Способ получения бензола

ООИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ оц 665629 Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет С 07 С 15/04С 07 С 3/03 Государстеенный комитет СССР но делам нзобретеннй н открытнй,07(088.8) Опубликовано 301280, Бюллетень Йо 48 Дата опубликования описания 301280 Э.А.Мамедов, Р,Г.Ризаев, В,С.Алиев, В.П.Вислойский и П.Г.Фирузи(72) Авторы изобретения Ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимических процессов им. акад,Ю,Г.Мамедалнева(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗОЛА 1Изобретение относится к способуполучения бенэола и может быть использовано в качестве дополнительного ресурса получения бенэола.В литературе описан способ синтеза ароматических углеводородовокислительной дегидроциклизациейнизших олефинов, пройилена и иэобутилена на окисных висмутсодержащихкатализаторах 111 .Такой способ характеризуется невысокими показателями и использованием дорогой и дефицитной окиси висмута в качестве катализатора,Наиболее близким по техническойсущности является способ получениябенэола окислительной дегидроциклизацией пропилена 21 .Процесс проводится на сложныхокисных висмутсодержащих катализаторах ,включающих окиси Сц, Ге, .й 1,при 470 ОС, времени контакта 7,5 с,и составе исходной смеси СЗНо. воздух : водяной пар = 1:4:3, В этихусловиях конверсия пропилена составляет 51,2, селективность по бенэолу46,5, по гексадиену 1,5 - 25,3. Указанный способ характеризуетсясравнительно невысокой .конверсиейолефина, низкой производительностью единицы объема катализатора и недостаточно высокой избирательностьюв отношении образования бензолавследствие низкой циклиэующей спо 5 собности катализатора по отношениюк образующемуся диолефину. В составкатализаторов также входит: весьмадефицитная и дорогая окись висмута.Целью изобретения является увели 10 чение выхода бензола и повышение селективности процесса.Поставленная цель достигается способом получения бензола окнслительнойдегидроциклизацией пропилена при по 15 вышенной температуре в присутствиикатализатора, содержащего окись свинца и окись олова Ьри атомном соотношении Рб:56, равном 1:9-4:1, привремени контакта 2,3-4,2 с,20 Предпочтительно процесс проводитьпри температуре 500-550 оС,Реакцию проводят прн объемномсоотношении СНо. О = (0,5-1)г 1,используя в качестве инертного раэ"25 бавителя азот.. Способ позволяет получать бензол.с 50-60-ной селективностью при конверсии пропилена 50-75. Выход бензола на пропущенный олефин составляет30 29-37 мол, . Производительностькатализатора: равна 46-80 г (.;6 Н,/л(кат)чГазообразные продукты реакции и непрореагировавший олефин отделяют отжидких продуктов сепарацией. Значительная (около 20 фС) разнйца в температурах кипенйя гексадиена - 1,5и бензола позволяет выделить последнийиз смеси жидких продуктов обычнойректификацией.Описанный способ получения бензолаокислительной дегидроароматизациейпропилена иллюстрируется нижеприве-,денными примерами.Опыты проводили в проточной установке с неподвижным слоем катализатора с использованием пирексовогореактора, снабженного змеевиком дляпредварительного подогрева реакционной смеси до температуры реакции.В слое катализатора поддерживали температуру 500-550 ОС. Через слой катализатора с объемной скоростью 7 л/ч 2 Опропускали реакционнуЮ смесь. Отходящие газы пропускали через ловушку,охлаждаемую смесью сухогольда соспиртом. Сконденсировавшиеся продукты идентифицировали и анализировали рхроматографическим методом,В примерах 1-5 использовался катализатор с атомным соотношением РЬ:5 п,равным,1:1,П р и м е р 1, Навеска каталиэато-ЗОра 12,7 г (4,4 мл). Состав реакционной смеси, об.Ъ: С Н 15, О 10, Й 285,Время контакта 2,3 с; температура540 С. Степень конверсии пропилена75,635Селективностьпо СО 50,0 мол,Ъпо бензолу 49,5 мол, Ъпо гексадиену,5 Следы,Выход бенэола на пропущенный пропилеи 37,4 мол, 40. Съем бензола с единицы объемакатализатоРа 52 г СьНЬ/л(кат).ч.Л р и м е р 2. Навеска катализатора 12,7 г (4,4 мл). Состав реакционной смеси, об.: С Нь 10, О 10,й 80. Время контакта 2,3 с, температура .540 С. Степень конверсии пропилена 51 Ъ.Селективностьпо СО 35,85 мол,Ъ у)по бензолу 56,5 мол,Ъпо гексадиену - 1,5 7,65 мол,Выход бенэола на пропущенный йропилен 28,8 мол,ЪСъем бенэола с единицы объема катализатора 80 г СЬНЬ/л(кат)ч.. П. р и м е р 3, Навеска катализатора 26,5 г (8,8 мл), Состав реакционной смеси, об.Ъ; СЗНаа 10, О 10,Н 80. Время контакта 4,2 с, температура 540 оС, Степень конверсии пропилена 56,5.,Селективностьпо СО 35,54 мол,Ъпо бенэолу 58,6 мол,Ъпо гексадиену 1,5 5,86 мол, 65 Выход бензоЛа на пропущенный пропилеи 33,2,мол,ЪСъем бензолас единицы объема катализатора 46 г СНь/л(кат) ч.П р и м е р 4, Йавеска катализатора 12,7 г (4,4 мл). Температура530 С. Время контакта 2,3 с. Составреакционной смеси, об,: СНь 10,О10, М80, Степень конверсии пропилена 50.Селективностьпо СО 36,6 мол,Ъпо бензолу 53,2 мол,по гексадиену - 1,5 11,2 мол,Выход бензола на пропущенный проспи"лен 26,6 молй Ъ.Съем бенэола с единицы объема катализатора 76 г СН 6/л(кат).ч,П р и м е р 5. Навеска катализатора 12,7 г (4,4 мл). Температура550 ОС. Время контакта 2,3 с. Составеакционной смесиа ебЪ СН 6 10 аО 10, й 80. Степень конверсии пропилена 53,2,Селективностьпо СО 34,4 мол,Ъпо бензолу 57,2 мол,Ъпо гексадиену 1,5 8,4 мол,ЪВыход бенэола на пропущенный пропилен 30,4 мол,Ъ,Съем бенэола с единицы объема ка-:тализатора 84 г СН/л(кат) ч,Сопоставление каталитических свойств свинецоловянных окисных катализаторов разного состава проведено при 500 С и фиксированной для всех образцов степени превращения ис ходного олефина (25), достигающейся варьированием навески контакта, Последнее позволяло исключить из рассмотрения зависимость основных показателей процесса от разного рода кинетических факторов и однозначно характеризовало каталические свойства образцов.В качестве Критерия оценки каталитической активности служили скорости окислительной дегидродимериэации ароматиэации пропилена, отнесенные к единице поверхности образцов, и избирательности по бензолу и диаллилу.П р и м е р 6. Состав катализатора, ат.: РЬ:5 о = 10;90. Навеска катализатора 10,0 г. Температура 500 С.Состав реакционной смеси, об,Ъ: СН ь 10, Оа, 10, М 80, Степень конверсии пропйлена 25.Селективностьпо бенэолу 11 а 2 молаЪпо диаллилу 21,2 мол,ЪСкорость образования бензола 4,1 10 молекул СьН/м с, диаллила 7,810 молекул СЬНЮ/мс.П р и м е р 7. Состав катализатора, ат.Ъ: РЬ,5 п = 20:80, Навеска катализатора 12,0 г. Температура 500 оС. Состав реакционной смеси,665629 10 15 1:1, приведены в примерах 1-5. Щ Проведение процесса окислительной дегидроароматиэации пропилена в .присутствии окисного свинецоловянного катализатора позволяет увеличить степень конверсии пропилена до56-76 (в известном способе 51,2)с одновременным увеличением селективности до 49,5-58,6 (против 46,5 Ф)и выхода бенэола на пропущенный олефин до 29-37 (против 23,7) по сравнению с прототипом. Увеличиваетсятакже съем бензола с единицы объемакатализатора до 80 г СьНь/л(кат).ч,(против 24,8 г СьН/л(кат) ч,). 35 Формула изобретения 1. Способ получения бензола окисдительной дегидроциклиэацией пропилена при повышенной температуре в при 4 сутствии катализатора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и повышения селективности процесса, в качестве катализатора используют смесь,окиси свинца и окиси олова при атомном соотношении РЬ:5 п, равном 1:94:1, и процесс проводят при времениконтакта 2,3-4,2 с.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что процесс проводятпри 500-550 оС.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3761536кл. 260-680, опублик1973.55 2. Патент Японии Р 48-23057,кл. 16 В 123, опублик. 1973. ВНИИПИ Заказ 9263/75 Тираж 495 Подписное Филиал ПНП Патент, г. об.: СНб 10, О 10, М 80, Степень конверсии пропилена 25.Селективностьпо бенэолу10,2 мол,по диаллилу 19 р 3 мол,Скорость образования бейзола3,8 10"6 молекул СьНь/м.с диаллила 7, 3106 молекул СН /м, с.П р и м е р 8. Состав катализатора, ат.: РЬ:5 п = 35:65, Навескакатализатора 9,0 г, Температура 500 С.4Состав реакционной смеси, об.;СЭНь 10 Р О 10/ М80. Степеньконверсии пропилена 25.Селективностьпо бензолу 8,1 мол,по диаллилу 23,1,мол,Скорость образования бензола3,0 10 молекул СьН/м с диаллила7,810 молекул СН,/мс.П р и м е р 9. Состав катализатора, ат,: РЬ;5 п = 50:50. Навеска катализатора 12,7 г, Температура 500 фС,Состав реакционной смеси, об,:СЗНЬ 10 Од 10/ М Ф 80. Степень конверсии пропилена 25,Селективностьпо бензолу 9,3 мол,по диаллилу 17,6 мол,Скорость образования бенэола5,3105 молекул СдНЬ/мс диаллила9, 910молекул Сь Н, /м с.П р и м е р 10. Состав катализатора, ат.: РЬ:5 п = 65:35, Навескакатализатора 9,8 г, Температура 500 С,Состав реакционной смеси, об.:.СН 10, - О 10, М 2 80. Степень конверсии пропилена 25,Селективностьпо бензолу 10,1 мол.по диаллилу 16,3 мол,Скорость образованиябензола 3,9 10 молекул С Нь/м сдиаллила 6,3 10 молекул СИ/м с.П р и м е р 11. Состав катализатора, ат.; РЬ;5 п = 80:20. Навескакатализатора 17,7 г. Температура500 С. Состав реакционной смеси,об.:СН 6 10, О 10, М 80. Степень конверсии пропилена 25.Селективностьпо бенэолу 7,5 мол,по диаллилу 14,6 мол,Скорость образованиябенэола 2,6 10 э молекул СЬНь/мсдиаллила 5,110 молекул СНш/м.с.5Как видно из примеров 6-11,длябольшинства бинарных свинецоловянныхокисных контактов характерна сопоставимая активность и избирательность в окислительной дегидродимериэациии ароматизации пропилена. Однакодля образца с атомным отношением РЬ:Бп = 1:1 наблюдаются более высокие скорости образования целевых продуктов,Это обстоятельство заставило отдать предпочтение катализатору состава РЬ:5 п = 1: 1, для которого былоподробно изучено влияние условийпроведения реакции (температура,состав реакционной смеси, время контакта) на показатели процесса (конверсия углеводорода, избирательностьпо бензолу, производительность ката-.лизатора по бензолу), Результатытакого исследования и все материалы,.связанные с подбором оптимальныхусловий проведения процесса на катализаторе эффективного состава РЬ:5 п = Ужгород, ул. Проектная, 4