Способ получения окиси этилена
Иллюстрации
Реферат
<""-" о
М1 -. т, бн и, Союз Советских
Социалистических
Республик »>568647 опи -иие
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.08.74 (21) 2050945/04 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.08.77. Бю.летень № 30 (45) Дата опу бликования описания 30.09.77 (51) Ч.Кл. С 07 D 301/04
С 07 D 303/04
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий! 53) УДК 547.717.07 (088.8) (72) Автор изобретения
H. М. Гусейнов (71) Заявитель
Ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимических процессов им. 1О. Г. Иамедалиева
t (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСИ ЭТИЛЕНА
Изобретение относится к способу получения окиси этилеча прямым окислением этилена кислородом воздуха в присутствии мелкадиспероного .серебряного катализатора на носителе.
Известен ряд способов получения окиси этилена окислением этилеча клслородом з присутствии инертгпых разбавителей. По этим способам процессы осуществляются з стационарном слое серебряного катализатора в одной или нескольких реакционных зонах.
Известегн также способ получения окиси этилена парофазным окислением этилена кислородом воздуха в,реакторе с восходящим потоком газо-контактной смеси с последующим доокслслеп нем непрореагировазшего этилена в реакторе с падающим потоком катализатора. Падающий поток катализатора в нижней части реактора образует сплошной движущийся слой, которыи подхватызается этилено-воздушчой смесью и попадает B реактор с восходящим потоком.
В à. ÷ å ñ òTç3å eкатализатора используют .мелкодисперсный серебряный катализатор на носителе, концентрация этилена в рабочей смеси 3,35О/о, процесс ведут при температуре до 300 С. Выход окиси этилена 50,5 — 63%, считая на пропущенный этилен, селектиз. ность 70,5%, концентрация целезого продукта до 2,65%, производительность каталлзатора по окиси этилена 350 — 400 г/л катализаторав1ч.
Однако поступающий на реакцию катализатор после возвращения .пз зоны, реакции
5 обла. ает заннжегнной активностью, поэтому определенная часть реактора с восходящим потоком используется неэффективно, так как скорость реакции 3 этой зоне незначительна.
Таким образом, по высоте реактора реакция
10 происходит с различной скоростью, нарастая от минимального значения в начале реактора к максимальному на выходе из него. В связи с этим и тепловыделение по высоте реактора также различное, что нарушает изотермичность процесса по высоте реактора и создает серьезные затруднения теплоотвода реакционного тепла, и приводит к снижению выходов целевого продукта и селективности процесса.
20 Для позышенпя производительности процесса по предлагаемому способу рекомендуется использозать катализатор, предварительно обработанный 1 — 5 оо.,/, кислорода от общего количества реакционной смеси.
25 Обычно обработку катализатора проводят
B:нескольких точках по высоте слоя катализатора.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
В реакционное устройство (см. чертеж) 568647
95
65 загружают через патрубок 8,катализатор, ч воздухом, подогретым до = 300 С, циркулируют его между аппаратами и 2. При достижении режимной температуры в реактор с восходящим потоком подают через патруб;ии 4 3 — 3,2 об. % этилена в смеси с воздухом.
Одновременно .в различных точках в слой катализатора через распределительные устройства 5 перед началом реакции подаюг
1 — 5 об. % (предпочтительно 3 об. % ) кислорода, считая на объем исходной реакц ионной смеси. Таким образом, этилено-воздушная смесь постоянно контактирует с катализатором, обладающим высокой активностью вследствие предва рительной обргботки его кислородом, создавая благсприятные условия,для максимального превращения сырья по высоте реактора. Продукты реакции на выходе из реактора отделяются от катализатора в сепараторном устройстве, катализатор ссыпается вниз в напорный стояк, где проходит активацию кислородом и снова поступает на реакцию, а контактный газ выводится из,системы через патрубок.
Предлагаемый способ позволя.-т увеличить производительность процесса на 85 — 90%, съем окиси этилена составляет 500 г л катализато а в ора в I ч, выход окиси этилена, считая на пропущенный этилен, 64,5%.
B примерах приведены результаты процесса окисления как для случая, когда на вторую стадию, т. е. в реактор с падающим потоком подается только непрореагировавшии в реакторе с восходящим потоком этилен, а также .для случая, .когда непрореатировавший этилен перед поступлением в реактор с падающим потоком дополняется свежим до общей оптимально допустимой концентрации его в смеси с воздухом. При этом процесс обработки катализатора контролируется расходом кислорода и скоростью потока катализатора.
Оптимальное время обработки 5 — 10 с.
Пример 1. Реактор с восходящим потоком катализатора.
Реакционная смесь, содержащая 3,00 об. % этилена в смеси с воздухом„контактирует с катализатором, предварительно обработанным кислородом. Количество кислорода, по. даваемое в слой катализатора, составляет
3 об. % . Температура реакции 290 С.
При подаче на реакцию 3 об. % этилена и 97,0 об. % воздуха получают. об. %:
Окись этилена 1,415
Двуокись утлерода 1,20
Этилен (непрореагировавший) 0,98
Общая конверсия этилена 66,8%. Выход окиси этилена, считая на превращенный тилен 70,2%.
Реактор с падающим потоком.
По чу ченнь1Й KOHTBKT(IblH аз, Bbl_#_03HllI,;1й из первого реактора, после извлечения нз него этилена, углекислоты, воды н частично азота с содержанием непрореагировавшего этнле.1а 0,98 об. ",, возвращают на повторное окисление в реактор с падающим потоком.
Температура реа.кции 270 С.
При подаче на реакцию 0,98 об. % этилена и 9902 об. % воздуха получают, об. %.
Окись этилена 0,525
Двуокись углерода 0,44
Этилен (непрореагирова вший) 0,24
Общая конверсия этилена 74,0%. Выход окиси этилена, считая на превращенный этилен 71 0%.
В результате последовательного окисления в двух реакторах смеси, содержащей 3% этилена, получают, об. %:
Окись этилена 1,940
Двуокись углерода 1,64
Этилен (непрореагировавший) 0,24
Общая конверсия этилена 92,0%. Выход окиси этилена, считая на превращенный этилен, 70,0%. Выход окиси этилена в расчете на пропущенный этилен, 64,5 о.
Пример 2. Реактор с восходящим по током катализатора. Процесс окисления ведется в аналогичных, описанны < в примере 1, условиях. При подаче на активацию, 3 об. % кислорода, 3 об. % этилена и 9? об. %
":-,îçäóõà получают, об. %:
Окись этилена 1,415
Двуокись углерода 1,20
Этилен (непрореагировавший) 0,98
Общая кснверсия этилена 66,8%. Выход окиси этилена в расчете на превращенный этилен 70,20/
Реактор с падающим потоком катализатора.
Контактный газ, выходящий из реактора
50 с восходящим потоком после извлечения из него продуктов реакции (окиси этилена, двуокиси углерода и воды) с содержанием этилена 0,98 об. % дополняется свежей порцией этилена до оощей концентрации его в смеси .воздухом 3,0 об. %. Температура реакции ч-0о C
При подаче на реакцию 3,0 об. % этилена (0,98% непрореагировавшего в первом реакторе плюс 2,02 GBem!его) и 97,0 об. % воздуха получают, об. %:
Окись этилена 1,02
Двуокись углерода 1,0
Этилен (непрореагировавший) 1,48
568647
2,435
2,2
1,48
Окись этилена
Двуокись углерода
Этилсн (непрореаг ровавший) Общая конверсия этилена 70,5%. Выход окиси этилена, считая на превращенный этилен 68 6%.
Выход окиси этилена, считая на пропущенный этилен, 48,4%.
Общая конверсия этилена 50,6%. Выход окиси этилена в расчете на превращенный этилен 67,2%.
В результате последовательного окисления в двух реакторах смеси, содер?кащей
5,02 oo. % этилена, получают, об, %:
Формула изобретения
Способ получения окиси этилена путем парофазного окисления этилена кислородом
5 воздуха в дви?кущеяся потоке серебряного катализатора на носителе .при температуре
270 — 300 С, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, используют катализатор, предвари1О тельно обработанный кислородом, в количестзе 1 — 5 об. % от количества реакционной смес ?.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку кислородом проводят в
15;нескольких точках по высоте слоя катализатора.