Способ получения этилена

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИС 1 ИВЕ СКИХ 5 О 17 8 ЕСПУБЛИК ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОР,Л.Григоосновного мия, 1968,жения .1 ил.,ЕНА ектив яет 54 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт химическоиАН АрмССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛ Изобретение относится к органическойхимии, в частности к получению низших олефинов, которые используются в качестве исходного сырья для синтеза полимеров.Известен способ получения этилена изэтана в присутствии кислорода и сложныхкатализаторов на основе хлорида меди, лития и редкоземельных элементов с добавками НО,Выход этилена - 83%, конверсия эта-н а - 92%.Использование катализаторов и добавок НС 1 приводит к усложнению процесса,что обусловлено необходимостью применения специальной аппаратуры и коммуникаций, устойчивых к агрессивной среде.Известен способ получения этилена иэтана в присутствии кислорода и твердогокатализатора (смешанных окислов Еп, РЬ,йа) при температуре 770 С и соотношенииС 2 Н 6;02 = 1:0,4,зп 5 С 07 С 5/48, 11/04, 2/82(57) Изобретение касается производства олефинов, в частности получения этилена, используемого в полимерной промышленности, Цель - повышение селективности процесса. Его ведут контактированием потока этана с кислородом в присутствии метана в двусекционном реакторт, первая секция которого заполнена насадкой в виде колес с плоскостями, перпендикулярными направлению потока, Молярное соотношение этана, метана и кислорода (0,1-1,5);(0,5- 1,9);1, температуре 450 - 480 С и давлении 300 Торр, Упрощение процесса достигается за счет повышения селективности по углероду (до 99% против 54%) и сни температур с 880-.900 до 450 - 480 С 1 табл,Выход этилена составляет 30%, а селективность по этилену - 85%,Недостатком известного способа является сравнительно невысокий выход и селективность по целевому продукту,достигаемые при высоких температурах вприсутствии катализаторов, что ведет к усложнению процесса.Известен способ аутермического дегидрирования этана в присутствии кислородапри температуре 880 - 900 С и пониженномдавлении 350 - 400 мм рт.ст.Способ подразумевает предварительный нагрев компонентов и разбавления реакционной смеси инертным газом в целяхбезопасности проведения процесса, что всочетании с высокой температурой самогопроцесса дегидрирования ведет к его усложнению.При этом сел ность по этилену невелика и составл %.Цель изобретения - повышение селективности по этилену и упрощение процесса,Г 1 оставленная цель достигается превращением смеси этанэ и метана в присутствиикислорода при температуре 450-480 С вдвухсекционном реакторе, первая секциякоторого заполнена насадкой в виде системы колец с плоскостями, перпендикулярными направлению потоа, при соотношенииэтан:метан:кислород -ф (0,1 - 1,5 И 1,9 - 0,5):1и давлении 300 Торр.Предварительно установлено, что наиболее реакционноспособной являетсясмесь углеводорода и кислорода в соотношении 2;1. Вне заявляемого предела уменьшения содержания углеводорода в смесиприводит к снижению выхода этилена и се,лективности процесса,Первая секция двухсекционного реактора заполнена насадкой в виде системыколец с плоскостями, перпендикулярныминаправлению потока, В первой секции идетобразование метил пероксидных радикалов,которые активируют процесс превращенияэтана,В реакторе без насадки, т,е, в односекционном. селективность по целевому продукту низкая.Проведение процесса при температурах ниже 450 С не обеспечивает достаточной степени превращения исходныхуглеводородов.Проведение процесса при температурах выше 480 С приводит к снижению селективности по целевому продукту.В интервале 300-500 Торр существенного изменения селективности по целевомупродукту не наблюдается. Ниже 300 Торрстепень превращения исходных углеводородов падает,Способ осуществляют следующим образом.П р и м е р, Контактирование реакционной смеси проводят в кварцевом реактореобщей длины 9,4 см, с = 4 см, который делится на две секции. Секция- системаконцентрических колец 1,3, изготовленньхиз кварцевых трубок. Кольца вставляли однов другое и крепили с помощью кварцевыхмостиков 2. Диаметр колец подбирали так,чтобы зазор между кольцами сохранялсяпостоянным. Высота колец - 10 мм, суммарная поверхность 51 = 122 см, Ч 1 = 20 см,2 351/Ч 1= 6,6, см, Систему колец помещали воснование кварцевой тоубки перпендикулярно газовому потоку.Исходную смесь реагентов в соотношении 1:1;1, перемешанную при комнатнойтемпературе, со скоростью газового потока43 см /мин, подают в реактор. Пройдя систему колец, смесь попадает в основной объем (секция), который представляет собой5 продолжение кварцевой трубки;- 7 см,Ч 2= 70 см, Яг/Ч 2" 1,2 см, где при 460 С иобщем давлении 300 Торр идет превращение этэна.Реактор обогревается электрической10 печью 4. В обеих секциях процесс протекаетпри одной и той же температуре - 460 С,Анализ продуктов реакции проводилихроматографическим методом.Селективность по зтилену - 94 о , Кон 15 версия этэна - ЗЗо . Выход этилена - 310 .Для смеси реагентов в соотношении1:1:1 продукты реакции (на 100 объемов исходной смеси) имеют следующий состав,об.%,20 Зтилен 10,3Окись углеродаДвуокись углерода 1,8Окись этилена 0,7Ацетальдегид 0,125 Метанол 0,8Формальдегид 0,3Водород 0,5Вода З,ЗСз- и выше углевод. 0,230 В смеси продуктов присутствуют:ЗтанМетанКислородБаланс по углероду 99%35 В таблице приведены результаты опытов с разными составами исходной смеси итемпературы проведения процесса,Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом40 обеспечивает повышение селективности поцелевому продукту и значительное упрощение процесса за счет снижения температуры. 22 29 27 45 Формула изобретенияСпособ получения этилена путем контактирования потока этана с кислородом при повышенной температуре и пониженном давлении, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, 50 с целью повышения селективности процесса, контактирования осуществляют в присутствии метана в двухсекционном реакторе, первая секция которого заполнена насадкой в виде системы колец с плоско стями, перпендикулярными к направлениюпотока, при молярном соотношении этан,метан: кислород (0,1-Ф,5):(0,5-1,9):1, при температуре 450-480 С и давлении 300 Торр.1Ф ФКХхо1" ох О Ф ОФ 1- а.цо,.Фо;О 1 хсчЖО хоосчЦотхБ хОО 3 о 1- оо Ф 2 ( О Ф ох а О сС оФаООоО, О Ф ФО о а- Ф Ф ,ц о. Х ао Ф С." х И й Лм ж й ж мО с) сс" см ссч сч м " сО й О О Ф СЧ О О СО Л СО 00 ф СО Ф О) ОЪ СО О) СО Л СО СОООВ МО ВО сч м.м сч см сч сч сч м сч о 1 гОООООООООООО ООООООООООО ООООООООООО ООО-ойооооО ООООООССЭйе%.%й ф Л й - й ф ФСМ.С),й - й - оооо ооооооооооо СО СО СО СО СО СО М й СО О Ю Й Ф Ф 3 Т Ф 1 1 1 й Ф1715798 дан ффоставитель В.Ми хред М.Моргента емчик Редакто оррект Овская оизъол"дно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 578 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5