CN106457189A - 进行非均相催化气相反应的设备和方法 - Google Patents

进行非均相催化气相反应的设备和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106457189A
CN106457189A CN201580030882.9A CN201580030882A CN106457189A CN 106457189 A CN106457189 A CN 106457189A CN 201580030882 A CN201580030882 A CN 201580030882A CN 106457189 A CN106457189 A CN 106457189A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reactant
reactor
recyclegas
control unit
temperature control
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN201580030882.9A
Other languages
English (en)
Inventor
U·汉孟恩
T·沃尔特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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 BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of CN106457189A publication Critical patent/CN106457189A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0278—Feeding reactive fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/065—Feeding reactive fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/067—Heating or cooling the reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/28—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation of CHx-moieties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/33—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
    • C07C45/34—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds
    • C07C45/35—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds in propene or isobutene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/25—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
    • C07C51/252—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring of propene, butenes, acrolein or methacrolein
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00176—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles outside the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/0053—Controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00893—Feeding means for the reactants
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/582—Recycling of unreacted starting or intermediate materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

本发明涉及用于实施非均相催化气相反应的系统(1)，包括：反应器(3)；至少一条管线(11)，通向反应器(3)，用于引入反应物到反应器(3)中；至少一个第一进料装置(5)，通向管线(11)，用于提供至少一种第一反应物A；至少一个第二进料装置(7)，通向管线(11)，用于提供至少一种第二反应物B；至少一个第三进料装置(9)，通向管线(11)，用于提供循环气体G；温度控制单元(13)，被设置于反应器(3)上游的管线(11)中，用于控制第一反应物A和/或第二反应物B和/或循环气体G在进入反应器(3)之前的温度；和至少一个出口(15)，用于来自气相反应的产物、副产物和/或未反应的反应物。本发明还涉及用于实施非均相催化气相氧化反应的方法。

Description

进行非均相催化气相反应的设备和方法
本发明涉及用于进行非均相催化气相反应的设备和方法。
原则上，这类设备和方法在现有技术中是已知的。例如，DE 41 32 263 A1记载了在催化剂管固定床反应器中、在高温下、通过催化活性氧化物，将丙烯醛催化气相氧化为丙烯酸的方法，其中对于在沿催化剂管的流动方向上的两个连续反应区域中的反应温度进行特定的温度分布。DE 40 23 239 A1记载了将丙烯或异丁烯催化气相氧化为丙烯醛或(甲基)丙烯醛的类似方法。这些公开的目的是改进反应温度分布以增加反应的选择性。
DE 10 2010 048 405 A1进行了类似目的的研究，其主题为丙烯非均相催化部分气相氧化为丙烯醛的长期操作方法。根据该公开，将反应气体混合物导通流过被划分为两个空间连续的温度区域A和B的固定催化剂床。在该方法中，将固定催化剂床引入反应室，例如(反应)管的内部。对固定催化剂床的总长的一特定段，提供成型催化剂体和成型稀释剂体的均匀混合物，作为第一区域。然后在另一区域中引入稀释得较不显著的或未经稀释的固定催化剂床。还提供纯惰性材料床，其长度为5％-20％，基于固定催化剂床的长度计且将其沿着反应气体混合物的流动方向通向固定催化剂床。该惰性材料床用作反应气体混合物的加热区域。
DE 10 2007 004 961 A1(其涉及生产成型催化剂体的方法)还提出使反应管在总长的约25％的第一段中装载有惰性预备床，并在约60％的第二段中装载有催化剂材料，留下比例约15％的反应管不填充。
因此，根据现有技术，反应器体积的20％或更多并不用于非均相催化气相反应，而是用于加热以100℃-120℃供给的反应气体混合物。这表明(基于反应器体积)必须接受较低的操作负荷，或者为了较高的操作负荷必须再增加反应器体积。因为借助较冷的反应气体混合物不可能在反应管入口处建立最佳的反应温度，此外，反应物的转化通常不充分。
必须考虑现有技术中的另一不利方面为以下事实，将反应器或反应器体积(包括反应管、催化剂床、惰性材料床、传热介质)加热至所要求的反应温度240℃-300℃需要非常高的能量输入，所述能量输入仅部分用来加热反应气体混合物。
在该背景下，本发明的目的为提供一种设备和指定一种方法，其克服现有技术的缺点，并且尤其是采用这种设备和方法可以有效的方式进行非均相催化气相反应。
所述目的首先通过一种用于进行非均相催化气相反应的设备来实现，所述设备包括
-反应器(3)，
-至少一条通向反应器(3)的管线(11)，用于引入反应物至反应器(3)中，
-至少一个用于提供至少一种第一反应物A的第一进料装置(feed)(5)，其通向管线(11)，
-至少一个用于提供至少一种第二反应物B的第二进料装置(7)，其通向管线(11)，
-至少一个用于提供循环气体G的第三进料装置(9)，其通向管线(11)，
-温度控制单元(13)，其被设置于反应器(3)上游的管线(11)中，并且用于控制第一反应物A和/或第二反应物B和/或循环气体G在进入反应器(3)之前的温度，以及
-至少一个出口(15)，用于来自气相反应的产物、副产物和/或未反应的反应物。
前述目的也通过使用本发明设备(1)进行非均相催化气相反应的方法来实现，所述方法包括步骤
a)在第一进料装置(5)中提供至少一种第一反应物A，
b)在第二进料装置(7)中提供至少一种第二反应物B，
c)在第三进料装置(9)中提供至少一种循环气体G，
d)混合第一反应物A、第二反应物B和循环气体G，以在管线(11)中得到反应混合物R，
e)在温度控制单元(13)中调节反应混合物R的温度，
f)使经温度调节的反应混合物R进料至反应器(3)中，
g)进行至少在第一反应物A和第二反应物B之间的至少一种非均相催化气相反应，以及
h)经由至少一个出口(15)移除至少一种反应产物P和至少一种循环气体G的混合物。
本发明的特征在于，将反应混合物R的预热从反应器(3)中移出，从而可在低得多的设备复杂性下进行。此外，以此方式，基本上全部的反应器体积都可以用于气相反应。此外，所述方法具有下述优点：以较低的温度水平引入能量并在反应器中以高得多的水平回收能量。
在以下描述中，如果方法特征在与本发明的设备(1)相关的那些详细描述之内，那么其优选涉及本发明的方法。同样地，结合本发明的方法引用的物理特征优选涉及本发明的设备(1)。
在下文中将对本发明进行更加详细的描述。
首先，本发明提供一种用于进行非均相催化气相反应的设备(1)，包括
-反应器(3)，
-至少一条通向反应器(3)的管线(11)，用于引入反应物至反应器(3)中，
-至少一个用于提供至少一种第一反应物A的第一进料装置(5)，其通向管线(11)，
-至少一个用于提供至少一种第二反应物B的第二进料装置(7)，其通向管线(11)，
-至少一个用于提供循环气体G的第三进料装置(9)，其通向管线(11)，
-温度控制单元(13)，其被设置于反应器(3)上游的管线(11)中并用于控制第一反应物A和/或第二反应物B和/或循环气体G在进入反应器(3)之前的温度，以及
-至少一个出口(15)，用于来自气相反应的产物、副产物和/或未反应的反应物。
本发明设备的优点在于，所述温度控制单元(13)——用于预热反应混合物的装置，已经从反应器(3)中移出并且可使用不同于加热反应器(3)所需要的传热介质来操作。因此可将在方法中必须移除的能量流以较低的温度水平引回到所述方法中，并将其作为较高能量水平的高压蒸汽回收。
根据本发明，第一反应物A可为液体或气体化合物或者这些化合物中的两种或更多种的混合物。非常具体的实例为液体丙烯、丙烷、丙烯醛和(甲基)丙烯醛、丁烷、正丁烯或异丁烯。
同样根据本发明，第二反应物B可为液体或气体化合物或者这些化合物中的两种或更多种的混合物，但根据本发明优选含氧气体，尤其是空气。
本发明的设备(1)已被设计用于非均相催化气相反应，尤其是丙烯、丙烷或异丁烯至丙烯醛或(甲基)丙烯醛、正丁烯至马来酸以及丙烯醛或(甲基)丙烯醛至丙烯酸或(甲基)丙烯酸的非均相催化、非部分或部分气相氧化。
在本发明的上下文中，循环气体G应理解为意指这样的气体，其用于稀释反应物A和B以及吸收反应热，且其在气相反应中基本上呈现惰性行为。所述循环气体G可包括氮气、水蒸气、二氧化碳及其混合物。
在本发明设备(1)的上述定义中，仅仅详述了对本发明而言必不可少的设备组件。对本领域技术人员来说，显而易见的设备组件——例如反应器(3)的传热介质的加热和循环装置或必要的入口和出口，未作明确描述，但并不排除在所述定义的范围之外。
在优选实施方案中，所述反应器(3)为具有基本上完全被催化活性材料填充的反应管的壳管式反应器。因为本发明的设备(1)包括温度控制单元(13)，所以不需要在反应器(3)中为预热反应物A、B和/或循环气体G(任选地，惰性床)而提供一个区域，因此壳管式反应器的反应管中的基本上全部的体积都可以用于气相反应。鉴于相同的反应器体积，这样可以实现更高的操作负荷。
用于进行非均相催化气相反应的一般设备必须定期运行和关闭以进行维护操作，例如以便更换催化剂负载。为此目的，通常使用冷却气体，例如循环气体G或空气。根据现有技术，在将该气体进料到所述设备的反应器之前，该气体通过单独的冷却器(热交换器)而被冷却下来，以便由内部冷却反应器本身。由于反应器因其稳定的金属设计和大量的传热介质而具有高的热容，因此对于相应尺寸的管线的管道系统，额外的资本成本是必须的，这是用于冷却的一种高能量输入。
为了降低资本成本和能量输入，在本发明的开发中，将温度控制单元(13)构造成可作为预热器或作为冷却器操作的热交换器。在常规操作中，即在进行非均相催化气相反应期间，温度控制单元(13)(即热交换器)用于预热被供料到反应器(3)中的气体混合物。在维护操作中，相同的温度控制单元(13)作为反向热交换器操作，其意指在维护操作中其用于冷却被供料到反应器(3)中的气体。
在该实施方案中，虽然本发明的温度控制单元(13)必定比直列式预热器(straight preheater)或直列式冷却器(straight cooler)具有更加复杂的构造，但是本发明的设备的装置复杂性及由此产生的资本成本可显著降低。
本发明还提供一种使用本发明的设备(1)进行非均相催化气相反应的方法，包括步骤
a)在第一进料装置(5)中提供至少一种第一反应物A，
b)在第二进料装置(7)中提供至少一种第二反应物B，
c)在第三进料装置(9)中提供至少一种循环气体G，
d)混合第一反应物A、第二反应物B和循环气体G，以在管线(11)中得到反应混合物R，
e)在温度控制单元(13)中调节反应混合物R的温度，
f)使经温度调节的反应混合物R进料到反应器(3)中，
g)进行至少第一反应物A和第二反应物B之间的至少一种非均相催化气相反应，以及
h)经由至少一个出口(15)移除至少一种反应产物P与至少一种循环气体G的混合物。
本发明的方法基本上具有与上述体系(1)相同的优点。具体而言，通过本发明的温度控制单元(13)可以将反应混合物R的预热从反应器(3)中移出，并用远低于根据现有技术可能的能量消耗来进行反应混合物R的预热。
此外，根据本发明，基本上整个反应器体积都可以用于气相反应，从而可以实现相同的反应器体积下更高的操作负荷。
在本发明方法的开发中，在步骤d)中温度控制单元(13)作为用于预热反应混合物R的热交换器操作。以此方式，可建立更佳的用于反应器(3)中气相反应的更均匀的温度分布，因为反应器不会被供给较冷的反应混合物R。此外，反应混合物R以较高的温度到达催化剂负载，这会带来更好的产率。
另外优选当在步骤d)中在温度控制单元(13)中将反应混合物R预热至温度为反应器(3)中反应温度的60％-100％时，反应物A和B进行最佳转化。
已发现，当向温度控制单元(13)(即热交换器)供给热的加工蒸汽D(processsteam D)作为传热介质时，有利于本发明方法的能量平衡。在大多数化工场所，热的加工蒸汽D通常作为较低价值的能量被大规模地获得，并且可用于各种用途。通过在本发明的温度控制单元(13)中，使用这种较低价值的能量(尤其在10bar-25bar下的加工蒸汽D)，以预热反应混合物R，这例如与现有技术相比，可以节约较高价值的能量，即至少35bar的高压蒸汽，其在反应器(3)的加热中必须使用。
如上所述，用于进行非均相催化气相反应的一般设备必须定期运行和关闭，以进行维护操作。所述方法的另一实施方案将该需要考虑在内，通过一定间隔时间执行以下步骤：
i)停止步骤a)和b)，
ii)进行步骤c)，
iii)停止步骤d)，
iv)在温度控制单元(13)中调节循环气体G的温度，
v)使经温度调节的循环气体G进料到反应器(3)中，
vi)停止步骤g)，
vii)通过出口(15)移除循环气体G。
这样，以简单但有效的方式，使当前的非均相催化气相反应停止，并使所述方法处于维护或维修模式。
在该实施方案的开发中，在步骤d)中所操作的温度控制单元(13)作为用于冷却循环气体G的热交换器。通过该措施，可以有利的方式降低用于本发明的设备(1)的资本成本和用于本发明方法的能量输入。与进行非均相催化气相反应的常规操作相比，温度控制单元(13)(即热交换器)的操作模式在此是可逆的，并且其用于冷却被供给至反应器(3)中的气体。
为了节能，已发现向温度控制单元(13)供给冷的冷凝物K作为传热介质是明智的。在大多数化工场所，通常可以获得相当大量的冷的冷凝物K(类似于热的加工蒸汽)。在被用作冷却传热介质以后，冷凝物K另外可用作热的冷凝物HK，其具有足够的能量含量用于其他的应用。从而可以进一步改进化学化工场所的局部能量平衡。
通过以下参照附图对本发明的工作实施例的描述，其他目的、特征、优点和可能的用途是显而易见的。以附图形式描述的和/或示出的所有特征，单独地或以任意的组合均构成本发明的主题，甚至不考虑其在权利要求或其从属引用中的列举方式。如图所示：
图1在本发明第一种实施方案中设备(1)的示意图，以及
图2在本发明第二种实施方案中设备(1)的示意图。
图1示出了本发明的第一种实施方案。由并未详细示出的储存容器中，通过第一进料装置5提供液体或气体反应物A。该反应物A然后与第三进料装置9中的预热的循环气体G混合，使得反应物A，如果为液体形式，基本上被全部蒸发。将第二反应物B经由第二供料装置7进料，并且与反应物A和循环气体G的混合物混合，以便获得反应混合物R。
通过管线11将反应混合物R引入到温度控制单元13中，其中在该实施方案中，所述反应混合物R用加工蒸汽D预热至200℃的温度。由此预热的反应混合物R被进料到反应器3中，在本实施方案中，所述反应器3为具有固定床催化剂负载的壳管式反应器。
因为反应混合物R已经预热至足够的温度用于非均相催化气相反应，壳管式反应器3的反应管基本上完全被催化活性材料填充，所以在反应管的始端就已经发生反应物A和B的转化。产物、副产物和/或未反应的反应物A和B经由出口15从反应器3中移出。
图1中的图省略了原则上由现有技术中已知的用于进一步后处理的产物和副产物的装置，例如吸收塔、解吸塔、蒸馏塔、结晶器等。
图1示出了在反应模式中的本发明的设备1，而图2示出用于维护和维修所述设备的另一种实施方案。未示出用于反应物A和B的第一进料装置5和第二进料装置7，因为在维护模式中不提供反应物。将循环气体G通过第三进料装置9提供，并且经由管线11进料到温度控制单元13中。该实施方案中的温度控制单元13(其采用热交换器的形式)不再用加工蒸汽D操作来预热反应混合物R。通过关闭阀V1停止加工蒸汽D的进料，替代地，打开阀V2供入冷却的或预冷却的冷凝物K，以在温度控制单元13中冷却循环气体G。
将以此方式冷却下来的循环气体G进料到反应器3中，以由内部反过来冷却所述反应器。热交换加热冷却的冷凝物K，以得到热的冷凝物HK，其具有其他可行的进一步用途。
将在反应器中被加热的循环气体G经由出口15抽出，并且基本上通过未示出的循环系统提供到第三进料装置9，以再次流回到起冷却器作用的温度控制单元13。
图2中的图也未示出某些设备组件，例如传热介质的循环系统和可能的收集和储存容器，所述传热介质在反应模式中围绕壳管式反应器中的反应管流动。该传热介质当然同样地由反应器3排出，以便能够使反应器3充分冷却下来。

Claims (10)

1.一种进行非均相催化气相反应的设备(1)，包括
-反应器(3)，
-至少一条通向反应器(3)的管线(11)，用于引入反应物到反应器(3)中，
-至少一个用于提供至少一种第一反应物A的第一进料装置(5)，其通向管线(11)，
-至少一个用于提供至少一种第二反应物B的第二进料装置(7)，其通向管线(11)，
-至少一个用于提供循环气体G的第三进料装置(9)，其通向管线(11)，
-温度控制单元(13)，其被设置于反应器(3)上游的管线(11)中，并用于控制第一反应物A和/或第二反应物B和/或循环气体G在进入反应器(3)之前的温度，以及
-至少一个出口(15)，用于来自气相反应的产物、副产物和/或未反应的反应物。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中所述反应器(3)为具有基本上完全被催化活性材料填充的反应管的壳管式反应器。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其中所述温度控制单元(13)为可作为预热器或可作为冷却器操作的热交换器。
4.一种使用根据权利要求1-3中任一项的设备(1)进行非均相催化气相反应的方法，包括以下步骤
a)在第一进料装置(5)中提供至少一种第一反应物A，
b)在第二进料装置(7)中提供至少一种第二反应物B，
c)在第三进料装置(9)中提供至少一种循环气体G，
d)混合第一反应物A、第二反应物B和循环气体G，以在管线(11)中得到反应混合物R，
e)在温度控制单元(13)中调节反应混合物R的温度，
f)使经温度调节的反应混合物R进料到反应器(3)中，
g)进行至少第一反应物A和第二反应物B之间的至少一种非均相催化气相反应，以及
h)经由至少一个出口(15)移除至少一种反应产物P与至少一种循环气体G的混合物。
5.根据权利要求4所述的方法，其中在步骤d)中操作所述温度控制单元(13)作为热交换器用于预热反应混合物R。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中在步骤d)中在温度控制单元(13)中将反应混合物R预热至反应器(3)中的反应温度的60％至100％的温度。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中向温度控制单元(13)供应热的加工蒸汽D作为传热介质。
8.根据权利要求4所述的方法，其中以一定时间间隔进行以下步骤：
i)停止步骤a)和b)，
ii)进行步骤c)，
iii)停止步骤d)，
iv)在温度控制单元(13)中调节循环气体G的温，
v)将经温度调节的循环气体G进料到反应器(3)中，
vi)停止步骤g)，
vii)经由出口(15)移除循环气体G。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在步骤d)中操作所述温度控制单元(13)作为热交换器用于冷却循环气体G。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中向所述温度控制单元(13)提供冷的冷凝物K作为传热介质。
CN201580030882.9A 2014-06-12 2015-06-09 进行非均相催化气相反应的设备和方法 Pending CN106457189A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462011067P 2014-06-12 2014-06-12
DE102014108272.9A DE102014108272A1 (de) 2014-06-12 2014-06-12 Anlage und Verfahren zur Durchführung von heterogen katalysierten Gasphasen-Reaktionen
US62/011,067 2014-06-12
DE102014108272.9 2014-06-12
PCT/EP2015/062857 WO2015189221A1 (de) 2014-06-12 2015-06-09 Anlage und verfahren zur durchführung von heterogen katalysierten gasphasen-reaktionen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106457189A true CN106457189A (zh) 2017-02-22

Family

ID=54706241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580030882.9A Pending CN106457189A (zh) 2014-06-12 2015-06-09 进行非均相催化气相反应的设备和方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9636651B2 (zh)
EP (1) EP3154672A1 (zh)
JP (2) JP6751354B2 (zh)
CN (1) CN106457189A (zh)
BR (1) BR112016028808B8 (zh)
DE (1) DE102014108272A1 (zh)
RU (1) RU2688858C2 (zh)
WO (1) WO2015189221A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014114193A1 (de) 2014-09-30 2015-08-13 Basf Se Verfahren und Anlage zur Rückgewinnung von Acrylsäure
JP2024055688A (ja) * 2022-10-07 2024-04-18 日立造船株式会社 生成装置及び生成方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3904652A (en) * 1972-11-16 1975-09-09 Standard Oil Co Indiana Recycle process for oxidation of n-butane to maleic anhydride
EP0468290A1 (de) * 1990-07-21 1992-01-29 BASF Aktiengesellschaft Verfahren zur katalytischen Gasphasenoxidation von Propen oder iso-Buten zu Acrolein oder Methacrolein
CN1272300C (zh) * 2002-03-11 2006-08-30 三菱化学株式会社 (甲基)丙烯酸类的生产方法
CN100379776C (zh) * 2002-02-06 2008-04-09 株式会社日本触媒 在非稳定状态下冷却加热用换热器的方法
CN101573291A (zh) * 2006-10-31 2009-11-04 拜尔技术服务有限责任公司 用氧气催化氧化含so2气体的方法和装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2513405C2 (de) * 1975-03-26 1982-10-21 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure durch Oxidation von Propylen mit Sauerstoff enthaltenden Gasen in zwei getrennten Katalysatorstufen, die in einem Röhrenreaktor hintereinander angeordnet sind
US4087471A (en) * 1977-05-20 1978-05-02 Petro-Tex Chemical Corporation Fixed bed process for the production of t-butanol
DE4132263A1 (de) 1991-09-27 1993-04-01 Basf Ag Verfahren zur katalytischen gasphasenoxidation von acrolein zu acrylsaeure
JP4659988B2 (ja) * 2001-02-06 2011-03-30 株式会社日本触媒 機器の冷却方法
KR100450234B1 (ko) * 2002-07-10 2004-09-24 주식회사 엘지화학 개선된 열교환 시스템을 갖는 촉매 산화 반응기
US7414149B2 (en) * 2004-11-22 2008-08-19 Rohm And Haas Company Non-routine reactor shutdown method
EA200971028A1 (ru) * 2005-04-29 2010-04-30 Скф Технолоджис А/С Способ и аппарат для переработки органического материала
DE102007004961A1 (de) 2007-01-26 2008-07-31 Basf Se Verfahren zur Herstellung von Katalysatorformkörpern, deren Aktivmasse ein Multielementoxid ist
JP5361737B2 (ja) 2007-01-19 2013-12-04 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア その活物質が多元素酸化物である触媒成形体を製造する方法
DE102010048405A1 (de) 2010-10-15 2011-05-19 Basf Se Verfahren zum Langzeitbetrieb einer heterogen katalysierten partiellen Gasphasenoxidation von Proben zu Acrolein
DE102013218628A1 (de) 2013-09-17 2014-03-06 Basf Se Katalysator zur Herstellung einer ungesättigten Carbonsäure durch Gasphasenoxidationeines ungesättigten Aldehyds
JP6407278B2 (ja) 2013-11-11 2018-10-17 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ アルケンを気相酸化して不飽和アルデヒド及び／又は不飽和カルボン酸にするための、機械的に安定な中空円筒形触媒成形体
DE102013226428A1 (de) 2013-12-18 2015-06-18 Basf Se Extraktionskolonne und Verfahren zum Extrahieren eines Bestandteils aus einem Fluid

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3904652A (en) * 1972-11-16 1975-09-09 Standard Oil Co Indiana Recycle process for oxidation of n-butane to maleic anhydride
EP0468290A1 (de) * 1990-07-21 1992-01-29 BASF Aktiengesellschaft Verfahren zur katalytischen Gasphasenoxidation von Propen oder iso-Buten zu Acrolein oder Methacrolein
CN100379776C (zh) * 2002-02-06 2008-04-09 株式会社日本触媒 在非稳定状态下冷却加热用换热器的方法
CN1272300C (zh) * 2002-03-11 2006-08-30 三菱化学株式会社 (甲基)丙烯酸类的生产方法
CN101573291A (zh) * 2006-10-31 2009-11-04 拜尔技术服务有限责任公司 用氧气催化氧化含so2气体的方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6751354B2 (ja) 2020-09-02
US9636651B2 (en) 2017-05-02
WO2015189221A1 (de) 2015-12-17
BR112016028808B8 (pt) 2021-11-23
RU2688858C2 (ru) 2019-05-22
BR112016028808B1 (pt) 2021-09-21
US20150360191A1 (en) 2015-12-17
BR112016028808A2 (pt) 2017-08-22
DE102014108272A1 (de) 2015-12-17
JP6732972B2 (ja) 2020-07-29
RU2017100551A (ru) 2018-07-12
RU2017100551A3 (zh) 2018-12-11
JP2019069444A (ja) 2019-05-09
EP3154672A1 (de) 2017-04-19
JP2017520397A (ja) 2017-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2002322502B2 (en) Flow reactors for chemical conversions with heterogeneous catalysts
US3807963A (en) Reaction apparatus
EP3490961B1 (en) Oxidative dehydrogenation (odh) of ethane
EP3490962B1 (en) Oxidative dehydrogenation (odh) of ethane
US20050148793A1 (en) Method of vapor phase catalytic oxidation using multitubular reactor
US9504979B2 (en) Radial-parallel catalytic reactor
CN106457189A (zh) 进行非均相催化气相反应的设备和方法
CN103553864B (zh) 丁烯多级氧化脱氢制丁二烯的方法
US20060286008A1 (en) Method for the production of formaldehyde
CN102341484B (zh) 烃脱氢方法
WO2018206155A1 (en) Process for conducting exothermic equilibrium reactions
Nikzad et al. Analysis of integrated system for ammonia synthesis and methyl formate production in the thermally coupled reactor
KR100781006B1 (ko) 부분 산화에 의한 유기물질의 촉매적 제조방법
US6291686B1 (en) Exothermic process
CA3031560C (en) Oxidative dehydrogenation (odh) of ethane
RU176186U1 (ru) Реактор
GB1227984A (zh)
Baronskaya et al. Variants of the organization of a controlled-temperature-profile catalyst bed in a tubular reactor for the single-step water gas shift reaction
WO2022074591A1 (en) High temperature air separation module for an odh complex
GB1223761A (en) Exothermic catalytic reactions with thermosyphon flow of cooling medium

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170222