Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2578598C2 - Process for preparing methyl propionate and methyl methacrylate - Google Patents

Process for preparing methyl propionate and methyl methacrylate Download PDF

Info

Publication number
RU2578598C2
RU2578598C2 RU2014121529/04A RU2014121529A RU2578598C2 RU 2578598 C2 RU2578598 C2 RU 2578598C2 RU 2014121529/04 A RU2014121529/04 A RU 2014121529/04A RU 2014121529 A RU2014121529 A RU 2014121529A RU 2578598 C2 RU2578598 C2 RU 2578598C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
methanol
methyl propionate
hydrocarbon gas
stage
Prior art date
Application number
RU2014121529/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014121529A (en
Inventor
Валерий Иванович Савченко
Владимир Сергеевич Арутюнов
Алексей Витальевич Никитин
Рустам Нухкадиевич Магомедов
Игорь Владимирович Седов
Илья Геннадьевич Фокин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН)
Priority to RU2014121529/04A priority Critical patent/RU2578598C2/en
Priority to PCT/RU2014/000451 priority patent/WO2014209170A1/en
Publication of RU2014121529A publication Critical patent/RU2014121529A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2578598C2 publication Critical patent/RU2578598C2/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: oil industry.
SUBSTANCE: invention relates to processes for conversion of hydrocarbon gas to produce liquid chemical products with high added value. Method for processing natural or associated gas and hydrocarbon petroleum gas with a high content of heavy homologues of methane and low methane number, to obtain methyl propionate and methyl methacrylate, is two-stage selective direct homogeneous oxidation of hydrocarbon gas and subsequent catalytic carbonylation mixture to form methyl propionate, condensation portion obtained methyl propionate with formaldehyde to produce methyl methacrylate, and at one stage of oxidation of hydrocarbon gas, conducted at temperature of 700-800 °C and pressure of 1-30 bar, gas mixture containing ethylene and CO, and other steps performed at pressure of 30-80 bar and initial temperature of 350-420 °C, produced methanol and CO, wherein the first or hydrocarbon gas is oxidized at step carried out at temperature of 700-800 °C, to obtain ethylene and then oxidized in step conducted at initial temperature of 350-420 °C, first hydrocarbon gas is oxidized on stage carried out at initial temperature of 350-420 °C, followed by condensation of resulting methanol, formaldehyde and water, and then resultant oxidized gas mixture at step carried out at temperature of 700-800 °C, followed by addition of methanol first stage; and then resultant mixture was treated with two-step oxidation at elevated temperatures and pressures in presence of catalyst for carbonylation reaction of ethylene, methanol and CO, and hydrocarbon gas is obtained with high methane number and liquid products from which methyl propionate was isolated, portion of which is further treated with formaldehyde. Method for processing natural or associated gas and hydrocarbon petroleum gas with a high content of heavy homologues of methane and a low methane number, to obtain methyl propionate and methyl methacrylate, is selectively direct the homogeneous oxidation of hydrocarbon gas and subsequent catalytic carbonylation mixture to produce methyl propionate, condensation of the resulting methyl propionate with formaldehyde to produce methyl methacrylate, with a portion of the hydrocarbon gas is subjected to an oxidative conversion step carried out at a pressure of 30-80 bar and the initial temperature of 350-420 °C, followed by condensation of the liquid products and recovering the methanol and another portion of the hydrocarbon gas is subjected to an oxidative conversion step carried out at a temperature of 700-800 °C and a pressure of 1-30 bar to give a gas mixture containing ethylene and CO, which, after cooling, was bubbled through the resulting methanol in the presence of a catalyst for the carbonylation reaction of ethylene, methanol and CO at elevated temperatures and pressures to give a hydrocarbon gas with a high methane number and liquid products from which the methyl propionate was isolated, a portion of which is further treated with formaldehyde.
EFFECT: technical result is more simple and economical process for preparing desired products while obtaining purified "dry" gas with increased compared to starting hydrocarbon gas methane number.
2 cl, 3 ex

Description

Изобретение относится к процессам переработки углеводородных газов с получением жидких химических продуктов с высокой добавленной стоимостью (процессам «газ-в-жидкость»), в частности, к получению метилпропионата, используемого в химической промышленности в качестве растворителя и полупродукта для синтезов ряда продуктов. Особенно перспективным процессом, в котором используется метилпропионат, является альтернативный способ получения одного из важнейших продуктов - метилметакрилата (ММА). В настоящее время метилметакрилат получают ацетонциангидринным методом, исходными полупродуктами в котором являются ацетон и цианистый водород [Химическая энциклопедия. М., 1998. Научное из-во БРЭ. Т. 5, с. 510]. Недостатком этого способа является использование дорогостоящего и токсичного сырья, а также большое количество токсичных стоков и отходов.The invention relates to processes for processing hydrocarbon gases to produce liquid chemical products with high added value (gas-to-liquid processes), in particular, to the production of methylpropionate used in the chemical industry as a solvent and intermediate for the synthesis of a number of products. A particularly promising process in which methylpropionate is used is an alternative way to obtain one of the most important products - methyl methacrylate (MMA). Currently, methyl methacrylate is obtained by the acetone cyanohydrin method, the initial intermediates of which are acetone and hydrogen cyanide [Chemical Encyclopedia. M., 1998. Scientific from BDT. T. 5, p. 510]. The disadvantage of this method is the use of expensive and toxic raw materials, as well as a large amount of toxic effluents and waste.

Известен также альтернативный способ получения метилметакрилата конденсацией метилпропионата с формальдегидом в присутствии катализаторов [US Patent 3089902]. Одним из способов получения метилпропионата является взаимодействие этилена с СО в присутствии метанола на катализаторе, содержащем карбонил никеля [DE Patent 915567, 1953, BASF].There is also an alternative method for producing methyl methacrylate by condensation of methyl propionate with formaldehyde in the presence of catalysts [US Patent 3089902]. One way to obtain methyl propionate is the interaction of ethylene with CO in the presence of methanol on a catalyst containing nickel carbonyl [DE Patent 915567, 1953, BASF].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения метилметакрилата из простых химических веществ: этилена, метанола и окиси углерода через стадию получения метилпропионата метоксикарбонилированием этилена с последующей конденсацией с формальдегидом (Lucite′s Alpha technology - Альфа ММА - процесс компании Lucite International) [G.R. Eastham, Μ. Waugh and Ph.-I. Richards, Lucite International UK Limited, "Carbonylation of ethylenically unsaturated compounds", WO Patent 2007/057640 A1; 2007]):The closest in technical essence and the achieved result is a method for producing methyl methacrylate from simple chemicals: ethylene, methanol and carbon monoxide through the stage of producing methyl propionate by methoxycarbonylation of ethylene followed by condensation with formaldehyde (Lucite’s Alpha technology - Alpha MMA - Lucite International process) [ GR Eastham, Μ. Waugh and Ph.-I. Richards, Lucite International UK Limited, "Carbonylation of ethylenically unsaturated compounds", WO Patent 2007/057640 A1; 2007]):

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

По сравнению с вышеизложенным способом, этот процесс на 30-40% дешевле по капиталовложениям и производит ММА практически без отходов.Compared with the above method, this process is 30-40% cheaper in terms of investment and produces MMA with virtually no waste.

Центральной стадией этого процесса является получение метилпропионата метоксикарбонилированием этилена. Предложено большое число катализаторов, преимущественно на основе комплексов палладия, которые в отличие от комплексов кобальта и никеля, активных в этой реакции при температурах 150-200°C и давлениях 150-200 бар, катализируют процесс при 70-120°C и давлении ниже 100 бар. Например, в присутствии каталитической системы, содержащей 1,2-бис(ди-mpem-бутил-метил-фосфино)бензол, соли палладия и добавки сульфоновых кислот, метоксикарбонилирование этилена протекает при 80°C и давлении 10 бар со скоростью 50000 моль/моль[Рd]×ч с 99,98% селективностью по метилпропионату. [R.A.M. Robertson, D.J. Cole-Hamilton / Coordination Chemistry Reviews 225 (2002) 67-90. The production of low molecular weight oxygenates from carbon monoxide and ethane].The central stage of this process is the production of methyl propionate by methoxycarbonylation of ethylene. A large number of catalysts have been proposed, mainly based on palladium complexes, which, in contrast to the cobalt and nickel complexes active in this reaction at temperatures of 150-200 ° C and pressures of 150-200 bar, catalyze the process at 70-120 ° C and pressure below 100 bar. For example, in the presence of a catalytic system containing 1,2-bis (di-mpem-butyl-methyl-phosphino) benzene, palladium salts and sulfonic acid additives, ethylene methoxycarbonylation proceeds at 80 ° C and a pressure of 10 bar at a speed of 50,000 mol / mol [Pd] × h with 99.98% methyl propionate selectivity. [R.A.M. Robertson, D.J. Cole-Hamilton / Coordination Chemistry Reviews 225 (2002) 67-90. The production of low molecular weight oxygenates from carbon monoxide and ethane].

Известно также [С. Bianchini, A. Meli, W. Oberhauser et. al Methoxycarbonylation of Ethene by Palladium (II) Complexes with 1,1′-Bis(diphenylphosphino)ferrocene (dppf) and 1,1′-Bis(diphenylphosphino)octamethylferrocene (dppomf) Organometallics, 2003, 22 (12), pp 2409-2421], что плоскоквадратные комплексы Pd (II): [Pd(H2O)2(dppf)](OTs)2 и [Pd(H2O)2(dppomf)](OTs)2 являются эффективными катализаторами метоксикарбонилирования этилена, но проявляют разную селективность, причем катализатор с 1,1′-бис(дифенилфосфино)октаметилферроценовым лигандом дает исключительно метилпропионат. Условия проведения реакции: температура 85°C, давление 40 бар, соотношение СО:С2Н4 1:1, концентрация катализатора - 10-4 М.It is also known [S. Bianchini, A. Meli, W. Oberhauser et. al Methoxycarbonylation of Ethene by Palladium (II) Complexes with 1,1′-Bis (diphenylphosphino) ferrocene (dppf) and 1,1′-Bis (diphenylphosphino) octamethylferrocene (dppomf) Organometallics, 2003, 22 (12), pp 2409- 2421] that the squared Pd (II) complexes: [Pd (H 2 O) 2 (dppf)] (OTs) 2 and [Pd (H 2 O) 2 (dppomf)] (OTs) 2 are effective catalysts for ethylene methoxycarbonylation, but they exhibit different selectivity, and the catalyst with 1,1′-bis (diphenylphosphino) octamethylferrocene ligand gives exclusively methyl propionate. Reaction conditions: temperature 85 ° C, pressure 40 bar, ratio CO: C 2 H 4 1: 1, catalyst concentration - 10 -4 M.

Недостатком предложенного способа получения метилпропионата и метилметакрилата является необходимость организации самостоятельного производства каждого индивидуального компонента реакции: этилена, метанола и СО, а для получения метилметакрилата - дополнительно формальдегида. Этилен, как известно, преимущественно получают термическим пиролизом нефтяных фракций (нафты), метанол получают из синтез-газа, который, в свою очередь, получают паровой или окислительной конверсией «сухого» (метанового) газа. Источником СО также является синтез-газ, содержащий, помимо СО, водород в соотношении 1:2 или выше. Для получения формальдегида необходимо еще одно производство по окислению метанола.The disadvantage of the proposed method for producing methyl propionate and methyl methacrylate is the need to organize the independent production of each individual component of the reaction: ethylene, methanol and CO, and to obtain methyl methacrylate - additional formaldehyde. Ethylene, as is known, is mainly obtained by thermal pyrolysis of petroleum fractions (naphtha), methanol is obtained from synthesis gas, which, in turn, is obtained by steam or oxidative conversion of a "dry" (methane) gas. The source of CO is also synthesis gas containing, in addition to CO, hydrogen in a ratio of 1: 2 or higher. To obtain formaldehyde, another production of methanol oxidation is necessary.

Техническим результатом заявленного изобретения является усовершенствование способа получения метилпропионата и метилметакрилата, направленного на получение всех исходных соединений для получения метилпропионата из одного сырья путем переработки попутных нефтяных и природных газов с повышенным содержанием гомологов метана («жирных газов») в едином технологическом цикле с одновременной очисткой сырьевого газа от гомологов метана, то есть создание более простого и экономичного способа получения целевых продуктов при одновременном получении очищенного «сухого» газа с повышенным по сравнению с исходным углеводородным газом метановым числом.The technical result of the claimed invention is the improvement of the method of producing methyl propionate and methyl methacrylate, aimed at obtaining all the starting compounds for producing methyl propionate from one raw material by processing associated petroleum and natural gases with a high content of methane homologues ("fatty gases") in a single technological cycle while purifying the raw materials gas from methane homologues, that is, the creation of a simpler and more economical way to obtain the target products while obtaining purified "dry" gas with increased relative to the starting hydrocarbon gas methane number.

Указанный технический результат достигается тем, что переработка природных и попутных нефтяных газов, а также углеводородных газов с повышенным содержанием тяжелых гомологов метана и низким метановым числом, осуществляется путем двухступенчатого прямого гомогенного окисления углеводородного газа и последующего карбонилирования смеси с получением целевых продуктов, причем на одной ступени окисления, проводимой при температуре 700-800°C и давлении 1-30 бар получают газовую смесь, содержащую этилен и СО, а на другой ступени, проводимой при давлении 30-80 бар, и начальной температуре 350-420°C, получают метанол и СО, полученную смесь обрабатывают при повышенных давлениях и температурах в присутствии катализаторов карбонилирования и получают при этом углеводородный газ с повышенным метановым числом и жидкие продукты, из которых известными приемами выделяют метилпропионат, часть которого дополнительно обрабатывают формальдегидом.The specified technical result is achieved by the fact that the processing of natural and associated petroleum gases, as well as hydrocarbon gases with a high content of heavy methane homologues and a low methane number, is carried out by two-stage direct homogeneous oxidation of the hydrocarbon gas and subsequent carbonylation of the mixture to obtain the target products, and in one step oxidation carried out at a temperature of 700-800 ° C and a pressure of 1-30 bar receive a gas mixture containing ethylene and CO, and at another stage carried out at At 30-80 bar, and an initial temperature of 350-420 ° C, methanol and CO are obtained, the resulting mixture is treated at elevated pressures and temperatures in the presence of carbonylation catalysts, and hydrocarbon gas with an increased methane number and liquid products, of which by known methods, are obtained methylpropionate is isolated, part of which is further treated with formaldehyde.

Возможны различные варианты осуществления ступеней процесса окисления и комбинирования процессов окисления и карбонилирования:Various options for the implementation of the stages of the oxidation process and the combination of oxidation and carbonylation processes are possible:

- первоначальная окислительная конверсия легкоуглеводородного газового сырья при температурах выше 700°C с получением этилена и последующая окислительная конверсия газовой смеси при температурах около 400°C и давлениях выше 20 бар с получением дополнительно метанола и формальдегида;- initial oxidative conversion of a light hydrocarbon gas feed at temperatures above 700 ° C to produce ethylene and subsequent oxidative conversion of the gas mixture at temperatures of about 400 ° C and pressures above 20 bar to produce additional methanol and formaldehyde;

- первоначальная окислительная конверсия легкоуглеводородного газового сырья при температурах около 400°C и давлениях выше 20 бар с получением метанола и формальдегида, конденсация метанола, формальдегида и воды, и последующее окисление газовой смеси при температурах около 700°C с дополнительным получением этилена;- initial oxidative conversion of a light hydrocarbon gas feed at temperatures of about 400 ° C and pressures above 20 bar to produce methanol and formaldehyde, condensation of methanol, formaldehyde and water, and subsequent oxidation of the gas mixture at temperatures of about 700 ° C with additional production of ethylene;

- параллельное осуществление ступеней окислительной конверсии части исходного газового сырья при температурах выше 700°C и окислительной конверсии другой части сырья при температурах около 400°C и давлениях выше 20 бар.- the parallel implementation of the stages of oxidative conversion of part of the feed gas at temperatures above 700 ° C and oxidative conversion of another part of the feed at temperatures of about 400 ° C and pressures above 20 bar.

Метилпропионат выделяют из жидких продуктов известными приемами. Для получения метилметакрилата очищенный метилпропионат обрабатывают формальдегидом, который также получают на стадии прямого окисления исходного углеводородного газа, либо вводят дополнительно.Methyl propionate is isolated from liquid products by known methods. To obtain methyl methacrylate, the purified methyl propionate is treated with formaldehyde, which is also obtained at the stage of direct oxidation of the initial hydrocarbon gas, or is added additionally.

Благодаря такому способу осуществления процесса не требуется организация отдельных производств исходных продуктов для синтеза метилпропионата, так как в едином технологическом цикле получают одновременно все три основных сырьевых компонента, необходимых для синтеза метилпропионата: этилен, метанол и СО, и одновременно в виде газофазного продукта получают очищенный от примесей тяжелых компонентов углеводородный газ с более высоким метановым числом по сравнению с исходным углеводородным газом, который может использоваться как топливо для энергоустановок. Одновременно также получатся небольшое количество формальдегида, который с дополнительно вводимым извне формальдегидом используется на последующей стадии получения метилметакрилата конденсацией метилпропионата с формальдегидом.Thanks to this method of the process, the organization of separate production of the starting products for the synthesis of methylpropionate is not required, since in a single technological cycle all three main raw materials necessary for the synthesis of methylpropionate are obtained simultaneously: ethylene, methanol and CO, and at the same time they are purified from the gas phase impurities of heavy components hydrocarbon gas with a higher methane number compared to the original hydrocarbon gas, which can be used as fuel on for power plants. At the same time, a small amount of formaldehyde will also be obtained, which, with formaldehyde additionally introduced from the outside, is used in the subsequent stage of methyl methacrylate production by condensation of methyl propionate with formaldehyde.

Ранее такие варианты организации процесса одновременного получения олефинов, метанола и СО и последующего карбонилирования получаемой смеси с получением ценных жидких продуктов с высокой добавленной стоимостью и углеводородного газа с более высоким метановым числом по сравнению с исходным углеводородным газом в едином технологическом цикле в патентной литературе не рассматривались. Проблема является особенно актуальной для России с ее огромными запасами попутных нефтяных и «жирных» углеводородных газовPreviously, such options for organizing the process of simultaneous production of olefins, methanol and CO and subsequent carbonylation of the resulting mixture to produce valuable liquid products with high added value and hydrocarbon gas with a higher methane number compared to the source hydrocarbon gas in a single technological cycle were not considered in the patent literature. The problem is especially relevant for Russia with its huge reserves of associated petroleum and "fat" hydrocarbon gases

Примеры осуществления предложенного способа.Examples of the proposed method.

Пример 1.Example 1

Пример 1. Смесь углеводородных газов состава: метан - 93,7%, этан - 6,3% (метановое число - 84) при давлении 30 бар и расходе 400 л/час подвергают окислительной конверсии при температуре 740°C техническим кислородом, который подают в количестве 80 л/час. Полученную на первой ступени окисления газовую смесь, содержащую непрореагировавшие метан и этан, этилен, СО, метанол и примеси, охлаждают, компримируют до давления 70 бар и подают на вторую ступень, на которой при начальной температуре 400°C осуществляют окислительную конверсию с участием кислорода, который подают в реактор, разделенный на две секции, порциями в количестве по 11,2 л/час каждая. В результате окисления получают газовую смесь в количестве 520 л/час, содержащую (% объемные) 1,9% этилена, 2,5% метанола, 7,1% моноксида углерода, 16,3% воды, 65,5% метана, 3,9% водорода. Смесь охлаждают до температуры 200°C и дополнительно обрабатывают с участием катализаторов карбонилирования, при этом СО взаимодействует с этиленом и метанолом с образованием метилпропионата, который конденсируют в виде водно-спиртово-формальдегидного раствора, из которого известными приемами выделяют 35 г/час метилпропионата; указанный раствор отделяют от газового продукта, представляющего собой очищенный от примесей этана углеводородный газ в количестве 400 л/час, имеющий состав 85% метана, 6,7% моноксида углерода, 5% водорода, 2,3% диоксида углерода, 1% азота, имеющий метановое число 95.Example 1. A mixture of hydrocarbon gases of the composition: methane - 93.7%, ethane - 6.3% (methane number - 84) at a pressure of 30 bar and a flow rate of 400 l / h, is subjected to oxidative conversion at a temperature of 740 ° C with technical oxygen, which is supplied in the amount of 80 l / hour. The gas mixture obtained in the first stage of oxidation, containing unreacted methane and ethane, ethylene, CO, methanol and impurities, is cooled, compressed to a pressure of 70 bar and fed to the second stage, in which, at an initial temperature of 400 ° C, oxidative conversion with the participation of oxygen is carried out, which is fed into the reactor, divided into two sections, in portions in an amount of 11.2 l / h each. As a result of oxidation, a gas mixture is obtained in an amount of 520 l / h, containing (% by volume) 1.9% ethylene, 2.5% methanol, 7.1% carbon monoxide, 16.3% water, 65.5% methane, 3 9% hydrogen. The mixture is cooled to a temperature of 200 ° C and further treated with the participation of carbonylation catalysts, while CO interacts with ethylene and methanol to form methyl propionate, which is condensed in the form of an aqueous-alcohol-formaldehyde solution, from which 35 g / h of methyl propionate are isolated by known methods; the specified solution is separated from the gas product, which is purified from ethane impurities hydrocarbon gas in an amount of 400 l / h, having a composition of 85% methane, 6.7% carbon monoxide, 5% hydrogen, 2.3% carbon dioxide, 1% nitrogen, having a methane number of 95.

Взаимодействием полученного метилпропионата с поступающим из внешних источников формальдегидом известными приемами получают метилметакрилат.By the interaction of the obtained methyl propionate with formaldehyde coming from external sources, methyl methacrylate is obtained by known methods.

Пример 2. Углеводородсодержащий газ состава: метан - 88,2% этан - 11,7% (объемн.) при давлении 30 бар в количестве 500 л/час нагревают до температуры 350°C и подвергают окислению техническим кислородом, который подают в две секции окисления суммарно в количестве 36 л/час. В результате парциального окисления получают газовую смесь в количестве 550 л/час, содержащую (% объемные) 2,4% метанола, 1,4% формальдегида, 0,4% этанола, 3,6% моноксида углерода, 4,0% воды, 82,2% метана, 5,1% этана, 0,4% азота. Газовую смесь охлаждают до температуры 0-20°C и отделяют жидкую фазу в количестве 52 г, содержащую 10 г формальдегида, 18 г метанола, 17 г Н2O, 5 г этанола. Оставшийся газ нагревают до температуры 700°C и подвергают окислительной конверсии на второй ступени окисления при температуре 750°C техническим кислородом, который подают в количестве 15 л/час. В результате окислительной конверсии получают газовую смесь в количестве 525 л/час, содержащую (% объемные) 2,0% этилена, 0,25% пропилена, 6,6% мооксида углерода, 0,25% воды, 86,2% метана, 3,9% водорода. Смесь охлаждают до температуры 200°C, добавляют в нее метанол первой ступени и дополнительно обрабатывают с участием катализаторов карбонилирования, при этом СО взаимодействует с этиленом и метанолом с образованием метилпропионата, который конденсируют в виде водно-спиртового раствора. Полученный раствор отделяют от газового продукта и из него известными приемами выделяют 39,5 г/час метилпропионата, часть которого дополнительно обрабатывают формальдегидом первой стадии и получают 27 г/час метилметакрилата. Одновременно получают газовый поток второй ступени окисления в количестве 500 л/час, содержащий 90% метана, 0,6% этана, 4,5% моноксида углерода, 4% водорода, 1% диоксида углерода, имеющий метановое число 95.Example 2. A hydrocarbon-containing gas of the composition: methane - 88.2% ethane - 11.7% (vol.) At a pressure of 30 bar in an amount of 500 l / h is heated to a temperature of 350 ° C and subjected to oxidation with technical oxygen, which is fed in two sections oxidation in total in the amount of 36 l / h. As a result of partial oxidation, a gas mixture is obtained in an amount of 550 l / h, containing (% vol) 2.4% methanol, 1.4% formaldehyde, 0.4% ethanol, 3.6% carbon monoxide, 4.0% water, 82.2% methane, 5.1% ethane, 0.4% nitrogen. The gas mixture is cooled to a temperature of 0-20 ° C and the liquid phase is separated in an amount of 52 g, containing 10 g of formaldehyde, 18 g of methanol, 17 g of H 2 O, 5 g of ethanol. The remaining gas is heated to a temperature of 700 ° C and subjected to oxidative conversion in the second stage of oxidation at a temperature of 750 ° C with technical oxygen, which is supplied in an amount of 15 l / h. As a result of oxidative conversion, a gas mixture is obtained in an amount of 525 L / h, containing (% by volume) 2.0% ethylene, 0.25% propylene, 6.6% carbon monoxide, 0.25% water, 86.2% methane, 3.9% hydrogen. The mixture is cooled to a temperature of 200 ° C, methanol of the first stage is added and it is further treated with the participation of carbonylation catalysts, while CO interacts with ethylene and methanol to form methyl propionate, which is condensed in the form of an aqueous-alcohol solution. The resulting solution is separated from the gas product and 39.5 g / h of methyl propionate are isolated from it by known methods, part of which is further treated with first-stage formaldehyde and 27 g / h of methyl methacrylate are obtained. At the same time, a gas stream of the second oxidation stage is obtained in an amount of 500 l / h, containing 90% methane, 0.6% ethane, 4.5% carbon monoxide, 4% hydrogen, 1% carbon dioxide, having a methane number of 95.

Пример 3. Углеводородсодержащий газ состава: СН4 - 82%, С2Н6 - 6%, С3Н8 - 8%, С4Н10 - 4% (метановое число смеси 54) в количестве 2000 л/ч разделяют на два потока, каждый по 1000 л/ч. Один поток газа подвергают гомогенному парциальному окислению при давлении 40 бар и начальной температуре 350°C техническим кислородом, который подают в количестве 332,5 л/ч, с последующей конденсацией жидких продуктов и с рециркуляцией части газа после окисления в количестве 5000 л/ч. В результате окисления получают поток жидких продуктов в количестве 400 г/ч, содержащий 160 г/ч метанола и 37,5 г/ч формальдегида и поток отходящего газа в количестве 1135 л/ч, содержащий 72% метана, 21% моноксида углерода, 3.3% этана, 1,3% пропана, 1,5% азота. Из потока жидких продуктов методом ректификации выделяют чистый метанол в количестве 155 г/ч.Example 3. A hydrocarbon-containing gas of the composition: CH 4 - 82%, C 2 H 6 - 6%, C 3 H 8 - 8%, C 4 H 10 - 4% (methane number of the mixture 54) in an amount of 2000 l / h is divided into two flows, each at 1000 l / h. One gas stream is subjected to homogeneous partial oxidation at a pressure of 40 bar and an initial temperature of 350 ° C with technical oxygen, which is supplied in an amount of 332.5 l / h, followed by condensation of liquid products and with recirculation of a part of the gas after oxidation in an amount of 5000 l / h. As a result of oxidation, a stream of liquid products is obtained in an amount of 400 g / h containing 160 g / h of methanol and 37.5 g / h of formaldehyde and an exhaust gas stream in an amount of 1135 l / h containing 72% methane, 21% carbon monoxide, 3.3 % ethane, 1.3% propane, 1.5% nitrogen. Pure methanol in the amount of 155 g / h is isolated from the liquid product stream by rectification.

Другой поток исходного углеводородного газа нагревают до температуры 700°C и подвергают окислительной конверсии на второй ступени окисления при температуре 750°C техническим кислородом, который подают в количестве 170 л/час. В результате окислительной конверсии получают газовую смесь в количестве 1350 л/час, содержащую (% объемные) 6,8% этилена, 0,8% пропилена, 8,4% моноксида углерода, 10,2% воды, 64,0% метана, 3,3% водорода, 2.4% кислорода.Another stream of hydrocarbon feed gas is heated to a temperature of 700 ° C and subjected to oxidative conversion in the second stage of oxidation at a temperature of 750 ° C with technical oxygen, which is supplied in an amount of 170 l / h. As a result of oxidative conversion, a gas mixture is obtained in an amount of 1350 l / h, containing (% by volume) 6.8% ethylene, 0.8% propylene, 8.4% carbon monoxide, 10.2% water, 64.0% methane, 3.3% hydrogen, 2.4% oxygen.

Смесь охлаждают до температуры 200°C, компримируют и дополнительно обрабатывают путем барботирования под давлением 40 бар через метанол первой ступени с участием катализаторов карбонилирования; при этом СО взаимодействует с этиленом и метанолом с образованием метилпропионата, который конденсируют в виде водно-спиртового раствора. Полученный раствор отделяют от газового продукта и из него известными приемами выделяют 342 г/час метилпропионата. Газовый поток после второй ступени окисления в количестве 995 л/час, содержащий 86% метана, 3,6% этана, 1,5% моноксида углерода, 4% водорода, объединяют с газовым потоком после первой ступени окисления в количестве 1135 л/ч, содержащим 72% метана, 21% моноксида углерода, 3.3% этана, 1,3% пропана, 1,5% азота, и получают углеводородный газ в количестве 2120 л/ч (метан - 79%, этан - 3,5%, пропан - 1%, СО - 11.6%), водород - 2%, 3% - инертные газы) с метановым числом 84, более высоким, чем исходный углеводородный газ (54).The mixture is cooled to a temperature of 200 ° C, compressed and further processed by sparging at a pressure of 40 bar through methanol of the first stage with the participation of carbonylation catalysts; in this case, CO interacts with ethylene and methanol to form methyl propionate, which is condensed in the form of an aqueous-alcohol solution. The resulting solution is separated from the gas product and 342 g / h of methylpropionate are isolated from it by known methods. The gas stream after the second stage of oxidation in an amount of 995 l / h, containing 86% methane, 3.6% ethane, 1.5% carbon monoxide, 4% hydrogen, is combined with the gas stream after the first stage of oxidation in an amount of 1135 l / h, containing 72% methane, 21% carbon monoxide, 3.3% ethane, 1.3% propane, 1.5% nitrogen, and get hydrocarbon gas in an amount of 2120 l / h (methane - 79%, ethane - 3.5%, propane - 1%, СО - 11.6%), hydrogen - 2%, 3% - inert gases) with a methane number of 84 higher than the initial hydrocarbon gas (54).

Взаимодействием полученного метилпропионата с поступающим из внешних источников формальдегидом известными приемами получают метилметакрилат.By the interaction of the obtained methyl propionate with formaldehyde coming from external sources, methyl methacrylate is obtained by known methods.

По сравнению с известным способом заявляемое изобретение позволяет достигнуть существенного упрощения технологии, уменьшения капитальных затрат за счет снижения числа создаваемых производств и устранения высоко энерго- и капиталоемкой стадии получения синтез-газа, а также обеспечивает возможность одновременного получения очищенного от примесей тяжелых компонентов углеводородного газа с более высоким метановым числом по сравнению с исходным углеводородным газом, который может использоваться как топливо для энергоустановок.Compared with the known method, the claimed invention allows to achieve a significant simplification of the technology, reducing capital costs by reducing the number of production facilities and eliminating the highly energy and capital-intensive stage of synthesis gas production, and also provides the possibility of simultaneously obtaining purified from impurities heavy hydrocarbon gas components with more high methane number compared to the original hydrocarbon gas, which can be used as fuel for power plants.

Claims (2)

1. Способ переработки природных и попутных нефтяных газов, а также углеводородных нефтяных газов с повышенным содержанием тяжелых гомологов метана и низким метановым числом, с получением метилпропионата и метилметакрилата, заключающийся в двухступенчатом селективном прямом гомогенном окислении углеводородного газа и последующем каталитическим карбонилировании смеси с получением метилпропионата, конденсации части полученного метилпропионата с формальдегидом для получения метилметакрилата, причем на одной ступени окисления углеводородного газа, проводимой при температуре 700-800°C и давлении 1-30 бар, получают газовую смесь, содержащую этилен и СО, а на другой ступени, проводимой при давлении 30-80 бар и начальной температуре 350-420°C, получают метанол и СО, причем либо сначала углеводородный газ окисляют на ступени, проводимой при температуре 700-800°C, с получением этилена, а затем окисляют на ступени, проводимой при начальной температуре 350-420°C, либо сначала углеводородный газ окисляют на ступени, проводимой при начальной температуре 350-420°C, с последующей конденсацией полученного метанола, формальдегида и воды, а затем окисляют полученную газовую смесь на ступени, проводимой при температуре 700-800°C, с последующим добавлением метанола первой ступени; затем полученную в результате двухступенчатого окисления смесь обрабатывают при повышенных давлениях и температурах в присутствии катализатора карбонилирования для взаимодействия этилена, метанола и СО и получают углеводородный газ с повышенным метановым числом и жидкие продукты, из которых выделяют метилпропионат, часть которого дополнительно обрабатывают формальдегидом.1. A method of processing natural and associated petroleum gases, as well as hydrocarbon petroleum gases with a high content of heavy methane homologues and a low methane number, to obtain methyl propionate and methyl methacrylate, which consists in a two-stage selective direct homogeneous oxidation of hydrocarbon gas and subsequent catalytic carbonylation of the mixture to obtain methyl propionate, condensation of a part of the obtained methyl propionate with formaldehyde to obtain methyl methacrylate, moreover, at one oxidation stage of carbohydrate of a hydrogen gas conducted at a temperature of 700-800 ° C and a pressure of 1-30 bar, a gas mixture is obtained containing ethylene and CO, and at another stage, conducted at a pressure of 30-80 bar and an initial temperature of 350-420 ° C, methanol is obtained and CO, and either the hydrocarbon gas is first oxidized at a stage carried out at a temperature of 700-800 ° C to produce ethylene, and then it is oxidized at a stage carried out at an initial temperature of 350-420 ° C, or the hydrocarbon gas is first oxidized at a stage carried out at an initial temperature of 350-420 ° C, with subsequent condensation obtained of methanol, formaldehyde and water, and then the resultant oxidized gas mixture at step carried out at a temperature of 700-800 ° C, followed by addition of methanol the first stage; then the mixture obtained as a result of two-stage oxidation is treated at elevated pressures and temperatures in the presence of a carbonylation catalyst for the interaction of ethylene, methanol and CO, and a hydrocarbon gas with an increased methane number and liquid products are obtained from which methyl propionate is isolated, some of which is further treated with formaldehyde. 2. Способ переработки природных и попутных нефтяных газов, а также углеводородных нефтяных газов с повышенным содержанием тяжелых гомологов метана и низким метановым числом, с получением метилпропионата и метилметакрилата, заключающийся в селективном прямом гомогенном окислении углеводородного газа и последующем каталитическим карбонилировании смеси с получением метилпропионата, конденсации части полученного метилпропионата с формальдегидом для получения метилметакрилата, причем часть исходного углеводородного газа подвергают окислительной конверсии на стадии, проводимой при давлении 30-80 бар и начальной температуре 350-420°C, с последующей конденсацией жидких продуктов и выделением метанола, а другую часть исходного углеводородного газа подвергают окислительной конверсии на стадии, проводимой при температуре 700-800°C и давлении 1-30 бар с получением газовой смеси, содержащей этилен и СО, которую после охлаждения барботируют через полученный метанол в присутствии катализатора карбонилирования для взаимодействия этилен, метанола и СО при повышенных температурах и давлениях, и получают углеводородный газ с повышенным метановым числом и жидкие продукты, из которых выделяют метилпропионат, часть которого дополнительно обрабатывают формальдегидом. 2. A method of processing natural and associated petroleum gases, as well as hydrocarbon petroleum gases with a high content of heavy methane homologues and a low methane number, to obtain methyl propionate and methyl methacrylate, which consists in selective direct homogeneous oxidation of hydrocarbon gas and subsequent catalytic carbonylation of the mixture to obtain methyl propionate, condensation part of the obtained methyl propionate with formaldehyde to obtain methyl methacrylate, and part of the original hydrocarbon gas is subjected to oxidative conversion at the stage carried out at a pressure of 30-80 bar and an initial temperature of 350-420 ° C, followed by condensation of liquid products and the evolution of methanol, and the other part of the initial hydrocarbon gas is subjected to oxidative conversion at the stage carried out at a temperature of 700-800 ° C and a pressure of 1-30 bar to obtain a gas mixture containing ethylene and CO, which after cooling is bubbled through the obtained methanol in the presence of a carbonylation catalyst for the interaction of ethylene, methanol and CO at elevated temperatures and yes have ramped afford hydrocarbon gas with high methane number and liquid products from which the methyl propionate was isolated, a portion of which is further treated with formaldehyde.
RU2014121529/04A 2013-06-26 2014-05-28 Process for preparing methyl propionate and methyl methacrylate RU2578598C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014121529/04A RU2578598C2 (en) 2014-05-28 2014-05-28 Process for preparing methyl propionate and methyl methacrylate
PCT/RU2014/000451 WO2014209170A1 (en) 2013-06-26 2014-06-24 Method for processing natural and associated gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014121529/04A RU2578598C2 (en) 2014-05-28 2014-05-28 Process for preparing methyl propionate and methyl methacrylate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014121529A RU2014121529A (en) 2015-12-10
RU2578598C2 true RU2578598C2 (en) 2016-03-27

Family

ID=54843055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014121529/04A RU2578598C2 (en) 2013-06-26 2014-05-28 Process for preparing methyl propionate and methyl methacrylate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2578598C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2785500C1 (en) * 2022-03-21 2022-12-08 Публичное акционерное общество "Газпром нефть" (ПАО "Газпром нефть") Method for obtaining methyl propionate

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115353447B (en) * 2022-08-15 2023-08-22 西南化工研究设计院有限公司 Method for preparing unsaturated carboxylic acid or carboxylic ester by using formaldehyde solution with low water content

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3089902A (en) * 1961-06-29 1963-05-14 Air Reduction Production of methyl methacrylate using alkali metal silicate catalyst

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3089902A (en) * 1961-06-29 1963-05-14 Air Reduction Production of methyl methacrylate using alkali metal silicate catalyst

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МАГОМЕДОВ РУСТАМ НУХКАДИЕВИЧ "ГАЗОФАЗНЫЙ ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ КРЕКИНГ ТЯЖЕЛЫХ КОМПОНЕНТОВ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ" АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК, МОСКВА, 2013. Фокин И.Г. и др. "Парциальное газофазное окисление углеводордных газов с регулируемым соотношением метанола и монооксида углерода в продуктах окисления" Химическая физика, 2014, т. 33, 4, с. 22-26. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2785500C1 (en) * 2022-03-21 2022-12-08 Публичное акционерное общество "Газпром нефть" (ПАО "Газпром нефть") Method for obtaining methyl propionate
RU2815838C1 (en) * 2023-06-26 2024-03-22 Публичное акционерное общество "Газпром нефть" (ПАО "Газпром нефть") Propionates, n-propanol and propionic acid production plant

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014121529A (en) 2015-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hyde et al. Continuous catalytic reactions in supercritical fluids
Huang et al. Possibility of direct conversion of CH4 and CO2 to high-value products
Albert et al. Expanding the scope of biogenic substrates for the selective production of formic acid from water-insoluble and wet waste biomass
Behr et al. Applied homogeneous catalysis
RU2008136698A (en) METHOD FOR PRODUCING HYDROCARBON PRODUCTS
Sun et al. Synthesis of dimethyl carbonate from urea and methanol using polyphosphoric acid as catalyst
RU2016139016A (en) METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING A LIQUID HYDROCARBON PRODUCT USING THE FISCHER-TROPSH PROCESS USING SYNTHESIS-GAS PRODUCED IN THE REFORMING REACTOR BASED ON A MEMBRANE TRANSPORT
RU2012149861A (en) METHOD FOR PRODUCING AROMATIC HYDROCARBONS AND ETHYLENE
Queirolo et al. Neutral vs anionic palladium iodide-catalyzed carbonylation of terminal arylacetylenes
Akhmedov et al. Kinetics of phenylacetylene selective hydrogenation to styrene over metal-free polymeric carbon nitrides
WO2018102394A1 (en) Mixed metal oxide catalysts and methods for olefin production in an oxidative dehydrogenation reaction process
Iulianelli et al. Production of hydrogen via glycerol steam reforming in a Pd‐Ag membrane reactor over Co‐Al2O3 catalyst
US20220259127A1 (en) Method and facility for producing a target compound
Golubev et al. Gas-phase oxidative carbonylation of methane to acetic acid over zeolites
RU2578598C2 (en) Process for preparing methyl propionate and methyl methacrylate
KR102583526B1 (en) Gas phase production of alkyl alkanoates
JP4874501B2 (en) Production of oxygenated products
CN111646884A (en) Hydroformylation method based on Fischer-Tropsch synthesis product
Huo et al. Methane activation with N-Haloimides
GB2512710A (en) Process for treating gas mixtures
EP2956429B1 (en) Process and plant for producing olefins from oxygenates
Michalkiewicz et al. Preliminary investigation of low pressure membrane distillation of methyl bisulphate from its solutions in fuming sulphuric acid combined with hydrolysis to methanol
Allegri et al. Tandem reductive catalytic upgrading of orange peel waste derived methyl levulinate and limonene into γ-valerolactone and p-cymene promoted by Pd/ZrO2 and ZrO2 catalysts
CL2023001790A1 (en) Processes for fischer-tropsch synthesis
WO2018037315A1 (en) Integrated method and system for hydrogen and ethylene production