13.03.2020
220.018.0b12

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002716265
Дата охранного документа
11.03.2020
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу получения стирола или замещенных стиролов, включающему этапы: (a) обеспечения дегидратации сырья, содержащего 1-фенилэтанол или замещенный 1-фенилэтанол, в присутствии подходящего катализатора дегидратации; (b) обеспечения сепарационной обработки полученной смеси продуктов, получая таким образом поток, содержащий воду и стирол или замещенный стирол, и остаточную фракцию, содержащую тяжелые погоны; (c) обработки потока, содержащего воду и стирол или замещенный стирол, с помощью основания; (d) сепарации потока, обработанного на этапе (с), на обогащенный стиролом или замещенным стиролом поток продукта, и обедненный стиролом или замещенным стиролом поток сточных вод; (e) обработки потока сточных вод, обедненного стиролом или замещенным стиролом, с помощью пара в отгоночной колонне, получая таким образом обработанный поток сточных вод и обработанный поток, содержащий пар и стирол или замещенный стирол. Использование предлагаемого способа позволяет получать стирол с максимальным выходом и одновременно уменьшенное количество загрязнений теплообменника. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр., 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение относится к способу получения стирола.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Способы совместной подготовки стирола и пропиленоксида хорошо известны в данной области техники и обычно называются способами стирольного мономера/пропиленоксида (СМ/ПО).

В целом, СМ/ПО способ включает этапы:

(a) обеспечения реакции этилена и бензола с образованием этилбензола,

(b) обеспечения реакции этилбензола с кислородом или воздухом с образованием гидропероксида этилбензола,

(c) обеспечения реакции по меньшей мере части гидропероксида этилбензола, полученного с использованием пропилена, в присутствии катализатора эпоксидирования с образованием пропиленоксида и 1-фенилэтанола (также известного как метилфенилкарбинол (МФК)) и

(d) дегидратации по меньшей мере части полученного 1-фенилэтанола с получением стирола в присутствии подходящего катализатора дегидратации.

Этап (а) выше может выполняться как неотъемлемая часть СМ/ПО способа или, в альтернативном варианте, может выполняться как отдельный этап, например, в другом месте, до выполнения этапа (b).

Таким образом, в указанном СМ/ПО способе стирол получают с помощью гидропероксида этилбензола, который используют для превращения пропилена в оксид пропилена вместе с образованием 1-фенилэтанола, как показано ниже:

На следующем этапе указанный 1-фенилэтанол преобразуют в стирол путем дегидратации, как показано ниже:

Недостатком получения стирола посредством вышеупомянутого СМ/ПО способа является то, что при очистке и обработке потоков продуктов стирол должен сепарироваться от воды, и поэтому присутствует в потоках сточных вод и может полимеризоваться и вызывать засорение теплообменников, имеющихся на установках очистки сточных вод, которые используются при тепловых процессах.

Такое засорение требует регулярной очистки оборудования теплообмена в установках сточных вод, что не только дорого, но и занимает много времени.

Следовательно, желательно иметь способ получения стирола, который обеспечивает максимальные выходы стирола, извлеченного из различных потоков продуктов и отходов, и одновременно уменьшает количество загрязнений теплообменника.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Неожиданно в настоящем изобретении был обнаружен способ получения стирола из 1-фенилэтанола, который не только позволяет более эффективно извлекать стирол из потоков сточных вод, но также уменьшает количество загрязнений теплообменника.

Соответственно, данное изобретение относится к способу получения стирола или замещенных стиролов, включающему этапы:

(a) обеспечения дегидратации сырья, содержащего 1-фенилэтанол или замещенный 1-фенилэтанол, в присутствии подходящего катализатора дегидратации;

(b) обеспечения сепарационной обработки полученной смеси продуктов, получая таким образом поток, содержащий воду и стирол или замещенный стирол, и остаточную фракцию, содержащую тяжелые погоны;

(c) обработки потока, содержащего воду и стирол или замещенный стирол, с помощью основания;

(d) сепарации потока, обработанного на этапе (с), на обогащенный стиролом или замещенным стиролом поток продукта, и обедненный стиролом или замещенным стиролом поток сточных вод;

(e) обработки потока сточных вод, обедненного стиролом или замещенным стиролом, с помощью пара в отгоночной колонне, получая таким образом обработанный поток сточных вод и обработанный поток, содержащий пар и стирол или замещенный стирол.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На фиг. 1 изображена схема, иллюстрирующая вариант реализации данного способа получения стирола, в котором происходит интеграция с вышеупомянутым способом СМ/ПО.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Получение стирола и замещенных стиролов путем дегидратации 1-фенилэтанола и замещенного 1-фенилэтанола хорошо известно в данной области и может осуществляться как в газовой фазе, так и в жидкой фазе.

Подходящие катализаторы дегидратации включают, например, кислотные материалы, такие как оксид алюминия, щелочной оксид алюминия, силикаты алюминия и синтетические цеолиты H-типа.

Условия дегидратации также хорошо известны и обычно включают температуры реакций в диапазоне от 100 до 200 °С при жидкофазной дегидратации, и в диапазоне от 210 до 320 °С, обычно в диапазоне от 280 до 310 °С, при газофазной дегидратации. Давление обычно составляет от 0,1 до 10 бар (0,01-1 МПа).

В принципе, на этапе (а) способа согласно данному изобретению может применяться любой известный способ дегидратации. Для целей данного изобретения предпочтительной является газофазная дегидратация.

В предпочтительном варианте реализации изобретения, газофазная дегидратация проводится при температуре в диапазоне от 230 до 320 °С, более предпочтительно в диапазоне от 260 до 320 °С, с использованием катализатора дегидратации на основе оксида алюминия. Было обнаружено, что при газофазной дегидратации целесообразно применять такие относительно низкие температуры, чтобы ограничить образование высококипящих компонентов, таких как полистиролы. Последние будут добавляться к тяжелым погонам, из которых невозможно получить ценные продукты.

Подходящие условия для осуществления преобразования на этапе (а) описаны J.K.F. Buijink и др. в разделе 3.3 («Catalytic dehydration») из главы 13 («Propylene Epoxidation via Shell's SMPO Process: 30 Years of Research and Operation») из «Mechanisms in Homogeneous and Heterogeneous Epoxidation Catalysis» под редакцией T. Oyama, Elsevier, 2008, стр. 367-369, полное описание которых включено в данный документ посредством ссылки.

Сырье, содержащее 1-фенилэтанол или замещенный 1-фенилэтанол, используемое на этапе (а) по данному способу, соответствующим образом получают на предыдущем этапе эпоксидирования, на котором, необязательно, замещенный гидропероксид этилбензола подвергают взаимодействию с пропеном с получением пропиленоксида и 1-фенилэтанола или замещенного 1-фенилэтанола.

На этом этапе эпоксидирования может применяться гомогенный катализатор или гетерогенный катализатор. В качестве гомогенных катализаторов часто применяют соединения молибдена, в то время как катализаторы на основе титана на носителе из диоксида кремния часто используют в качестве гетерогенных катализаторов. Условия, при которых проводят эпоксидирование, хорошо известны в данной области техники и включают температуры от 75 до 150 °С и давления до 80 бар (8 МПа), причем реакционная среда находится в жидкой фазе.

Например, преобразование гидропероксида этилбензола (ГПЭБ) и пропилена в пропиленоксид, 1-фенилэтанол и метилфенилкетон (МФК) можно проводить в жидкой фазе при температуре от 30 до 200 °C, предпочтительно от 50 до 150 °C, и при давлении от 10 до 100 бар (от 1 до 10 МПа), предпочтительно от 30 до 70 бар (от 3 до 7 МПа). Пропилен можно использовать в избытке. Молярное соотношение пропилена к ГПЭБ может составлять от 2 до 10, обычно от 3 до 8. Кроме того, предпочтительно, чтобы катализатор представлял собой титансодержащий катализатор, который, предпочтительно, находится на носителе из диоксида кремния. Последний катализатор может быть получен в многоэтапном газофазном способе путем обработки носителя из диоксида кремния тетрахлоридом титана, нагревания полученного материала с последующим парообразованием и силилированием. Подходящие условия для осуществления указанного преобразования описаны J.K.F. Buijink и др. в разделе 2 («Catalytic Epoxidation») из главы 13 («Propylene Epoxidation via Shell's SMPO Process: 30 Years of Research and Operation») из «Mechanisms in Homogeneous and Heterogeneous Epoxidation Catalysis» под редакцией T. Oyama, Elsevier, 2008, стр. 358-362, полное описание которых включено в данный документ посредством ссылки.

Выходные потоки этапа эпоксидирования обычно сначала подвергают сепарационной обработке для удаления образовавшегося пропиленоксида, после чего остаточный поток, содержащий 1-фенилэтанол, соответствующим образом подвергают одной или более дополнительным сепарационным обработкам, в частности, чтобы удалить этилбензол для повторного использования на более раннем этапе способа.

Этап (b) способа по данному изобретению включает сепарационную обработку смеси продуктов, полученной на этапе (а), которая, среди прочего, содержит образованный стирольный мономер. Обогащенная стиролом фракция, то есть поток, содержащий стирол или замещенный стирол, который также содержит дегидрационную воду, будет удаляться как верхняя фракция, в то время как остаточная фракция, содержащая тяжелые погоны, образующиеся во время дегидратации, будет получена как нижняя фракция. Такая сепарация может осуществляться несколькими способами, но наиболее подходящим является мгновенное испарение или дистилляция.

Верхняя фракция, отделенная на этапе (b), то есть поток, содержащий воду и стирол или замещенный стирол, также содержит кислоты.

Следовательно, на этапе (с) поток, содержащий воду и стирол или замещенный стирол, подвергают обработке основанием для нейтрализации любых кислот, присутствующих в потоке. Подходящие основные материалы не ограничены и могут, как правило, выбираться из одного или большего количества гидроксида натрия, гидроксида калия, карбоната натрия и карбоната калия.

После обработки на этапе (с) поток, содержащий воду и стирол или замещенный стирол, также содержит нейтрализованные кислоты и небольшое количество избыточного основания, в результате чего рН обычно составляет от 7 до 10, предпочтительно, от 8 до 9.

Поток, обработанный на этапе (с), затем сепарируют на этапе (d) на обогащенный стиролом или замещенным стиролом поток продукта, и обедненный стиролом или замещенным стиролом поток отходов с использованием механического способа путем отстаивания, коалесцирования или центрифугирования, предпочтительно, путем простого отстаивания и коалесцирования. Такую сепарацию проводят при той же температуре, что достигается при конденсации потока сырого продукта при температуре от 40 до 90 °С, предпочтительно, от 45 до 65 °С.

Необязательно, часть обогащенного стиролом или замещенным стиролом потока продукта, полученного на этапе (d), может быть возвращена на этап (а) способа, то есть в сепараторный блок, чтобы действовать как дефлегмирующий агент.

На этапе (е) способа по данному изобретению, обедненный стиролом или замещенным стиролом поток сточных вод с этапа (d) обрабатывают паром в отгоночной колонне, получая таким образом обработанный поток сточных вод и обработанный поток, содержащий водяной пар и стирол или замещенный стирол.

Пар может быть получен из повторно кипящего нижнего продукта отгоночной колонны или путем инжекции в виде «острого пара» из внешнего источника. Отгоночная колонна может работать при атмосферном давлении, выше атмосферного или под вакуумом, чтобы минимизировать полимеризацию стирола в колонне. Предпочтительно, давление составляет от 0,3 до 0,8 бар (0,03-0,08 МПа).

Необязательно, часть или весь обработанный поток, содержащий пар и стирол или замещенный стирол, с этапа (е), может быть возвращен на этап (d) способа. Перед возвращением на этап (d), указанный поток, необязательно, может подвергаться дополнительной обработке.

Как упомянуто выше, данный способ получения стирола может удобно интегрироваться с СМ/ПО способом.

Например, как показано на фиг. 1, на первом этапе эпоксидирования (не показан на фиг. 1) гидропероксид этилбензола и пропилен направляют в блок реакции эпоксидирования, где они преобразуются в смесь продуктов, содержащую пропиленоксид, 1-фенилэтанол и метилфенилкетон (МФК). Указанная смесь, содержащая пропиленоксид, 1-фенилэтанол и метилфенилкетон, также может содержать непрореагировавший пропилен, который может быть сепарирован от указанной смеси и возвращен в блок реакции эпоксидирования (не показан на фиг. 1). Указанную смесь продуктов, содержащую пропиленоксид, 1-фенилэтанол и метилфенилкетон, направляют в сепараторный блок (не показан на фиг. 1), где пропиленоксид отделяют от более тяжелых компонентов, включая 1-фенилэтанол и метилфенилкетон, причем эту фракцию дополнительно подвергают сепарированию, в результате чего получается смесь, содержащая 1-фенилэтанол и метилфенилкетон.

Указанную смесь, содержащую 1-фенилэтанол и метилфенилкетон, направляют по линии в реактор дегидратации (не показан на фиг. 1), где он преобразуется в присутствии катализатора дегидратации в смесь 1, содержащую стирол и метилфенилкетон. Указанная смесь 1, содержащая стирол и метилфенилкетон, также может содержать воду, которая, необязательно, может отделяться от указанной смеси (не показано на фиг. 1).

Смесь 1, содержащую стирол и метилфенилкетон, направляют в сепараторный блок С-1, в котором стирол и воду в указанной смеси сепарируют через линию 3 из остаточной фракции, содержащей в себе тяжелые погоны и метилфенилкетон, которая выходит через линию 2.

Смесь тяжелых погонов и метилфенилкетона из линии 2 может дополнительно сепарироваться для получения метилфенилкетона, который рециркулируется, и тяжелых погонов, которые выходят из процесса в качестве топлива.

После этого поток 3, содержащий воду и стирол или замещенный стирол, обрабатывают основанием 4 и сепарируют в декантаторе S-1. Обработанный поток сепарируют на обедненный стиролом или замещенным стиролом поток сточных вод 5 и обогащенный стиролом или замещенным стиролом поток продукта 6. Сырой обогащенный стиролом или замещенным стиролом поток продукта 6 может подвергаться дополнительной очистке (не показано на фиг. 1). Обедненный стиролом или замещенным стиролом поток сточных вод 5 отгоняют паром, вводимым через линию 7, в отгоночной колонне С-2, получая, таким образом, очищенный поток сточных вод 8, по существу не содержащий стирола, и обработанный поток 9, содержащий пар и стирол или замещенный стирол.

Необязательно, обработанный поток 9, содержащий пар и стирол или замещенный стирол, через линию 6 может быть возвращен в S-1 или C-1 для дальнейшего извлечения из него стирола или замещенного стирола.

Кроме того, обработанный поток сточных вод 8 может содержать множество неотгоняемых органических компонентов, таких как органические соли. Необязательно, указанный поток может дополнительно очищаться, чтобы обеспечить выброс в окружающую среду. Такие способы очистки могут включать, но не ограничиваются ими, биообработку, обработку окислителями, адсорбцию и сжигание.

Примеры

Пример был получен с помощью компьютерного моделирования (с использованием программного обеспечения для моделирования Aspen) реакторной установки, показанной на фиг. 1.

В таблице 1 приведены результаты моделирования процесса отгонки С-2 с использованием отгоночной колонны «острого пара».

Указанное моделирование дает следующую информацию о ключевых компонентах составов потоков, поступающих в колонну и выходящих из нее, обозначенных на фиг. 1.

Таблица 1

Поток сырьевой воды 5 Поток отгоночного пара 7 Поток 9 Поток отгоночной воды 8
Фаза ЖИДКОСТЬ ПАР ПАР ЖИДКОСТЬ
Общий поток, кг/час 19350 1500 543 20306
Температура, °С 61 130 86 90
Давление, кПа 1030 250 60 70
Состав, частей на млн.
Этилбензол (EБ) 2 0 82 0
Стирол (СМ) 519 0 18470 0,001
Метилфенилкетон (МФК) 70 0 1615 24
1-фенилэтанол 61 0 241 52
H2O (% масс.) 100 100 98 100

Поток сырьевой воды 5 в таблице 1 содержит 519 частей на млн. стирола. Напротив, из таблицы 1 видно, что после применения этапа (e) способа по настоящему изобретению поток отгоночной воды 8 по существу не содержит стирола.


СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИРОЛА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 369.
10.01.2013
№216.012.17b9

Сепаратор газа и твердых частиц

Изобретение предназначено для сепарации газа и твердых частиц. Сепаратор содержит трубчатый корпус, с одного конца которого расположен впускной патрубок, выполненный с обеспечением завихрения смеси газа и твердых частиц, с противоположного конца корпуса расположено выпускное отверстие для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471565
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.01.2013
№216.012.2063

Способ добычи нефти и/или газа (варианты)

Группа изобретений относится к области добычи нефти и/или газа. Обеспечивает повышение эффективности способа. Сущность изобретений: способ включает нагнетание в первую скважину в пласте композиции повышения нефтеотдачи и газа, причем композиция повышения нефтеотдачи содержит композицию с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473792
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.2308

Реакторная система, абсорбент и способ осуществления реакции в подаваемом материале

Изобретение относится к реакторной системе, абсорбенту и способу осуществления реакции в подаваемом материале. Реакторная система включает зону очистки, содержащую абсорбент, и реакционную зону, содержащую катализатор, причем реакционная зона расположена ниже по потоку от зоны очистки. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474470
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.236d

Способ получения диарилкарбоната

Изобретение относится к способу получения диарилкарбоната путем переэтерификации ароматического спирта с диалкилкарбонатом в присутствии катализатора переэтерификации за время [t], в котором арильную группу выбирают из незамещенного фенила и моно-, ди- и трехзамещенной фенильной группы, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474571
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.238f

Установки и способы для получения среднедистиллятного продукта и низших олефинов из углеводородного исходного сырья

Изобретение относится к способу получения среднедистиллятного продукта и низших олефинов из углеводородного исходного сырья. Способ включает каталитический крекинг газойлевого сырья в зоне FCC лифт-реактора путем контактирования упомянутого газойлевого сырья с первым катализатором при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474605
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.2392

Керосиновое базовое топливо

Настоящее изобретение относится к керосиновому базовому топливу. Керосиновое базовое топливо имеет температуру начала кипения в диапазоне от 130 до 160°С и температуру конца кипения в диапазоне от 250 до 300°С, определяемые по стандарту ASTM, метод D86, и содержащее меньше чем 15 масс.%...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474608
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.262e

Способ удаления капель загрязняющей жидкости из потока газа и промывочный лоток

Изобретение относится к способу удаления капель загрязняющей жидкости из потока газа и относится к промывочному лотку, который предназначен для реализации этого способа. Способ включает в себя следующее: в сосуде предусматривают промывочный лоток, который содержит, по меньшей мере, одно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475294
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.26c6

Способ удаления цианистого водорода и аммиака из синтез-газа

Изобретение относится к области химии. Способ удаления HCN и NH из синтез-газа включает стадии: (а) введение неочищенного синтез-газа, содержащего HCN, в контакт с гидролизующим HCN сорбентом в присутствии воды в результате чего получают синтез-газ, содержащий NH, и (b) введение содержащего NH...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475446
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2780

Система и способ добычи нефти и/или газа (варианты)

Группа изобретений относится к системам и способам добычи нефти и/или газа. Обеспечивает повышение эффективности способа и надежности системы. Сущность изобретений: система для добычи нефти и/или газа из подземного пласта месторождения включает первое множество скважин, расположенных над...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475632
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.282b

Способ регулирования расхода газа между множеством потоков газа

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для регулирования расхода газа при помощи узла соединения, размещенного между одним или большим числом входящих потоков и одним или большим числом потоков, выходящих через узел соединения. Технический результат - повышение точности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475803
Дата охранного документа: 20.02.2013
Показаны записи 1-2 из 2.
29.05.2018
№218.016.58ea

Усовершенствования в отношении производства алкиленоксида

Изобретение относится к способу получения алкиленоксида, который включает получение алкилфенилгидропероксида и введение в контакт алкилфенилгидропероксида с алкеном в реакции эпоксидирования для получения алкиленоксида и алкилфенилового спирта. В соответствии с изобретением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655160
Дата охранного документа: 24.05.2018
17.11.2018
№218.016.9e26

Улучшения, относящиеся к очистке пропиленоксида

Изобретение относится к способу отделения примесей от неочищенного пропиленоксида (ПО). Предложенный способ включает стадию, на которой дистиллируют неочищенный ПО в зоне экстрактивной дистилляции с ароматическим углеводородом, содержащим 6-12 атомов углерода. При этом получают дистиллят ПО...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672591
Дата охранного документа: 16.11.2018

Похожие РИД в системе