения углеводородных смесей, содержащих бензол и ксилолы, путем диспропорционирования толуола.Известен способ получения бензола и кси,лолов каталитическим дис,тропррционированием гдлуола в присутствии композиции. СЬЭ + +ЗОВАМИ, ОВ атом случае превращение толуола досотягается лишь при 450 С идавлении водо- д рода 15 ати. Содержание параксилола и ксилольной фракции, отобранной в узких пределах (138-142 С), составило 30%.Цель предлагаемого изобретения заключается в разработке способа циспропорцио- р пирования толуола, который дает возможность проводить процесс в более мягких условиях и получать смеси кснлолов, содержащие до 30-40% параиэомера, имеющего наиболее важное практическое зпачеше, 3)Для этого проводят преврап енн . толуола в присутствии синтетических цеолитов типа У, сопержащих катионы никеля и (ичп) кобальта, и (илп) маргатща или кх сочетания с катионами щелочных и (или) репкоэемель- еь 2ньпс металлов Предпочтительнопроцесс вео дееся при атмосферном давлении, 300-400 С и объемной скорости подачи углеводорода 0,6-2,0 ч . Преодлагаемый способ позволяет на 50-150 С снизить температуру по сравнению с известным, проводить процесс при атмосферном давлении и увеличить доли параксилола в продуктах диспропорционированин толуола в 1,1,7 раза. Содержание этого углеводорода в ксиложной фракции в оптимальных условиях достигает 35-40%, что значительно упрощает его выделение иэ смеси нзомеров. Следует отметить, что при высоких степенях диспропорционирования толуола (т 25%) доля параксилола в продуктах . снижается, приближаясь к 25-28%.Катализаторы готовят нэ исходных натриевых неолитов типа У с мольным отноше нием бтО А 8 О "3,5-6,0, деалюминнроваййьйсде олитов птпйт сотношением 570:АЮ О5,5-8,0 (порошкообразных, грану. тированных беэ связую. щего или сформованных с окисью алюминия,алвмосиликатами, глинамн и друтями связующнмц веществами) ионным обменом с 2-10%-ными зопнымн растворами хлоридов, нитратов илиацеатов соответствующих металлов; рН смеси цеолита с раствором соли должен бытьв интервале 4,5-6,5, Цеолиты, содержащиекатионы нескольких элементов, получаютпоследовательным или одновременныв замещением ЙсФ на катионы соответствующихметаллов, Степень обмена Ка можетсоставлять 50-95%, Перед использованиемкатализаторы прогревают в токе воздуха.прио400-500 С в течение 5 ч, В этих же усло виях проводят и их регенерацию,Оиспропорционирование толуола ведут в про-.точной системе при атмосферном давлении безгаза-носителя или в токе азота, водорода,двуокиси углерода,5Конверсия толуола за проход составляет25-40%, степень диспропорционирования 2233% (в зависимости от условий и составакатализатора), что близко к термодинамическиравновесным величинам. В ряде случаев наб людается разработка катализатора во времени; длительность ее в зависимости от температуры составляет 1-6 ч.В примерах составы углеводородов Сприведены по данным хроматографическогоанализа катализаторов на колонке с бетоном245.Пример 1,60 г порошкообразного цеолита НаУ (Я О: АЕ 05 4,4), содержащего 46 гсухого вещества, обрабатывают 5 раз сме 30сью 0,4%- и 0,3%-ныхрастворов М (СН,СОО)з иЯ о ( Оз) з соответственно. Продолжительность перемешивания 4 ч, температурао60-80 С, Общее количество растворов соответствует 0,88 экв. Й 1 и 0,45 экв ЙЪна 1 эквИав навеске цеолита. Продукт отмывают от избытка солей, сушат 4 ч при100-10 о С, прессуют в таблетки 4 х 4 ммои дробит до частицразмером 1-2 мм. По 40лучают цеолит Мйд У, в котором замещенона И 134%, на йд 31% ионов йо .На этом катализаторе при 350 С, объемной скорости подачи 1,2 ч конверсия толуола за проход составляет 30%содержание 45в каталиэате (что соответствует выходу напропущенный толуол), вес.%: бенэола .12,ксилопов 14,7, триметилбензолов 1,4,Состав углеводородов Са,".; 18,0 орто-;47,2 мета - ; 34 пара-.кеилолов, 0,8 этилбензола.Пример 2. Методом ионного обмена сраствором смеси нитратов кальция и никеля(см. пример 1) получают цеолит МСО 1 (510 д.:А 1 О =4,4), в котором замещено на СО+ 5538", и на И 1 24% ионов Мо Катализатор в виде частиц 1-2 мм загружаютв кварцевый реактор, продувают азотом ипропускают толуол с объемной скоростьюо0,6 ч при 350. С. Конверсия углеводоро да за проход составляет 40%. Катализат содержит 18 вес,% бензола, 1 6,.6 вес.%, ксилолов и 2,4 вес.% триметилбензолов. Состав углеводородов С, вес.%; 22% орто-;49 мета-; 29 пара-ксилолов и следы этилбензола .Л р и м е р 3. Нагреванием 113,3 цеолита КО Э с 510: А 6, О = 4, 9, содержащего85 г сухого вещества, с 16;5 г этилендиаминтетрауксусной кислоты в 1500 мл дис, отиллированной воды ( 100 С, 10 ч, обратный холодильник) получают деалюминированный цеолит Мсяс с ЫО: А 0 О = 5,4,Из последнего ионным обменом с раствором Й (ИОз)получают К 1 МаУ, в котором на йа замещено 52% ионов ИаНа этом катализаторе, подготовленном каков примере 1, при 350 С и объемной скорости 1,1 конверсия толуола за проходсоставляет 32-38%, содержание в катализате, вес %: бензола 12-16; ксилолов 11,215,4, триметилбензолов 0,6-1,6. Состав ксилолов, вес,%. 20 орто-; 48 мета- и 32 нараизомера.П р и м е р 4. Обработкой порошкообразного ИаУ Ы 0:1О = 4,4) смесьюрастворов С сз Ей и М Д(й О ) получают2 3 3пдолит СсУ,со степенью обмена Иц наСа3 6%, на ЯД 3 9 о/о,На этом катализаторе, подготовленномкак в примере 1, проводили опыты при 400 Г;,о.объемнй скорости подачи углеводорода0,6 ч" в токе газообразной СО (скоростьпотока 200 л/л кат: ч). Конверсия толуолаэа проход составляет 32-35%; каталиэат содержит, вес.%: 12,5-13,5 бензола; 16-17ксилолов и 2,3-2,8 триметилбензолов. Состав углеводородов Сь,%." 22 орто-; 50 мета-; 26 пара-ксилолов и 2 этилбензола,формула изобретения1, Способ получения бензола и ксилолов диспропорционированием толуола при повышенной температуре в присутствии катализаторов на основе цеолитов типа У , о тличающийся тем, что, сцелью повышения эффективности процесса, последний осуществляют в присутствии цеолитов, содержащих катионы никеля и (или) кобальта,и (или) марганца или их сочетания с катионами щелочноземельных и (или) редкоземельных металлов.2, Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что преимущественно применяют цеолиты типа М с отношением Ь)0 А 0 0а 3426456 Составитель М. ЬабминдраРедактор Л. Герасимова Техред Ьь Левицкая Корректор С. 1 Сдченко Заказ 284347 Тираж 553 Подписное ЦКИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб ц. 4/5филиал НПП "Патент". г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Ц с отношением 51 О ИО = 5,5-8,0 в никелевой н поликатнонной формах, например никельнеодимовой, калыийнеодимовой, кальцийникелевой. 3, Способ по пп, 1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что процесс ведут преимуощественно прн 300-400 С и обьемной скорости подачи сырья 0,6-2.0 ч