Патент США № 11,919,876 B2 на интегрированную систему со-окисления для производства олефиновых эпоксидов

Патент US 11,919,876 B2, выданный ExxonMobil Technology and Engineering Co. 5 марта 2024 года, раскрывает усовершенствованную конфигурацию процесса эпоксидирования для производства пропиленоксида (PO) и других олефиновых эпоксидов.

Технологический контекст

Пропиленоксид является вторым по важности производным пропилена, необходимым для производства полиолов, пропиленгликолей и эфиров. Технология ExxonMobil позволяет монетизировать фракции C4 (изобутан/изобутилен) от крекинга через процесс со-окисления.

Сущность изобретения

Процесс основан на жидкофазном окислении изобутана и включает три ключевых этапа:

1. Формирование окислителя:

• Изобутан окисляется молекулярным кислородом (воздухом) в жидкой фазе при умеренных температурах
• Реакция идет по радикально-цепному механизму
• Основные продукты: трет-бутилгидропероксид (TBHP) и трет-бутанол (TBA)
• Ключевая задача - максимизация селективности по TBHP как носителю активного кислорода
• Патент описывает условия, минимизирующие разложение гидропероксида

2. Эпоксидирование:

• Поток, обогащенный TBHP, смешивается с пропиленом (или другими разветвленными алкенами)
• Смесь подается в каталитический реактор
• Используемые катализаторы: растворимые комплексы молибдена (Mo) или гетерогенные титан-силикатные системы
• Молибден катализирует перенос атома кислорода от TBHP к двойной связи пропилена
• Образуется пропиленоксид (PO) и восстанавливается TBHP до спирта (TBA)

3. Управление побочными продуктами (C4 Loop):

• Главная инновация патента - интеграция контуров рецикла
• Образующийся трет-бутанол (TBA) не рассматривается как отход
• Предлагаются схемы дегидратации TBA обратно в изобутилен (ценный мономер для бутилкаучука или сырье для высокооктановых добавок)
• Альтернатива - гидрирование изобутилена обратно в изобутан для рецикла в начало процесса

Инженерные решения

Патент подробно описывает систему разделения продуктов:

• Использование схем экстрактивной дистилляции для разделения PO и непрореагировавших C4 углеводородов (имеющих близкие температуры кипения)
• Термодинамическая безопасность: концентрация гидропероксидов поддерживается на уровне, исключающем взрывной распад, путем точного дозирования разбавителей
• Возможность получения высших эпоксидов (из C5+ олефинов), что расширяет продуктовую линейку

Значимость

Технология позволяет создавать "химические хабы", где потоки НПЗ (изобутан) конвертируются в высокомаржинальные оксигенаты без привлечения сторонних окислителей (в отличие от процесса HPPO с перекисью водорода). Это снижает себестоимость PO за счет внутренней синергии и масштаба.

Источник

Источник

Теги

• #Эпоксидирование
• #ОксидПропилена
• #ExxonMobil
• #НефтехимияC4
• #Гидропероксиды