Способ получения окиси этилена
Иллюстрации
Реферат
(72) Автор изобретения
Иностранец
Роберт Петер Ниельсеи (США) Иностранная фирма
«Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий H. В.» (Нидерланды) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСИ ЭТИЛЕНА
Изобретение относится к способу получения окиси этилена окислением этилена кислородом в присутствии серебряного катализатора.
Известен способ получения окиси этилена окислением этилена кислородом в присутствии катализатора íà î-нове серебра и ингибитора на основе хлора при температуре 100—
400 С и давлении до 34 атм (1).
Использование этого способа позволяет достигнуть высокой селективности процесса (до
78% ) . Однако существенным недостатком этого способа является низкая производительность по окиси этилена (до 48 л окиси этилена на 1 л катализатора в 1 час), Цель предлагаемого изобретения состоит в повышении производительности процесса окисления этилена, Поставленная цель достигается использованием способа получения окиси этилена окислением этилена кислородом при температуре
190 †2 С и давлении 15 — 16 атм в присутствии катализатора на основе серебра, нанесенного на подложку, выполненную из а-окиси алюминия, и имеющего содержание серебра от
3 до 10,9 вес. %.
Отличительная особенность предложенного способа заключается в том, что используют катализатор, состоящий из полусферических частиц серебра, диаметр которых находится в пределах от 0,1 до 0,8 мк, равномерно распределенных по внешней поверхности и по поверхности пор подложки, имеющей удельную
5 площадь поверхности от 0,03 до 1,0, предпочтптель Io OT 0,15 до 0,6 м2/г; видимую пористоль от 42 до 56, предпочтительно от 46 до
52 об. %; средний диаметр пор от 1 до 12, предпочтительно от 1,5 до 10 мк;
10 удельный диаметр пор от 0,2 до 0,3, предпочтительно от 0,22 до 0,28 см /г.
Лучшие результаты получаются при использовании катализатора, в котором частицы серебра имели бы диаметр в пределах от 0,15 до
15 0,5 мкм, при этом средний диаметр составляет около 0,3 мкм.
Окисление предпочтительно проводят при температуре 205 — 225 С и давлении 15—
16 атм.
20 Для окисления можно использовать кислород, содержащий воздух или относительно чистый кислород, например содержащий не менее 95% кислорода и небольшие количеств одного пли нескольких разбавляющих газов, 25 таки.; как азот или аргон. В реакционную смесь могут быть добавлены также замедляющие реагенты, такие как 1,2-дпхлорэтан и хлорпрованный полпфенил.
Таблица
Температура при которой достиг. 40 конверсия
O„ С
Избирательн. по отношению к окиси этилена, 0 0 гО
Содержание серебра, вес.
Размер частиц катализатора, мк
Катализатор
0,2 — 0,4
0,1 — 0,3
0,2 — 0,5
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
76
77
72
76
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
0,1 — 0,5
0,2 — 0,4
0,2 — 0,4
0,2 — 0,4
0,3 — 0,6
0,3 — 0,6
0,2 — 0,6
0,1 — 0,4
0,2 — 0,4
0,3 — 0,8
71
76
Предложенный способ позволяет повысить производительность процесса до окиси этилена
91,2 л/л кат. час при удовлетворительной конверсии этилена и высокой селективности процесса.
Пример 1. Окисление этилена проводят в мпкрореакторе, представляющем собой U-образную тонкостенную трубку из нержавеющей стали (диаметр 0,5 см, длина 53 см). Колена
U-образной трубки делают неодинаковой длины, так что часть, в которой находится подложка, была бы на 1,25 см короче другой части, для того чтобы можно было определить, в какой из частей находится слой катализатора. Длина слоя катализатора составляет
12,7 см (3,5 r катализатора размером частиц
30/40). Более длинная сторона реактора пустая и используется в качестве секции предварительного подогрева. Микрореактор присоА
Б
С
DI
По
D3
04
D5
D6
D7
D8
D9
Р10
DI1
D12
D13
014
D15
D16
Р17
Р18
Е
G
Н
J
К
М
6,1
7,8
7,2
3,1
3,0
3,б
3,6
3,8
3,8
5,3
5,3
5,6
5,5
5,1
5,4
7,1
6,9
6,8
7,7
7,1
6,6
7,8
10,9
7,4
10,6
5,9
7,9
7,2
7,8
7,8
2I8
239
222
222
213
218
216
216
216
212
213
218
217
211
213
194
208
224
227
243
76
76
77
77
76
76
77
77
78
77
77
78
77
76
77
77,5
15
Давление, атм
45 Пространственная скорость перемещения, час
Содержание этилена в подаваемом газе, мол., Отношение этилена к кислороду
Концентрация замедлителя в частях на млн. эквивалентов хлора
Значение пиковой температуры охлаждающего вещества, при которой достигалась конверсия 52 ч; О„"С
Избирательность по окиси этилена, о
3300
3300
30
3,5
3,5
239
270
72,9
65,7
Производительность процесса составляет окиси этилена 91,2 л/л кат час.
Формула изобретения
1. Способ получения окиси этилена путем окисления этилена кислородом при температуре 190 †2 С и давлении 1 — 34 атм в при65 сутствии катализатора на основе серебра, наединяется к системе измерения подачи сырья с помощью уплотняющих соединений, Поступление тепла в микрореактор осуществляется за счет использования расплавлен5 ного сплава Вуда, помещенного в нагреваемую с помощью электрического тока стальную емкость.
На U-образную трубку наматывают термопару, причем точка спая присоединяется к цен10 тру емкости между двумя коленами трубки.
Над катализатором пропускают смесь воздуха и этилена при следующих условиях протекания реакции.
Давление, атм 15,0
Пространственная скорость перемещения, час 2360
Содержание этилена в подаваемом газе, моль, 30,0
Отношение этилена к кислороду 3,75
20 Концентрация замедлителя, части на млн. эквивалентов хлора 2,0
Температуру проведения реакции ре гулируют таким образом, чтобы обеспечить конвер25 сию кислорода, равную 40%, при этих условиях определяют избирательность по отношению к этилену.
В качестве носителя используют носитель под названием «Алундум» четырех типов:
1 А-956, 1.А-5556, 1 А-4118 и 1 А-101, Результаты окисления этилена приведены в та блице.
Производительность процесса составляет окиси этилена 54,1 л/лкат. час на 1 л катали35 затора.
Пример 2. Окисление этилена проводят на катализаторе В в опытно-промышленном реакторе с одной трубкой диаметром 4,4 см и длиной 10,1 м. Трубка окружена рубашкой, по
40 которой циркулирует охлаждающее вещество.
Условия выполнения этого эксперимента и полученные результаты приведены ниже.
552900
Составитель А. Иващенко
Техред А. Овчинникова
Редактор Л. Герасимова
Корректор А. Галахова
Заказ 768/17 Изд. № 342 Тираж 589 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 несенного на подложку, выполненную из аокиси алюминия, и содержащего серебро в количестве от 3 до 10,9 вес. %, о тл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения производительности процесса, используют катализатор, состоящий из полусферических частиц серебра, диаметр которых составляет от 0,1 до
0,8 мк, однородно распределенных по внешней поверхности и по поверхности пор подложки, имеющей удельную площадь поверхности от
0,03 до 1,0 м /г, видную пористость в пределах от 42 до 56 об. о/о, средний диаметр пор от 1 до 12 мк и удельный объем пор от 0,2 до
0 3 с ><3>
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют катализатор с подложкой, имеющей удельную площадь поверхности от 0,15 до 0,6 м, видимую пористость от 46 до
52 об. о/о, средний диаметр пор от 1,5 до 10 мк и удельный объем пор от 0,22 до 0,28 см /г.
Источники информации, принятые во внима10 ние при экспертизе:
1. Патент Великобритании Ке 1321095, кл. В 1Е, 1969 (прототип) .