Способ получения ароматических углеводородов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пп 9 50707(И М. Кп.з С 07 С 5/41 с присоединением заявки Мо Госуларственный комитет СССР по делам изобретенийи открытийОпубликовано 150882 Бюллетень М 930 Дата опубликования описания 15.0882(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ Изобретение относится к получению ароматических углеводородов из метана, Полученные ароматические углеводороды могут быть использованы в качестве компонентов жидких топлив и как сырье для органического синтеза.Известен способ получения ароматических углеводородов конверсией этана в присутствии высококремнеземистых цеолитов в качестве катализаторов (ЕЯМ, ЕБМ, ЕБМ, ЕЯМ, ЕЯМ), Процесс ведут в одну стадию (в отсутствие воздуха или Оз). Отношение %0 АСОз в катализатореболее 12 (1.Наиболее близким к предлагаемому является способ получения ароматических углеводородов из метана четырехстадийным процессом его превращения.На первой стадии после выделения из природного газа сжиженного газс. метан конвертируют водяным паром при 760-982 С и получают смесь Н : СО =1 1:5 или 1:1. Выход смеси 60 на пропущенный метан.На второй стадии смесь Нз + СО при 177-343 С в присутствии катализатора ЕпО - СцО превращает в метанол. В соответствии с известными данными выход метанола при этом не более 30 на пропущенную окись углерода.На третьей стадии метанол ча цеолите 25 Ипри 250-650 С и объемнойскорости подачи метанола 0,5-50 ч-"превращают в углеводороды с выходом46,6 углеводородов по весу, из них35-40 приходится на ароматическиеуглеводороды, остальное - газы С-СНа четвертой:стадии газы С-С 4возвращают на риформинг или алкилиро-.вание.В результате четырехстаднйногопроцесса выход жидких ароматическихуглеводородов 9-10 на исходноеколичество пропущенного метана (безрециркуляции). Процесс включает такую дорогую и энергоемкую стадию, 20как конверсию метана водяным паром 21,Недостатками этого способа являются сложность технологического процесса и высокие энергетические затраты.25 Цель изобретения - упрощение технологии способа и снижение его энергетических затрат.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу получения 30 ароматических углеводородов, процессведут с добавлением к исходному метану закиси азоМа в объемном соотношении СН 4:Б 10 = 0,4-4, в качестве катализатора используют .высококремнеэемный цеолит с отношением 810 А 10(30-68):1 при 350-500 фС и объемной 5скорости 350-1400 чВ табл.1 приведен выход целевогопродукта в зависимости от условийпроцесса и типа катализатора .В табл. 2 приведен состав угле" (Оводородной части продуктов реакцииП р и м е р 1.Высококремнеземныйцеолит состава. 0,09 Иа 0 А 10 э х68810 обрабатывают потоком воздуха2 ч при 530 С, охлаядают до 20 Си производят ионный обмен с 0,1 нраствором МН 40 Н + ИН 4 С 1 р филь тРуютфотмывают от С 8 -ионов, сушат при20 фС 10 ч, таблетируют и отбираютфракцию 0,05-0,1 мк,Навеску катализатора (2 г) загружают в цилиндрический реактор 10 ма,активируют в токе воздуха 2 ч при.520 С, охлаждают до 400 С. Черезреактор пропускают смесь СН 4.ИОв соотношении 1:1 со скоростью700 ч " . Анализ газов на выходе осуществляют хроматографически.П р и м е р 2, Способ приготовления и испытания катализатора, какв примере 1, только объемная ско- Зорость смеси, равна 350 ч .П р и м е р 3, Способ приготовления и испытания катализатора, какв примере 1, только объемная скорость смеси 1400 ч 35П р и м е р 4. Способ приготовления и испытания катализатора, какв примере 1 только температурареакции 350 С.П р и м е р 5. Способ приготов Оления и испытания катализатора, какв примере 1, только температура.процесса 450 С.оП р и м е р 6. Способ приготовления и испытания катализатора описа в примере 1. Температура реакции 500 С.П р и м е р 7. В качестве исходного взят высококремнеэемистыйцеолит с отношением 810/А 10 э = 30. Способ приготовления катализаторав условия его испытания описаны впримере 1,П р и м е р 8: (пример для сравнения) . В качестве катализатора применяют деалюминированный морденитсостава .0,5 ИаО 12810.АО Оз, процессведут при 350-450 фС, объемной скорости подачи смеси 700 ч-, отношенииСН 4.ИО = 1. Превращение метана незначительно, основным продуктом реакции является коксовые отложения, остающиеся на катализаторе.П р и м е р 9 (пример для сравнения). В качестве катализатора применен декатионированный цеолит типа Мсостава 0,9 БаОф (4,5-4,75) 810 А 10процесс ведут при 350 и 450 ОС,объемной скорости подачи смеси 700 ч-,отношения СНуИО .= 1. Степень превращения метана не превышает 2-5,Образуются коксовые отложения на катализаторе, СО и СО в газовой части,;П р и м е р 10 - 12. В качествекатализатора применен высококремне земистый цеолит состава 0,04 Иах 68810.А 10. Процесс ведут при400 С, объемной скорости подачи смеюси 1400 ч-"и соотношении СН 4 И О == 2:1 (пример 10), 4:1 (пример 11),21:2 (пример 12) . Степень превращенияметана находится в пределах 10-48при селективности по целевому продУкту 18-30.Иэ данных табл.1 видно, что заодну технологическую стадию достигается степень превращения стана25-40, При этом 30-40 продуктовреакции приходится на ароматическиеуглеводороды, являющиеся высокооктановыми компонентами жидких топлив.В углеводородных продуктах реакции .90"100 (табл.2) приходится наароматические соединения, главным.образом ксилолы и зтилбензолы. Выходцелевого продукта 8-14 на пропущенный метан. Непревращенный метанможет быть использован как самостоятельное газовое топливо или возвращен на повторное превращение рециркуляцией.:х о х с: ое Хоо хо Д с (б х он о 85 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Х 1 1 РЦЗ аи х.1 О а 1 1 1 ХИ 1 1 Х Ц 1 о о Э й 1 Х Ц 1 НО 163 д Еео 1; 1 ОС 1 Х 1 1 16Э айохоср хо еО х с 46 хоь Я о счев хо н ню ощх с м м м м О 1 О м сч м о о о ОЪ О 3 ССЪ о о о цЪ цЪ ОЪ о о о о о о о о О О О сЛ р мф ф ф р ц) Ю сч м сч1 1 1 1 1о со сч м 1 1 1 1 1 о фу1 1 1 1 1 о о ч м сч о 1 1 1 сР О Ъ 1 о ф м 11 1 1 о о о 1 о о 13 Э Ф%МАлифатические 60 63 71 1 2 73 66 64 Главным образом, ксилолы и этилбензолы.Главным образом, этан и этилен Формула изобретения с отношением 810/А 1 О 9 = (30-68):1при 350-500 С и объемной скорости350-1400 ч 20 Составитель Е, Джуринская Редактор Н. Киштулинец Техред Т.фанта Корректор Г. РешетннкЗаказ 5890/26 Тираж 445 Подп ис ноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4Способ получения ароматических углеводородов из метана в присутст" вии катализатора при повышенной температуре, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса и снижения энергетических затрат, процесс ведут с добавлением к исходному метану закиси азота в объемном соотношении СН 4:Ы О= - 0,4-4, в, качестве катализатора используют высококремнеземный цеолит Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Патент США Р 4120910,кл.260-673,опублик. 1978.2, Пигузова Л.И; Новые цеолитовые катализаторы для получения высокооктанового бензина из метанола.И ЦНИИТЭнефтехим, 1978, с. 6-19