Спосіб одержання ароматичних вуглеводнів

Реферат: UA 93523 U UA 93523 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до нафтопереробної та нафтохімічної промисловості, як спосіб одержання ароматичних вуглеводнів (бензолу, толуолу, орто-, пара-, та мета-ксилолів), з газоподібних алкенів (етилену, пропілену та бутиленів), які являються одними з основних компонентів нафтозаводських газів. Пропонований спосіб дозволяє раціонально використовувати вуглеводневі гази, що утворюються як побічні продукти в процесах термічного та каталітичного крекінгу та вісбрекінгу і в основному використовуються як технологічне паливо. Відомий процес одержання ароматичних вуглеводнів з природного газу (пат США № 4.677.325, опубл. 23.02.1988). Відомий процес ароматизації низькомолекулярних парафінових вуглеводнів (пат США № 4.704. 494, опубл. 3.11.1989). Відомий процес перетворення низькомолекулярних вуглеводнів в ароматичні вуглеводні (пат США № 5.709.108, опубл. 24.11.1991). Відомий процес перетворення етилену та пропілену в рідкі вуглеводні, які складаються з алканів та аренів (пат США № 7.451.685, опубл. 29.05. 2006). Найбільш близьким є спосіб одержання ароматичних вуглеводнів, що включає нагрівання газоподібних алкенів в присутності каталізатора та конденсацію утвореного каталізату (пат США № 8.791.706, опубл. 24.11.2007). Проте у вказаному способі використовують металовмісний каталізатор, який містить дорогоцінні метали, а також селективність одержання ароматичних вуглеводнів є значно нижчою. В основу корисної моделі поставлено задачу створити спосіб одержання ароматичних вуглеводнів, в якому каталітичним перетворенням газоподібних алкенів можливо було б одержати рідкий каталізат, із значно вищим вмістом ароматичних вуглеводнів. Ароматичні вуглеводні, особливо бензол, толуол та орто-, пара-, та мета-ксилоли є важливою сировиною для ряду багатотоннажних виробництв нафтохімічного синтезу. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб одержання ароматичних вуглеводнів включає нагрівання газоподібних алкенів в присутності каталізатора та конденсацію утвореного каталізату, згідно з корисною моделлю як каталізатор використовують висококремнеземистий цеоліт, модифікований цинком, а нагрів здійснюють при температурі 490-510 °C до одержання каталізату, що містить 60-70 % ароматичних вуглеводнів, конденсацію проводять при температурі -20-22 °C. Спосіб одержання ароматичних вуглеводнів включає нагрівання газоподібних алкенів в присутності каталізатора та конденсацію утвореного каталізату, що як каталізатор використовують висококремнеземистий цеоліт, модифікований цинком, а нагрів здійснюють при температурі 490-510 °C до одержання каталізату, що містить 60-70 % ароматичних вуглеводнів, конденсацію проводять при температурі -20-22 °C. Суть корисної моделі підтверджується прикладами конкретного виконання. Приклад конкретного виконання. Проводили нагрівання газоподібних алкенів в електропечі, конструкція якої забезпечує попередній нагрів сировини до температури 490-510 °C і підтримання цієї температури в реакційній зоні. Перетворення сировини відбувається в реакторі проточного типу заповненого висококремнеземистим цеолітним каталізатором, який модифікований цинком марки ЦВМ+2 % Zn. Реакційна суміш, що виходить з реактора, проходила через збірник, який поміщений в охолоджувальну ємність, заповнену хлоридом натрію та льоду, де при температурі -20-22 °C конденсували рідкий каталізат, який потім стабілізували при температурі 0 °C. Реакційний газ після охолодження і конденсації рідких продуктів збирали в збірнику для газоподібних продуктів. Каталітичне перетворення газоподібних алкенів С2-С4. (етилену, пропілену, н-бутилену) проводили при температурі 490-510 °C, вихідний вуглеводень подавали при об'ємній швидкості -1 1000-1100 год. . В результаті одержували рідкий каталізат, який конденсували та стабілізували, газоподібні продукти та кокс, який утворювався на поверхні каталізатора. Склад одержаного каталізату та газоподібних продуктів реакції визначали хроматографічним методом. До складу каталізату при перетворенні алкенів С2-С4 входять в основному ароматичні вуглеводні бензол, толуол, орто-, пара-, та мета-ксилоли та аліфатичні вуглеводні С5-С9. Газоподібні продукти складаються з водню, алканів С1-С4 та алкенів С2-С4. Визначали ступінь перетворення вихідного вуглеводню, вихід рідкого каталізату та селективність утворення ароматичних вуглеводнів. Результати каталітичного перетворення газоподібних алкенів С2-С4 з метою одержання ароматичних вуглеводнів наведено в таблиці. 1 UA 93523 U Таблиця Результати каталітичного перетворення алкенів С2-С4 (каталізатор ЦВМ+2 % Zn мас.) Об'ємна № Температура, °C швидкість, прикладу -1 год. 1 490 1000 2 500 1000 3 510 1100 4 490 1000 5 500 1000 6 510 1100 7 490 1000 8 500 1000 9 510 1100 5 10 Ступінь Вихід Алкени С2Селективність, перетворення, каталізату, С4 % % % мас. етилен 95,7 60,4 60,0 етилен 96,9 63,1 67,1 етилен 97,2 61,2 66,4 пропілен 95,5 64,0 66,4 пропілен 96,7 66,2 69,4 пропілен 98,9 63,5 68,2 бутилен 99,0 68,4 69,6 бутилен 99,2 70,2 70,0 бутилен 100,0 70,4 69,9 Каталітичне перетворення етилену (п. 1, 2, 3); каталітичне перетворення пропілену (п. 4, 5, 6); каталітичне перетворення н-бутилену (п. 7, 8, 9). Таким чином наведений спосіб одержання ароматичних вуглеводнів при використанні як каталізатора висококремнеземистого цеоліту, модифікованого цинком дає можливість одержувати ароматичні вуглеводні із селективністю - 60,0-70,0 % мас. при перетворенні алкенів (етилену, пропілену, н-бутилену). Однак даний спосіб найбільш ефективний при температурі -1 500 °C і об'ємній швидкості подачі вихідного вуглеводню, яка складає 1000 год. і дає можливість одержати каталізат, що містить 70,0 % мас. ароматичних вуглеводнів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Спосіб одержання ароматичних вуглеводнів, що включає нагрівання газоподібних алкенів в присутності каталізатора та конденсацію утвореного каталізату, який відрізняється тим, що як каталізатор використовують висококремнеземистий цеоліт, модифікований цинком, а нагрів здійснюють при температурі 490-510 °C до одержання каталізату з вмістом 60,0-70,0 % ароматичних вуглеводнів, а конденсацію проводять при температурі -20-22 °C. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2