Спосіб одержання етилену та спосіб окислення етану

Номер патенту: 88812

Опубліковано: 25.11.2009

Автор: Райан Дебра А.

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб одержання етилену із газоподібної сировини, що містить етан і кисень, який відрізняється тим, що зазначений спосіб включає приведення в контакт зазначеної газоподібної сировини з каталізатором у реакторі і в результаті цього - одержання вихідного потоку, що містить етилен, де каталізатор має формулу:

MoaVvTaxTeyOz,

у якій а дорівнює 1,0, v приймає значення від 0,01 до 1,0, х приймає значення від 0,01 до 1,0, у приймає значення від 0,01 до 1,0, a z є кількістю атомів кисню, необхідних для надання каталізатору електричної нейтральності.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що газоподібна сировина додатково містить етилен.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що а дорівнює 1,0, v приймає значення від 0,1 до 0,5, х приймає значення від 0,05 до 0,2, а у приймає значення від 0,1 до 0,5.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що каталізатор має формулу: Мо1,0V0,3Та0,1Те0,3Oz.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що реактором є реактор зі стаціонарним шаром, що містить каталізатор.

6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що реактором є реактор з псевдозрідженим шаром, що містить каталізатор.

7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що газоподібну сировину приводять у контакт з каталізатором при температурі від 200 °С до 500 °С.

8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що газоподібну сировину приводять у контакт з каталізатором при температурі від 200 °С до 400 °С.

9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що каталізатор утримують на основі, вибраній із групи, що складається із пористого двоокису кремнію, відпаленого двоокису кремнію, кізельгуру, силікагелю, пористого і непористого оксиду алюмінію, двоокису титану, двоокису цирконію, двоокису торію, оксиду лантану, оксиду магнію, оксиду кальцію, оксиду барію, оксиду олова, двоокису церію, оксиду цинку, оксиду бору, нітриду бору, карбіду бору, фосфату бору, фосфату цирконію, алюмосилікату, нітриду кремнію або карбіду кремнію, а також скла, вуглецю, вуглецевого волокна, активованого вугілля, металоксидних чи металевих решіток і відповідних монолітів.

10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що каталізатор не утримують на основі.

11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що каталізатор є інкапсульованим у матеріал.

12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що зазначений матеріал вибирають із групи, що складається із SiO2, P2O5, MgO, Сr2О3, ТіО2, ZrO2 та Аl2О3.

13. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає стадію розділення сировинного попередника, який містить етан і пропан, і в результаті - одержання етану.

14. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вихідний потік додатково містить оксид вуглецю, а зазначений спосіб додатково включає стадію селективного окислення зазначеного вихідного потоку з перетворенням оксиду вуглецю на діоксид вуглецю.

15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що додатково включає стадію видалення діоксиду вуглецю із вихідного потоку.

16. Спосіб за будь-яким із пп. 1, 14 або 15, який відрізняється тим, що додатково включає стадію дистиляції вихідного потоку і в результаті - видалення з нього непрореагованого етану.

17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що додатково включає стадію рециркуляції непрореагованого етану в реактор.

18. Спосіб за будь-яким із пп. 1, 14 або 15, який відрізняється тим, що вихідний потік додатково містить оцтову кислоту, а спосіб додатково включає стадію відокремлення оцтової кислоти від вихідного потоку.

19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що вихідний потік додатково містить воду, пропіонову кислоту або їх суміш, а спосіб додатково включає стадію відокремлення зазначених води і пропіонової кислоти від оцтової кислоти.

20. Спосіб за будь-яким із пп. 1, 14-16, який відрізняється тим, що додатково може включати стадію проведення реакції одержаного етилену з оцтовою кислотою й одержання в результаті цієї реакції вінілацетату.

21. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що додатково принаймні частину оцтової кислоти можуть одержувати в реакторі.

22. Спосіб за п. 21, який відрізняється тим, що селективність щодо етилену складає від 70 % до 80 %.

23. Спосіб окислення етану для одержання етилену, який відрізняється тим, що включає приведення в контакт каталізатора з газоподібною сировиною, яка містить етан і кисень, при температурі від 200 °С до 400 °С, де каталізатор має формулу Mo1,0V0,33Ta0,12Te0,28Oz, а z є кількістю атомів кисню, необхідних для надання каталізатору електричної нейтральності.

Текст

1. Спосіб одержання етилену із газоподібної сировини, що містить етан і кисень, який відрізняється тим, що зазначений спосіб включає приведення в контакт зазначеної газоподібної сировини з каталізатором у реакторі і в результаті цього одержання вихідного потоку, що містить етилен, де каталізатор має формулу: MoaVvTaxTeyOz, у якій а дорівнює 1,0, v приймає значення від 0,01 до 1,0, х приймає значення від 0,01 до 1,0, у приймає значення від 0,01 до 1,0, a z є кількістю атомів кисню, необхідних для надання каталізатору електричної нейтральності. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що газоподібна сировина додатково містить етилен. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що а дорівнює 1,0, v приймає значення від 0,1 до 0,5, х приймає значення від 0,05 до 0,2, а у приймає значення від 0,1 до 0,5. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що каталізатор має формулу: Мо1,0V0,3Та0,1Те0,3Oz. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що реактором є реактор зі стаціонарним шаром, що містить каталізатор. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що реактором є реактор з псевдозрідженим шаром, що містить каталізатор. 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що газоподібну сировину приводять у контакт з каталізатором при температурі від 200 °С до 500 °С. 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що газоподібну сировину приводять у контакт з каталізатором при температурі від 200 °С до 400 °С. 2 (19) 1 3 88812 4 19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що 22. Спосіб за п. 21, який відрізняється тим, що вихідний потік додатково містить воду, пропіонову селективність щодо етилену складає від 70 % до кислоту або їх суміш, а спосіб додатково включає 80 %. стадію відокремлення зазначених води і пропіоно23. Спосіб окислення етану для одержання етилевої кислоти від оцтової кислоти. ну, який відрізняється тим, що включає приве20. Спосіб за будь-яким із пп. 1, 14-16, який відрідення в контакт каталізатора з газоподібною сирозняється тим, що додатково може включати ставиною, яка містить етан і кисень, при температурі дію проведення реакції одержаного етилену з оцвід 200 °С до 400 °С, де каталізатор має формулу товою кислотою й одержання в результаті цієї Mo1,0V0,33Ta0,12Te0,28Oz, а z є кількістю атомів кисреакції вінілацетату. ню, необхідних для надання каталізатору електри21. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що чної нейтральності. додатково принаймні частину оцтової кислоти можуть одержувати в реакторі. Даний винахід стосується виготовлення етилену і, зокрема, процесу селективного окислювання етану на етилен при використанні змішаного оксидного каталізатора, що містить ванадій і вольфрам або молібден. Процес окисної дегідрогенізації етану на етилен у газовій фазі при температурах вище 500°С був описаний, наприклад, у патентах США №№ 4,250,346, 4,524,236 і 4,568,790. У патенті США № 4,250,346 описане застосування каталітичного складу, що містив молібден та елементи X і Υ у певному співвідношенні а:b:с і використовувався в реакції окислювання етану на етилен, де елементом X були Cr, Mn, Nb, Та, Ті, V і W, елементом Υ - Ві, Се, Co, Cu, Fe, K, Mg, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn, ТІ і U, а величини a, b і с складали: а = 1; b від 0,05 до 1; с від 0 до 2. Загальна величина індексу с для елементів Со, Ni і/або Fe не повинна була перевищувати 0,5. Реакцію окислювання проводили у газовій фазі при температурі нижче 550°С. Корисний вихід цього процесу перетворення на етилен лежав в інтервалі від 50 до 94% залежно від рівня перетворення етану. Описані каталізатори можна було так само використовувати в окислюванні етану на оцтову кислоту з корисним виходом перетворення на оцтову кислоту приблизно 18% і рівнем перетворення етану 7,5%. Величини тиску реакції, які були дуже низькими і в загальному випадку становили приблизно 1 атм., обмежували продуктивність процесу та його промислову життєздатність. У патенті США № 4,568,790 описаний процес окислювання етану на етилен при використанні оксидного каталізатора, що містив Мо, V, Nb і Sb. Реакцію проводили при температурах приблизно від 200°С до 450°С. Розрахункова селективність перетворення етану на етилен при 50% виході останнього складала від 63 до 76%. У цьому випадку також низький тиск реакції обмежував її можливості її застосування. У патенті США № 4,524,236 описаний процес окислювання етану на етилен при використанні оксидного каталізатора, що містив Мо, V, Nb і Sb і принаймні один метал, вибраний серед Li, Sc, Na, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ті, Zr, Hf, Y, Та, Cr, Fe, Co, Ni, Ce, La, Zn, Cd, Hg, Al, ТІ, Pb, As, Ві, Те, U і W. Температура цієї реакції лежала в інтервалі приблизно від 200сС до 400°С. Для одного з цих складів селективність перетворення етану на етилен при 51 % виході останнього складала 80%, але продуктивність процесу була низькою. Цитовані вище публікації стосувалися, головним чином, виготовлення етилену. Відомо також про застосування змішаних металооксидних каталізаторів у перетворенні етилену на оцтову кислоту. Наприклад, у патенті США № 5,162,578 описаний процес селективної переробки на оцтову кислоту етану, етилену та їх сумішей з киснем при наявності каталітичної суміші, яка містила принаймні: (А) кальцинований каталізатор за формулою MoxVy або MoxVyZz, де компонентом Ζ могли бути один чи більше металів, вибраних серед Li, Na, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Hg, Sc, Y, La, Ce, Al, ТІ, Ті, Zr, Hf, Pb, Nb, Та, As, Sb, Bi, Cr, W, U, Те, Fe, Co і Ni, а індекси x, у і z приймали такі значення: x від 0,5 до 0,9; у від 0,1 до 0,4; z від 0,001 до 1; і (В) каталізатор гідратації етилену і/або каталізатор окислювання етилену. Другий каталітичний компонент В у кращому варіанті являв собою каталізатор типу молекулярного сита або паладієвмісний каталізатор окислювання. Ця каталітична суміш використовувалася у виготовленні оцтової кислоти та етилену із сировинної газової суміші, що містила етан, кисень, азот і пару. Селективність переробки на оцтову кислоту становила 34%, а на етилен - 62% при 4% рівні перетворення етану Високі рівні перетворення етану при цьому досягалися лише з описаною каталітичною сумішшю, і не досягалися з поодиноким каталізатором, що містив компоненти А і В. Ще один процес одержання етиленового та оцтовокислотного продукту описаний в європейському патенті № ЕР 0 407 091 В1. Відповідно до цього процесу етан і/або етилен та газ, що містив молекулярний кисень, при підвищеній температурі приводили в контакт зі змішаним металооксидним каталітичним складом за загальною формулою AaXbYc, де: компонентом А був склад ModReeW f; компонентом X були Cr, Mn, Nb, Та, Ті, V і/або W; компонентом Υ були Ві, Се, Co, Cu, Fe, К, Mg, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn, ТІ і/або U; індекс а дорівнював 1; індекси b і с незалежно один від одного приймали значення в інтервалі від 0 до 2; дотримувалося рівняння d + e + f = a, а індекс є не дорівнював нулю. Селективність стосовно оцтової кислоти або етилену можна було регулювати шляхом варіювання величини відношення Мо до Re. Максимальна отримана селективність стосовно оцтової 5 88812 6 кислоти складала 78% при 14,3% рівні перетвояка містить О. Наприклад, сполука, що описується рення етану. Максимальна селективність стосовно формулою AaVvXxYyO, де А є Мо, X є Та, a Y є Те, етилену складала 70% при 15% рівні перетворенможе бути одержана шляхом об'єднання водного ня етану. розчину оксалату танталу з водним розчином або Таким чином, у світлі вищевикладеного даним суспензією гептамолібдату амонію, метаванадату винаходом пропонується процес, який дозволяє амонію і телурової кислоти, де концентрації цих здійснювати окислювання етану і/або етилену на сполук металів є такими, що атомне відношення етилен простим і цілеспрямованим чином, з висовідповідних металевих елементів є у пропорціях, кими селективністю і просторово-часовим виходом що відповідають стехіометрії цільового каталізау максимально м'яких умовах реакції. тора. Авторами винаходу була знайдена можливість Крім того, для одержання каталізатора згідно з окислювання етану на етилен у відносно м'яких винаходом можуть використовуватися інші різноумовах реакції простим чином з високою селектиманітні матеріали, включаючи оксиди, нітрати, вністю і чудовим просторово-часовим виходом при галоїди або оксигалоїди, алкоксиди, ацетилацетозастосуванні каталізатора, що описується формунати та металоорганічні сполуки. Наприклад, геплою MoaVvTaxTey, в котрій індекси в кращому варітамолібдат амонію може використовуватися в каанті приймають такі значення: а - 1,0; ν -приблизно талізаторі як джерело молібдену. Проте, замість від 0,01 до 1,0, а в ще кращому варіанті - приблизгептамолібдату амонію можуть використовуватися но від 0,1 до 0,5; x -приблизно від 0,01 до 1,0, а в також такі сполуки, як MoO3, MoO2, МоСІ5, МоОСІ4, ще кращому варіанті - приблизно від 0,05 до 0,2; y Мо(ОС2Н5)5, молібденацетилацетонат, фосфомо- приблизно від 0,01 до 1,0, а в ще кращому варіалібденова кислота і силікомолібденова кислота. нті - приблизно від 0,1 до 0,5. Подібним чином як джерело ванадію в каталізатоІншим об'єктом даного винаходу є каталізатор, рі може використовуватися метаванадат амонію. який є особливо підходящим для окислювання При цьому також, замість метаванадату амонію етану з метою одержання етилену. В особливо можуть використовуватися такі сполуки, як V2O3, кращому варіанті здійснення винаходу запропоноV2O3, VOCI3, VCI4, VO(OC2H5), ацетилацетонат ваний каталізатор має формулу ванадію та ванадилацетилацетонат. Джерелом Мо1,0V0,3Та0,1Те0,3Oz, де z залежить від стану окистелуру можуть служити телурова кислота, ТеСl4, лення цих металів і є числом, при котрому каталіТе(ОС2Н5)5, Те(ОСН(СН3)2)4 і ТеО2. Як джерело затор є електрично-нейтральним. танталу можуть використовуватися танталоксалат Даним винаходом пропонується процес селекамонію, Та2О3, ТаСІ3, танталова кислота або тивного виготовлення етилену із газоподібної сиТа(ОС2Н5)5, а також більш широко відомий оксалат ровини, що містить етан і кисень, шляхом приветанталу. дення цієї газоподібної сировини в контакт з Підходящими для даного процесу розчинникаталізатором, який має формулу MoaVvTaxTey, де ками є вода, спирти (включаючи, наприклад, метаіндекси в кращому варіанті приймають такі знанол, етанол, пропанол, діоли тощо), а також інші чення: а - 1,0; ν - приблизно від 0,01 до 1,0, а в ще полярні розчинники, добре відомі в даній галузі. У кращому варіанті - приблизно від 0,1 до 0,5; x загальному випадку кращим розчинником є вода. приблизно від 0,01 до 1,0, а в ще кращому варіанті Підходящою при цьому є будь-яка вода, що вико- приблизно від 0,05 до 0,2; у - приблизно від 0,01 ристовується в хімічному синтезі, і зокрема, напридо 1,0, а в ще кращому варіанті -приблизно від 0,1 клад, дистильована вода, деіонізована вода і т.п. до 0,5. Термін „каталізатор” у контексті даного виКількість води повинна бути достатньою для того, находу передбачає використання в його визначенщоб підтримувати складові елементи протягом ні формули MoaVvTaxTey. Для фахівця в даній гатривалого часу практично в стані розчину і, таким лузі повинно бути цілком зрозумілим, що даний чином, уникнути або звести до мінімуму утворення каталізатор фактично являє собою змішаний оксегрегацій складової і/або фазової природи на сид, який має формулу MoaVvTaxTeyOz. Кількість z стадіях виготовлення каталізатора. Після утворенкисню в ньому визначається станами окислення ня водного розчину воду видаляють за допомогою компонентів А, V, Та і Те і не може вказуватися підходящих методів, які зазвичай використовуютьузагальненим чином. ся при готуванні попередника каталізатора. Це У кращому варіанті здійснення винаходу заможуть бути, наприклад, вакуумна сушка, сушка пропонований каталізатор має формулу виморожуванням, сушка розпорошуванням, ротоMoaVvTaxTeyOz, де індекси а, ν, χ і у мають значенрне випаровування та сушка повітрям. Найбільш ня, вказані вище. В особливо кращому варіанті підходящими в загальному випадку є методи розапропонований каталізатор має формулу торного випаровування та сушки повітрям. Мо1,0V0,3Та0,1Те0,3Oz. Приготований попередник каталізатора піддаКаталізатор за даним винаходом може бути ють кальцинуванню в інертній атмосфері. При одержаний за допомогою процесу, описаного в цьому інертною атмосферою може бути будь-який патенті США № 6,653,253 (автор: Lin), уміст якого матеріал, котрий є практично інертним, тобто не в усій його повноті включений тут шляхом посивступає в хімічну реакцію та іншим чином не взаєлання. Суть цього процесу полягає в тому, що модіє з попередником каталізатора. Підходящими сполуки металів, які є джерелами металів у каталідля цього матеріалами є, наприклад, азот, аргон, заторі, об'єднують принаймні в одному розчиннику ксенон, гелій та їх суміші. Кращими для створення у відповідних кількостях, утворюючи розчин. У заінертної атмосфери матеріалами є аргон та азот, а гальному випадку ці сполуки металів містять еленайкращим - аргон. Інертна атмосфера може, наменти А, V, Χ, Υ і принаймні одну сполуку металу, приклад, рухатися потоком над поверхнею попе 7 88812 8 редника каталізатора. Така проточна інертна атповітря, концентрацію молекулярного кисню, намосфера, зазвичай, створюється в разі викорисприклад чистий кисень. тання азоту. Якщо ж інертною атмосферою слуРеакцію окислювання зазвичай проводять при жить аргон, то їй не надають форми потоку. У тих температурі приблизно від 200 до 500°С, а в кравипадках, коли інертна атмосфера проходить пощому варіанті - приблизно від 200 до 400°С. Тиск током над поверхнею попередника каталізатора, реакції може бути атмосферним або вище атмособ'ємна витрата цього потоку може варіювати в ферного і складати, наприклад від 1 до 50 бар, а в широких межах, наприклад, від 1 до 500/год. кращому варіанті - приблизно від 1 до 30 бар. Кальцинування зазвичай проводять при темпераРеакція окислювання може проводитися в ретурі від 350°С до 850°С, у кращому варіанті - від акторі зі стаціонарним або псевдозрідженим шаром. При цьому етан може спочатку змішуватися з 400°С до 700°С, а в ще кращому - від 500°С до інертним газом, наприклад азотом або парою, піс640°С. При цьому кальцинування триває протягом ля чого в реактор може подаватися кисень або газ, часу, достатнього для утворення каталізатора. В що містить молекулярний кисень. Газова суміш одному з варіантів здійснення винаходу кальцинуможе спочатку нагріватися до температури реакції вання проводять упродовж часу від 0,5 до 30 гов зоні попереднього нагріву, а потім приводитися в дин, ще краще - від 1 до 25 годин, і ще краще - від контакт з каталізатором. 1 до 15 годин. Оцтова кислота шляхом конденсації може виКаталізатор згідно з винаходом може мати далятися із газу, що виходить із реактора. Інші форму як самостійного суцільного тіла так і складгази можуть повертатися на вхід реактора, де відної структури на несучій основі. Підходящими мабувається дозоване постачання кисню або газу, теріалами для несучої основи при цьому можуть що містить молекулярний кисень, та етану. бути, наприклад, пористий двоокис кремнію, відВ одному з кращих варіантів здійснення винапалений двоокис кремнію, кізельгур, силікагель, ходу сировинний етан очищають і піддають дистипористий або непористий оксид алюмінію, двоокис ляції, постачаючи таким чином очищений етан титану, двоокис цирконію, двоокис торію, оксид верхнім потоком, а пропан та інші важкі компоненлантану, оксид магнію, оксид кальцію, оксид барію, ти - донним потоком. Етан подається в реактор оксид олова, двоокис церію, оксиду цинку, оксид окислювання, який являє собою реактор з псевдобору, нітрид бору, карбід бору, фосфат бору, фозрідженим шаром і в якому використовується описфат цирконію, алюмосилікат, нітрид кремнію або саний вище каталізатор. В одному з кращих варіакарбід кремнію, а також скло, вуглецеве волокно, нтів здійснення винаходу використовуваний вуглець, активоване вугілля, металоксидні та мекаталізатор описується формулою: MoaVvTaxTeyOz, талеві решітки чи відповідні моноліти. де а, ν, x, у і z є такими, як визначено вище. В одМатеріал основи вибирають, виходячи з мірному з особливо кращих варіантів здійснення викувань оптимізації як площі поверхні, так розміру находу використовуваний каталізатор описується пор для потрібного питомого окислювання. Каталіформулою: Мо1,0V0,3Та0,1Те0,3Oz. До реактора позатор може використовуватися як сформований дається також кисень. несучий елемент правильної або неправильної Реакція окислювання виробляє суміш газів, форми, а також як гетерогенний каталізатор окисвключаючи етилен, оцтову кислоту, водяну пару, лювання у порошкоподібному стані. СОx (СО і СО2), непрореагований етан і різноманіВ альтернативному варіанті каталізатор згідно тні важкі побічні продукти реакції. Цей газоподібз винаходом може бути інкапсульований у відповіний продукт, що виходить із реактора, в кращому дному матеріалі. Підходящими для інкапсуляції варіанті фільтрують, видаляючи з нього дрібні часматеріалами можуть бути, наприклад, SiO2, P2O5, тки каталізатора, а потім спрямовують в апарат MgO, Cr2O3, TiO2, ZrO2 та АІ3О3. Методи інкапсуляочищання оборотного газу, який виробляє верхній ції матеріалів в оксиди є добре відомими. Один із потік, що містить етилен, етан ι СОx. Цей верхній них описаний, наприклад, в патенті США № потік з виходу апарата очищання оборотного газу 4,677,084 та цитованих в ньому публікаціях, вмісти спрямовується у конвертор CO зі стаціонарним яких в усій їхній повноті включені тут шляхом пошаром, а потім на стадію обробки, де із нього висилання. даляється СОx. Далі верхній потік спрямовують у Окислювання етану може здійснюватися в ребашту очищання етилену, з виходу якої у верхакторі з псевдозрідженим шаром або в реакторі зі ньому потоці отримують етилен, а в донному постаціонарним шаром. Для використання у псевдотоці - етан, який повертають назад, в реактор окизрідженому шарі каталізатор зазвичай роздрібнюслювання. ють до часток розмірами приблизно від 10 до 200 Донний потік з виходу апарата очищання обомкм або готують методом сушки розпорошуванротного газу, який містить оцтову кислоту, воду і ням. важкі побічні фракції, може піддаватися очищанню Газоподібна сировина та будь-який оборотний добре відомими методами, які зазвичай викорисгаз, об'єднаний з цим сировинним газом, містять у товуються для отримання очищеної оцтової киспершу чергу етан, але при цьому можуть містити лоти. При цьому донний потік може спрямовуватитакож деяку кількість етилену і подаються в реакся, наприклад, у сушильну колону для видалення з тор у формі чистого газу або в суміші з іншим ганього води, а потім у колону важких фракцій для зом чи газами. Такими додатковими або несучими видалення з нього пропіонової кислоти та інших газами можуть бути, наприклад, азот, метан, оксид важких компонентів. вуглецю, двоокис вуглецю, повітря і/або пара. ГаЦілком зрозуміло, що згадані вище технологічзом, що містить молекулярний кисень, може бути ні башти, апарати очищання і відповідні сполучні повітря або газ, котрий має вищу або нижчу, ніж 9 88812 10 трубопроводи мають пов'язані з ними різноманітні тю 10°С/хв. до %0 С і витримали впродовж 2 теплообмінники, насоси та з'єднувальне обладгодин, а потім знов нагріли до 600 °С зі швидкістю нання з певними робочими параметрами, які ви10 °С/хв. і витримали при 600 °С упродовж 2 гозначаються конкретною газовою сумішшю, залудин. Утворений у результаті каталізатор роздрібченою до технологічного процесу. Задача нили в тонкий порошок, спресували у прес-формі, визначення відповідних конфігурацій і параметрів після чого спресований матеріал знов роздрібнили цього апаратного забезпечення є у сфері компетеі просіяли, отримавши частки розмірами 600-710 нції відповідних фахівців і лежить за межами пимкм. тань, що розглядаються в даному описі. Приблизно 3 мл каталізатора змішали із 7 мл Об'єктом даному винаходу є також каталізачасток кварцу і помістили в нижню половину трубтор, який є особливо підходящим для процесу ного реактора із нержавіючої сталі внутрішнім діаокислювання етану для виготовлення етилену метром 7,7 мм. Для заповнення реактора і забезоцтової кислоти з високою селективністю щодо печення попереднього нагріву компонентів етилену. У кращому варіанті селективність щодо газоподібної сировини перед їх проходженням у етилену складає приблизно 80%, а в ще кращому шар каталізатора цей шар зверху покрили шаром лежить в інтервалі від 70% до 80%. В одному з кварцу. Нагрівання та охолодження реактора здійкращих варіантів здійснення винаходу запропоноснювали за допомогою термостатованого масла, ваний каталізатор має формулу MoaVvTaxTeyOz, де що циркулювало в зовнішній оболонці реактора. індекси а, ν, х, у і z є такими, як визначено вище. В Приготовану у випарнику водяну пару змішували з одному з особливо кращих варіантів здійснення потрібними об'ємами газоподібних етану, кисню та винаходу запропонований каталізатор має форазоту перед їх постачанням у реактор через регумулу лятори потоку маси. Тиск реакції підтримували на Мо1,0V0,33Та0,12Те0,28Oz. заданому рівні за допомогою регулятора зворотноНижче наведений приклад, що ілюструє деякі го тиску, розташованого на отворі випуску газу із кращі варіанти здійснення даного винаходу. Цілреактора. Температуру шару каталізатора вимірюком зрозуміло, що розглянутий у цьому прикладі вали за допомогою переміщуваної термопари, процес відповідає з погляду авторів кращим умовведеної у термопарокишеню в центрі шару катавам розкриття переваг даного винаходу в його лізатора. Температуру в масляній оболонці підвивтіленні на практиці і, отже, може розглядатися як щували доти, поки не досягалося бажане перетвойого репрезентативний варіант. Проте, для фахіврення кисню. Газоподібні сировину і продукти ця в даній галузі повинно бути також зрозумілим, реакції аналізували в режимі онлайн за допомогою що поданий тут опис не виключає різноманітних газової хроматографії. інших, відмінних від розглянутих в ньому варіантів Тривалість періоду контактування визначали здійснення винаходу, які дозволять отримати поза таким рівнянням: дібні або аналогічні результати, залишаючись при t, секунди = насипний об'єм каталізатора, цьому в рамках об'єму винаходу. мл/об'ємна витрата потоку сировинного газу через Приклад реактор в умовах реакції, мл/с. Приклад 1 GHSV (gas hourly space velocity): погодинна Каталізатор, який відповідає формулі об'ємна витрата газу є величиною, обернено проМо1,0V0,33Та0,12Те0,28Oz готували таким чином. Тетпорційною періоду контактування, t, скоригованою рагідрат гептамолібдату амонію (Aldrich Chemical на стандартні умови температури і тиску (0 °С, 1 Company) у кількості 25,0 г, метаванадат амонію атм.). (Aldrich Chemical Company) у кількості 5,47 г і теКонцентрацію етану в сировині варіювали в лурову кислоту (Aldrich Chemical Company) у кільмежах від 37 до 67 мол.%, концентрацію кисню в кості 9,10 г розчинили в 400 мл води, нагрітої до сировині варіювали в межах від 7,6 до 15,3 мол.%, 80°С. Після охолодження розчину до кімнатної концентрацію води в сировині варіювали в межах температури до нього додали 28,0 мл водного від 4 до 9 мол.%, а решту добавляли азотом, як розчину оксалату танталу (0,5 Μ Та, 1,5 Μ оксапоказано в Табл. 1. Як показано в Табл. 2, протялат). За допомогою роторного випарника з водягом періоду контактування досягалася дуже висоною банею, нагрітою до 50°С, видалили воду, ка селективність реакції щодо етилену від 74 до отримавши попередник каталізатора у формі тве80%. Крім того, в межах умов експерименту селекрдої речовини. Цю тверду речовину перед кальцитивність щодо СО2 і СО була дуже низькою і в сумі нуванням просушили при температурі 120 °С. не перевищувала 8%. Продуктивність виготовленТвердий попередник каталізатора піддали ня етилену, виміряна в кілограмах за годину на 1 кальцинуванню при 600°С протягом 2 годин в атм3 каталізатора (STY: space time yield), була також мосфері азоту в закритому кришкою тиглі, попередуже високою і складала 460 кг етилену на м3 за дньо продутому азотом. Піч охолодили зі швидкісгодину. 11 Отримані результати свідчать про значні поліпшення порівняно з існуючим рівнем техніки. Наприклад, каталізатор складу Mo2,5V1Nb0,32Te1,69E 88812 0,5, 12 описаний у Прикладі 10 патенту США № 6013957, мав лише 28,4% селективність щодо етилену. При цьому оскільки про його селектив 13 88812 14 ність стосовно СО2 і СО взагалі не повідомлялося, етилену для каталізатора складу то якщо припустити, що продуктами, про котрі не Мо1V0,529Nb0,124Тi0,331, при 35% селективності стоповідомлялося, дійсно були сполуки СОx, то ця совно СОx. Таким чином, каталізатор згідно з винеефективність могла досягати 34,4%. Подібним находом володіє високою селективністю щодо чином, у Прикладі В заявки WO 2004/108277 поетилену при набагато менших втратах на продукти відомлялося лише про 5% селективність стосовно глибокого окислювання, тобто СОx. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for selectively oxidizing ethane to ethylene

Автори англійською

Ryan Debra A.

Назва патенту російською

Способ получения этилена и способ окисления этана

Автори російською

Райан Дебра А.

МПК / Мітки

МПК: C07C 11/00, C07C 5/00

Мітки: окислення, етану, одержання, етилену, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-88812-sposib-oderzhannya-etilenu-ta-sposib-okislennya-etanu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб одержання етилену та спосіб окислення етану</a>

Подібні патенти