Патент на изобретение №2293075
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОКИСЛЕНИЯ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ В БАРЬЕРНОМ РАЗРЯДЕ
(57) Реферат:
Изобретение относится к способу окисления жидких углеводородов в барьерном разряде в плазмохимическом барботажном реакторе смесями кислорода с гелием, аргоном или азотом. Обычно используют гелий, аргон, азот в количестве от 20 до 80%. Как правило, окисление ведут в присутствии твердых добавок, в качестве которых используют оксиды алюминия, никеля, молибдена, меди или цеолитный катализатор ZSM-5, содержащий 1,2% Fe. Способ позволяет снизить энергетические затраты на окисление исходного углеводорода в барьерном разряде. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к окислению жидких углеводородов в барьерном электрическом разряде в гидроксильные и карбонильные соединения без разрушения углеродного скелета исходной молекулы. Полученные продукты могут использоваться в качестве промежуточных продуктов для органического и нефтехимического синтеза. Известен способ проведения плазмохимических реакций с использованием барьерного разряда (патент №2118912, опубл. 20.09.1998 г.), однако получить таким способом жидкие углеводороды не удается. Наиболее близким к предлагаемому способу является процесс окисления углеводородов кислородом в проточном газоразрядном реакторе с барьерным разрядом (патент России №2127248, опубл. 10.03.99 г.). Окисление углеводородов приводит к образованию гидроксильных и карбонильных соединений с тем же числом атомов углерода, что и в исходном соединении. Основным недостатком данного способа является высокие энергетические затраты на превращение исходного углеводорода. Задача изобретения – снижение энергетических затрат на окисление исходного углеводорода в барьерном разряде. Технический результат достигается тем, что углеводороды окисляют в барботажном плазмохимическом реакторе с барьерным разрядом кислородом воздуха, смесями кислорода с гелием, аргоном, азотом без и в присутствии твердых добавок Al2О3, Ni2O3, MoO3, CuCl2, цеолитного катализатора (ZSM-5+1.2% Fe). В качестве исходных углеводородов используют н-гексан и циклогексан. Во всех примерах температура стенок реактора 10°С, давление – 1.2 атм, амплитуда импульсов напряжения 28 кВ, частота повторения 50 Гц. Удельная энергия разряда – 2.8·10-2 Вт·ч·л-1. Способ иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Окисление н-гексана и циклогексана проводят кислородом воздуха. Энергозатраты на превращение н-гексана и циклогексана составляют 21.9 и 8.2 кВт·ч·кг-1 соответственно. Энегрозатраты и данные по составу продуктов в таблице 1. Пример 2. Окисление н-гексана и циклогексана проводят кислородом по прототипу. Энергозатраты на превращение н-гексана и циклогексана составляют 29.2 и 16.6 кВт·ч·кг-1 соответственно. Состав продуктов и энергозатраты на превращение исходного углеводорода приведены в таблице 1. Пример 3. Окисление циклогексана проводят смесью Не(20%)-O2(80%). Энергозатраты на превращение циклогексана составляют 4.0 кВт·ч·кг-1. Пример 4. Окисление циклогексана проводят смесью Ar(50%)-02(50%). Энергозатраты на превращение циклогексана составляют 4.7 кВт·ч·кг-1. Пример 5. Окисление циклогексана проводят смесью N2(80%)-O2(20%). Энергозатраты на превращение циклогексана составляют 8.0 кВт·ч·кг-1. Пример 6. Окисление циклогексана проводят смесью Не(20%)-O2(80%) в присутствии 0.7 мас.% MoO3. Энергозатраты на превращение циклогексана составляют 3.2 кВт·ч·кг-1. Далее во всех примерах масса твердой добавки составляет 0.7 мас.% от массы углеводорода. Пример 7. Окисление циклогексана проводят смесью Не(20%)-O2(80%) в присутствии Ni2O3. Энергозатраты на превращение циклогексана составляют 3.1 кВт·ч·кг-1. Пример 8. Окисление циклогексана проводят смесью Не(20%)-O2(80%) в присутствии Al2О3. Энергозатраты на превращение циклогексана составляют 3.6 кВт·ч·кг-1. Пример 9. Окисление циклогексана проводят смесью Не(20%)-O2(80%) в присутствии CuCl2. Энергозатраты на превращение циклогексана составляют 3.2 кВт·ч·кг-1. Пример 10. Окисление циклогексана проводят смесью Не(20%)-O2(80%) в присутствии цеолитного катализатора ZSM-5+1.2% Fe. Энергозатраты на превращение циклогексана составляют 3.6 кВт·ч·кг-1. Состав продуктов реакции и селективность их образования в примерах 3-10, как в примере 1. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет окислять жидкие углеводороды в присутствии добавок или без них в барботажном плазмохимическом реакторе с барьерным разрядом кислородом воздуха, или смесями воздуха с инертными газами с малыми энергетическими затратами.
Формула изобретения
1. Способ окисления жидких углеводородов в плазмохимическом реакторе смесями кислорода с гелием, аргоном или азотом, отличающийся тем, что окисление проводят в барьерном разряде в барботажном реакторе. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют гелий, аргон, азот в количестве от 20 до 80%. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что окисление ведут в присутствии твердых добавок, в качестве которых используют оксиды алюминия, никеля, молибдена, меди или цеолитный катализатор ZSM-5, содержащий 1,2% Fe.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
