Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2454388

(19)

RU

(11)

2454388

(13)

C1

(51) МПК C07C1/20 (2006.01)

C07C15/08 (2006.01)

C07C15/02 (2006.01)

B01J23/10 (2006.01)

B01J29/40 (2006.01)

C07C15/12 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.08.2012 - действует Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011113410/04, 07.04.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

07.04.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 07.04.2011

(45) Опубликовано: 27.06.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: SU 1188159 A1, 30.10.1985. SU 943217 A1, 15.07.1982. US 20110047995 A1, 03.03.2011.

Адрес для переписки:

119571, Москва, пр-кт Вернадского, 86, МИТХТ, Управление инновационной деятельности и интеллектуальной собственности

(72) Автор(ы):

Третьяков Валентин Филиппович (RU),

Талышинский Рашид Мусаевич (RU),

Французова Наталья Алексеевна (RU),

Третьяков Кирилл Валентинович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В.Ломоносова) (RU)

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способу получения высокомолекулярных ароматических углеводородов путем каталитической конверсией 96%-ного этанола или смеси этанол-изобутанол (3:1) при 400°С, объемной скорости по жидкому сырью 2 ч -1 , давлении 0,1-5,0 МПа на цеолитсодержащем катализаторе. При этом способ характеризуется тем, что используют цеолитсодержащий катализатор состава: HZSM-5 - 98% мас., Се 2 О 3 - 2% мас. Предложенный способ получения высокомолекулярных ароматических углеводородов позволяет повысить селективность процесса конверсии биоэтанола по ароматическим углеводородам и выход высокомолекулярных ароматических углеводородов до 28%. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к каталитической переработке биоэтанола в ценные продукты нефтехимии, в частности в высокомолекулярные ароматические углеводороды.

Известен способ получения высокооктанового бензина и пропан-бутановой фракции из низкомолекулярных спиртов (метанола, этанола) в присутствии катализаторов на основе железоалюмосиликата типа МП с силикатным модулем SiO 2 /Al 2 O 3 =20-160, SiO 2 /Fe 2 O 3 =3 0-5000 и модифицированных смесью компонента: смеси оксидов меди, цинка и олова в количестве 0,5-10,0 мас%. Степень превращения спирта в жидкие углеводороды при температуре 375-400°C и скорости потока этанола 2 ч -1 составляет 77-85% при наличии рециркуляции газовых продуктов. Октановое число полученной жидкой фракции составляет 88-95% [патент РФ 2330719, приоритет 09.01.2001].

Недостатками данного способа являются низкие значения выхода и селективности по ароматическим углеводородам.

Известен способ получения высокомолекулярных ароматических углеводородов путем каталитической конверсии 96%-ного этанола при 350-400°C, объемной скорости по жидкому сырью 1 ч -1 на цеолитсодержащем катализаторе HZSM-5 [Glazneva T.S. Acidic properties of fiberglass materials/ T.S.Glazneva, V.P.Shmachkova, E.A.Paukshtis // React. Kinet. Catal. Lett. - 2007. - Vol.92. - Р.303-309].

Недостатками данного способа являются низкая селективность и производительность катализатора при небольшой длительности реакционного цикла, не превышающего 2 ч.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения жидких продуктов, используемых для получения моторного топлива с целью последующего гидрирования полученной фракции высокоароматических углеводородов на Re-, Pt-содержащих цеолитных катализаторах при температуре 350-400°С, объемной скорости по жидкому сырью 1-2 ч -1 и давлении 0,1 МПа, с выходом высокомолекулярных ароматических углеводородов не более 18% [Третьяков В.Ф., Макарфи Ю.И., Третьяков К.В., Французова Н.А., Талышинский P.M. Каталитическая конверсия биоэтанола в углеводородные топлива // Катализ в промышленности, 2010. - 5. - С.10-31].

Недостатками данного способа являются недостаточно высокий выход ароматических углеводородов в целом и низкая селективность по высокомолекулярным ароматическим углеводородам.

Технический результат изобретения - повышение селективности процесса конверсии биоэтанола по ароматическим углеводородам и повышение выхода высокомолекулярных ароматических углеводородов.

Технический результат в предлагаемом изобретении достигается путем каталитической конверсии этанола или смеси этанол-изобутанол (3:1, мас.%) при температуре 400°С, объемной скорости по жидкому сырью 2 ч -1 и давлении 0,1-5,0 МПа на цеолитсодержащем катализаторе следующей рецептуры:

HZSM-5 - 98 мас.%.

Се 2 О 3 - 2 мас.%.

Реакцию конверсии биоэтанола проводят в проточных адиабатических реакторах непрерывного действия.

Продукты конверсии биоэтанола гидрируют в реакторе автоклавного типа объемом 250 см 3 при 250-300°С, 10 МПа.

Выход ароматических углеводородов 55-70%, выход С 10 высокомолекулярных ароматических углеводородов до 28%.

Снижение температуры ведет к понижению выхода целевых продуктов и к повышению выхода диэтилового эфира и этилена. Повышение температуры приводит к увеличению выхода газообразных парафинов (метан, этан), за счет реакции крекинга.

Повышение объемной скорости потока снижает выход углеводородов, уменьшение - снижает селективность.

Пример 1. В качестве сырья используют 96%-ный этанол. Каталитическую конверсию этанола проводят при температуре 400°C, объемной скорости по жидкому сырью 2 ч -1 на цеолитсодержащем катализаторе следующей рецептуры: HZSM-5 - 98 мас.%, Ce 2 O 3 - 2 мас.%.

Пример 2. Каталитическая конверсия смеси этанол-изобутанол (75 мас.% и 25 мас.% соответственно). Реакцию проводят при температуре 400°C, объемной скорости по жидкому сырью 2 ч -1 на цеолитсодержащем катализаторе следующей рецептуры: HZSM-5 - 98 мас.%, Ce 2 O 3 - 2 мас.%.

Жидкие и газообразные продукты конверсии этанола анализировались на хроматографе «Кристаллюкс 4000М» хроматомасс-спектрометрией.

Выход и характеристика получаемых продуктов приведены в таблице.

Таблица

Выход и характеристика получаемых продуктов

Компоненты

Выход продуктов, %

Пример 1

биоэтанол

Пример 2

биоэтанол + i-бутанол (25%)

C1-C2

0,5

0,51

C3

0,13

4,47

C4

0,09

6,24

C5

2,52

1,33

Бензол

2,54

0,38

C6

35,62

8,85

Толуол

0,54

10,57

C7

4,72

8,41

Этилбензол

4,41

5,35

м-п-ксилолы

21,54

15,99

C8

0,20

0,14

о-ксилол

4,93

4,80

C9

1,53

1,24

Метилэтилбензол

3,03

3,77

C10-ароматические углеводороды

17,70

27,95

Итого:

100,00

100,00

Сумма ароматических углеводородов

54,69

68,81

Концентрация ароматических углеводородов после конверсии биоэтанола в жидкой фракции

56,00

79,50

После гидрирования концентрация ароматических углеводородов в жидкой фракции

20,30

14,50

Октановое число после гидрирования полученной фракции, ИМ

93

96

Примечание:

ИМ - расчетное октановое число по исследовательскому методу

Предложенный способ получения высокомолекулярных ароматических углеводородов позволяет повысить селективность процесса конверсии биоэтанола по ароматическим углеводородам и выход высокомолекулярных ароматических углеводородов.

Формула изобретения

Способ получения высокомолекулярных ароматических углеводородов путем каталитической конверсии 96%-ного этанола или смеси этанол-изобутанол (3:1) при 400°С, объемной скорости по жидкому сырью 2 ч -1 , давлении 0,1-5,0 МПа на цеолитсодержащем катализаторе, отличающийся тем, что используют цеолитсодержащий катализатор состава, мас.%:

HZSM-5

98

Се 2 O 3

2