Способ совместного получения стирола, бензола и фенолов

Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетГосударственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА БЕНЗОЛА И ФЕНОЛОВк способузола, этилв из толуоИзо совмес бензол ла. ретение относитс ного получения бстирола и фено зст а в результ ийных проце звестен спозола и стиро я толуола с пературе 10 ил- ей- при ензол, ст основе бе Бензол, этилбензол, стирол и фенолы являются важнейшими многотоннажнычи промышленными продуктами нефтехимического синтеза.Стирол находит .широкое применениев производстве пластических масс,синтетических каучуков, ударопрочно-.го полистирола и пенопластов.Этилбензол в основном используется как промежуточный продукт в производстве стирола, но находит и самостоятельное применение в качествевысокооктановой добавки к моторномутопливу.Фенолы применяются в производствесинтетических красителей, смол, взрыв-;чатых веществ, дезинфицирующих средств.Бензол является ценным растворителем, широко применяется в анилинокрасочной, фармацевтической промышленности, в производстве синтетического каучука, пластических масс,в качестве добавок к моторному топливу,В промышленности этилб ирол и фенолы получают на нрте сложных и мад ссов.И соб получения этбен ла путем взаимод5 стви алканами С - Стем 00-1200 С 11Конверсия толуола 10-22. Выходпродуктов 60-70,О1 О Недостатком этого способа является низкая конверсия толуола исложность аппаратурного оформленияпроцесса при очень высоких температурах15 Наиболее близким к настоящему способу является способ совместного получения стирола,бензола и феноловпутем взаимодействия толуола с алканами С - С в присутствии кислорода2 О или кислородсодержащего газа. Процесс проводят при температуре 6001000 фС с объемной скоростью 5005000 ч ". Конверсия толуола достигает30-40. Суммарный выход целевых про 25 дуктов -90, Этот метод открываетвозможность комплексного получениябензола, стирола и фенолов в однустадию из толуола, но характеризуется сравнительно низкой конверсиейЗО не выше 40 2Целью изобретения является повышение конверсии толуола.Поставленная цель достигается описываемым способом совместного по- . лучения стирола, бенэола и фенолов, заключающимся в том, что толуол подвергают взаимодействию с низшими парафиновыми углеводородами при повышенной температуре в присутствии кислорода и ацетальдегида или формальдегида или его производных и/или бензальдегида.Желательно процесс проводить при температуре 600-800 С. Предпочтительно в качестве производного формальдегида использовать диметилформаль. Желательно альдегид использовать в 15 количестве 0,2-10 вес.Ъ в расчете на исходный толуол.Более предпочтительным является использование альдегидов в видесмесей, например формальдегида и бенз О альдегида, количество которой берется в пределах 4-6 вес,Ъ в расчете на толуол.Процесс проводят при атмосферном или повышенном давлении при температуре 650-800 фС и времени контакта 0,1-1 с (объемная скорость 3600- 36000 ч ).Содержание кислорода в исходной смеси 5-20 об В качестве парафиновых углеводородов могут быть ис- ЗО пользованы метан, пропан, их смеси, а также природный газ. Молярное соотношение толуола и парафинового углеводорода 1:5-1:20. Процесс желательно проводить в присутствии инерт ного разбавителя, например водяного пара, взятого в количестве 20-40 об.Суммарный выход целевых продуктовбензола этилбензола, стирола и фенолов 85-90. Конверсия толуола дос О тигает 60.Преимущество предлагаемого способа состоит в том, что он позволяет повысить производительность процесса за счет увеличения конверсии толуо-ола на 20,сохраняя при этом высокую селективность ( 90).Другое преимущество способа в том, что он открывает возможность работать с более высокими объемными скоростями, что также приводит к увеличению производительности процесса.П р и м е р 1.Газопаровую смесь толуола, кислорода, метана, воды и формальдегида взятую в молярном соотно)шении 1:2:10:8: 0,0405 (содержание формальдегида 1,3 вес.Ъ от веса толуола, пропускают через кварцевый реактор (с внутренним диаметром 28 мм и длиной реакционной зоны 60 мм) при температуре 755 С и времени контакта 0,6 с. Конверсия толуола 49,0, Выход врасчете на прореагировавший толуол,вес,Ъ:бензола 23,5; этилбензола 21,3; стирола 21,8; фенолов 18,4. Суммарныивыход целевых продуктов 85,0,П р и м е р 2. Газопаровую смесьтолуола, кислорода, метана, воды ибензальдегида взятую в молярном соотношении 1:2:10:3:0,0247 (содержание бензальдегида 3,2 вес.Ъ от весатолуола 1 пропускают через указанный1 ьреактор при температуре 750 С и времени контакта 0,6 с.Конверсия толуола 43,2. Выход врасчете на прореагировавший толуол,вес,Ъ: бензола 26,96; этилбензола19,65; стирола 21,3; фенолов 15,92.Суммарный выход всех указанных продуктов 84 Ъ.П р и м е р 3. Газопаровую смесьтолуола, кислорода, метана, воды иацетальдегида взятую в молярном соотношении 1:2;12:б:0,027 (содержание ацетальдегида 1,35.вес.Ъ к толуолу), пропускают через реактор притемпературе 755 С и времени контакта 0,35 с.Конверсия толуола 43,2. Выход врасчете на прореагировавший толуол,вес.Ъ: бензола 18,1; этилбенэола 27,2;стирола 23,8; фенолов 21,4. Суммарный выход указанных продуктов 83,3.П р и м е р 4. Газопаровую смесьтолуола, кислорода, метана, воды ибензальдегида, взятую в молярном соотношении 1:2:10:3:0,063 (содержаниебензальдегида 7,3 вес.Ъ от веса толуола), пропускают через реактор притемпературе 750 С и времени контакта0,48 с.Конверсия толуола 44,3. Выход врасчете на прореагировавший толуол,вес.Ъ: бензола 24,4; этилбензола22,8; стирола 19,8; фенолов 17,31.Суммарный выход указанных продуктов84,3.П р и м е р 5. Газопаровую смесьтолуола, кислорода, метана, воды,бензальдегида и ацетальдегида,взятуюв молярном соотношении 1:2;10:3::0,046;0,0167 (содержание бензальдегида 5,4 вес.Ъ и ацетальдегида0,65 вес.Ъ от веса толуола) прспускают через реактор при температуре 755 ОС и времени контакта 0,5 с,Конверсия толуола 49,2, Выходв расчете на прореагировавшийтолуол,вес.Ъ: бензола 24,3; этилбензола23,12; стирола 22,16; фенолов 16,4.Суммарный выход указанных продуктов86,0 Ъ,П р и м е р 6. Газопаровую смесьтолуола, кислорода, метана, воды,бензальдегида и формальдегида взятуюв молярном соотношении 1:2:10:3:0,046:0,0167 (содержание бензальдегида5,4 вес. и формальдегида 0,55 вес.Ъот веса толуола), пропускают черезреактор при температуре 755 С и времени контакта О,д с.Конверсия толуола 58,8. Выход врасчете на прореагировавший тоЛуол, 771078вес.Ъ: бензола 35,65; этилбенэола16,22; стирола 23,3; Фенолов 14,3.Суммарный выход указанных продуктов89,6 Ъ.П р и м е р 7. Газопаровую смесьтолуола, кислорода, метана, воды иФормальдегида, взятую в молярном соотношении 1:2:12:6:0,34 (содержаниеФормальдегида 10,0 вес.Ъ от веса толуола), пропускают через реактор притемпературе 760 фС и времени контакта0,38 с. 10Конверсия толуола 46,0. Выход врасчете на прореагировавший толуол,вес.Ъ: бензола 31,1; этилбенэола22,0, стирола 20,9 Фенолов 10,9.Суммарный выход указанных продуктов 1585,1,П р и м е р 8. Газопаровую смесьтолуолг, кислорода, метана, воды иформальдегида,взятую в молярном соотношении 1:2:12:6:0,017 (содержание 20Формальдегида 5,8 вес. от веса толуола),пропускачт через реактор при температуре 800 С и времени контакта0,38 с.Конверсия толуола 48,4, Выход врасчете на прореагировавший толуол,вес.Ъ: бензола 30,6; этилбензола 14,8стирола 20,1; фенолов 20,4. Суммарный выход укаэанных продуктов 86,0,П р и м е р 9. Газопаровую смесьтолуола, кислорода, метана, воды,бенэальдегида и формальдегида,взятуюв молярном соотношении 1:3:15,7:5,3:;0,044:0,03 (содержание бензальдегида 5,0 вес,Ъ и формальдегида 1,2 вес.Ъот веса толуола), пропускают через З 5реактор при температуре 750 фС и времени контакта 0,4 с.Конверсия толуола 47,3 Ъ. Выход врасчете на прореагировавший толуол,вес.Ъ: бензола 19,4; этилбензола 4 О29,5; стирола 25,7; фенолов 10,55.Суммарный выход указанных продуктов85,2,П р и м е р 10. Газопаровую смесьтолуола, кислоРода, пРопана, воды, 45б знзальдегида и формальдегида, взятуюв молярном соотношении 1:3,9:19,4::8,2:0,0284:0,0335 (содеркание бензальдегида 3,28 вес.Ъ и формальдеги да 1,05 вес.Ъ от веса толуола), пропускают через реактор при температуре 755 С и времени контакта 043 с.Конверсия толуола 54,3, Выход врасчете на прореагировавший толуол,вес.Ъ: бенэола 24,2; этилбензола 23,9,стирола 20,3; фенолов 18,9. Суммарный выход указанных продуктов 87,2.П р и м е р 11. Газопаровую смесьтолуола, кислорода, метана, воды, бенэальдегида и формальдегида,взятую вмолярном соотношении 1:3:12:3:0,046; щ:0,02 (содержание бензальдегида5,46 вес.Ъ и формальдегида 0,66 вес.Ъот веса толуола), пропускают черезреактор при температуре 755 фС и времени контакта 0,44 с. Конверсия толуола 55,6. Выход врасчете на прореагировавший толуол,вес.Ъ: бензола 25,6, зтилбензола17,4, стирола 23,6; фенолов 20,9.Суммарный выход укаэанных продуктов87,4.П р и м е р 12. Гаэопаровую смесьтолуола, кислорода, зтана, пропана,метана, воды, бенэальдегида и Формальдегида,взятую в молярном соотношениИ1:2,1:0,31:0,095:10,05:3,04:0,0475:;0,002 (содержание, бензальдегида5,5 вес.Ъ и формальдегида 0,66 вес.Ъот веса толуола) пропускают через реактор при температуре 750 С и времени контакта 0,5 с.Конверсия толуола 51,3. Выход врасчете на прореагировавший толуолФвес.Ъ; бензола 32,8; этилбензола15,5, стирола 20,5; фенолов 15,0.Суммарный выход указанных продуктов84,0.П р и м е р 13. Газопаровую смесьтолуола, кислорода, метана, воды идиметилформаяя,взятую в молярном соотношении 1:2:12:6:0,0054 (содержание диметилформаля 0,43 вес.Ъ от веса толуола), пропускают через реакторпри температуре 750 С и времени контакта 0,37 с.Конверсия толуола 47. Выход врасчете на прореагировавший тобол,вес.Ъ.: бензола 26,5; этилбензола26,0; стирола 21,0; фенолов 12,7.Суммарный выход указанных продуктов86,2,Формула изобретения1. Способ совместного получения стирола, бензола и фенолов взаимодействием толуола с низшими парафиновыми углеводородами при повышенной температуре Ю присутствии кислорода, отличающийся тем, что, с целью повышения конверсии толуола, процесс проводят в присутствии ацетальдегида или формальдегида или его производных и/или бензальдегида.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, процесс проводят при температуре 600-800 ОС.3. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем; что в качестве производного формальдегида используют диметилформаль.4. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что альдегид используют в количестве 0,2-10 вес.Ъ в расчете на исходный толуол.Источники информации,принятые во внимание при эксперти,е1. Патент США Р 3396206,кл. 260-669, опублик. 1968,2. Авторское свидетельство СССРМ 358928, кл. С 07 С 15/10, опублик.1970(прототип)