Patents

Search tools Text Classification Chemistry Measure Numbers Full documents Title Abstract Claims All Any Exact Not Add AND condition These CPCs and their children These exact CPCs Add AND condition
Exact Exact Batch Similar Substructure Substructure (SMARTS) Full documents Claims only Add AND condition
Add AND condition
Application Numbers Publication Numbers Either Add AND condition

Process for preparing ethylenoxide

Landscapes

Show more

CS201736B1

Czechoslovakia

Other languages
English
Slovak
Inventor
Karel Hlinstak
Vaclav Snajdr
Frantisek Huba
Ivan Kopernicky
Jiri Stuchlik
Vendelin Macho
Anton Vanko
Tibor Derer
Gabriel Kiss

Worldwide applications
1978 CS

Application CS462878A events

Description

201 736 i
Vynález rieši spůaob výroby etylénoxidu přisunou oxidáoiou etylénu na etriebomýoh katalyzátorooh tak, že úpravou technologie a zariadenia aa výrazné zvyšuje životnost' katalyzátore, fond pracovněj doby i výrobnosť zariadenia a dosahuje aa vysoká sporám <- vosť a bezpečnost’ výroby.
Katalytická oxidáoia etylénu podl’a rovnioe
C2H4 + (3 - 2,5 s) 02 - s C2H4O + 2(i - a) CO2 + 2 (i - s) HgO pričom £ je selektivita a 0<a<1 prebieha na povrchu atriebra pri teplete 180 až 270 °C.Ciel’om je čo najvyššia selektivita na etylénoxid, ktorá aa dá okrem iného zvýšit* promo-tovanlm striebomého katalyzátore malými množstvami elektronegatívnyoh prvkov Cl, F, S,Se, P jTemkin Μ. I., Kinětiká i kataliz 18. 544 (1977)i US pat. 2 279 470 a 2 814 628} V. Brit. pat. 518 823 a 779 102J, Sálej ohloridmi a síranmi Na, K, Li, Rb, Ce (US pat. 2 671 764} jap. zvěr. pat. prihl. 9307/1957), ako aj zlúčeninami Ba, Ca a Ce (US pat. 2 825 70l). Okrem toho, nazdávame aa, hlavně vplyvora nosiča striebomého katalyzátoresa může část* etylénoxidu izomerizovat* na aoetaldehyd £Twigg, Trans Faraday Soo. 42. 284 (l9^6)J. Přitom je známých viao procesov výroby etylénoxidu, pričom ako oxidačnéčinidlo sa používá vzduch alebo iný kyslíkobsahujúoi plyn, připadne samotný kyslík. Zná-mých je tiež viao variantov zariadení £ R. P. Van Oesten, J, of the Institute of Petro-leum 46, č. 443, 347 (1960)} Marahal Sittig, Petrol. Ref. 41. č. 6175 (1965)} ProceseEngng·, október 1973, str. 6-7} Pajda A., Pajda E.i Chemik 24. 363 (1971)} ConsidineM, D.t Chemical and Prooea Technology Enoyclopedia, 440 - 445. Mo Graw - Bili Book Co.,New YorkJ. Z oxidačného reaktora vyohádzajúce reakčné plyny sa spravidla vedú na separá-oiu etylénoxidu, vedl*ajšíoh produktov, pričom neskonvertované východiskové surovinysa spravidla reoirkulujú. Niektoré varianty zariadení a technologií sa snažia využit*reakčné teplo na predohrev surovin alebo výrobu páry. Avšak známe postupy a zariadenialen v malej miere rešpektujú avojím usporiadaním, ohemiáko-inžinierskym a aparatúrnymriešením skutočnosť, že ako hlavný produkt, tj. etylénoxid, tak aj vedl’a j šle produktyako aoetaldehyd, voda, sú za vyšších teplfit, aj keS sú takýmto podmienkam vystavené po-měrně krátku dobu, schopné vzájonme alebo samé so sebou reagovat* na vyššiemolekulámeprodukty. Tieto už l’ahko kondenzujú aj pri vyšších teplotáoh, predlžuje sa ioh kontaktná,resp. reakčná doba a navýše móže sa výrazné prejaviť aj oxidačný účinok neskonvertované-ho kyslíka. Tak etylénoxid může reagovat’ s vodou za tvorby etylénglykolu a tento zasas dalšími molekulami etylénoxidu na polyglykoly, aoetaldehyd jednak na aoetaldol, kro-tónaldehyd, ale aj na kyselinu ootovú, ktoré můžu zasa reagovat* s etylénoxidom apod.
Ak k tomu pristupujú ešte vyššie olefíny alebo parafinioké uhlovodíky vo výohodiskovýohsurovinách, či v pomocnýoh proatrediaoh, tieto zvlášť výrazné můžu byť prekurzorom vyš-šiemolekulámyoh zlúčenín, ktoré vp-lyvom oxidačného prostredia sa tekisto můžu oxidovat*až na pevné koksovité produkty, ktoré můžu upohať trasy plynov, splodiny generované iohoxidáoiou můžu sa dostávat’ do reakčného okruhu, "otravovat** katalyzátor, znižovat’ jehoživotnost’, účinnost* a selektivitu. Tieto a dalšie problémy i nedostatky technologiea zariadenia rieši spůsob a zariadenia podl’a tohto vynálezu. 201 736
SpÓsob výroby etylénoxidu priamou oxidáoiou etylénu kysllkobsahujúoim plynom, a vý-hodou zmesou kyslílca, dusíka a argonu, připadne tiež za přítomnosti kysličnlka uhličité-ho, metánu, etánu a propánu, na katalyzátorooh na báze strlebra, s výhodou za přítomnostiaktlvátorov, obvykle na nosičooh a/alebo v hmotě, spravldla tiež za prldávanla inhibl-torov oxidáoio etylénu na kysličník uhličitý a vodu, pri teplote 180 až 290 °C, s výho-dou 220 až 270 °C a oelkovom tlaku 0,8 až 4 MPa, s výhodou pri tlaku 1,2 až 2,5 MPaa s následnou izoláciou etylénoxidu z reakčného produktu a spravldla izoláoiou a/aleboregeneráoiou neskonvertovaných výohodlskovýoh surovin podTa tohto vynálezu sa uskutečňu-je tak, že lineáma rýohlosť prúdn alebo prúdov plynov a/alebo pár obsahujúoich etylén-oxid v množstve 0,3 až 4 $ obj., s výhodou 0,6 až 2,5 fa obj., sa udržuje od výstupuz reaktora alebo reaktorov až do pračky a/alebo absorbéra etylénoxidu a vedTajšloh. pro-duktov z reakčnýoh plynov a/alebo pár na hodnotě 0,5 až 25 m/s, okrem fázy náběhu a od-stav ován ia výroby, s výhodou 8 až 18 m/s, pričom sa zabezpečuje rovnoměrný tok v potrubía teplota stien potrubí sa udržuje na hodnoto rovnej alebo menšej najviao o 30 °C akoje teplota plynov A/alebo pár v prlslušnom potrubí, pričom navýše v případe dosiahnutiapoklesu prletoku pod 50 /i> a/alebo zvýšenia tlakového spádu nad 1O fa oproti východiskové-mu spádu tlaku z výstupu oxidačného reaktora alebo reaktorov a vstupu do pračky a/aleboabsorbéra etylénoxidu a vedTajšloh produktov sa přívod surovin zastaví. Přitom je třeba dbať, aby lineáma výtoková rýohlosť plynov a/alebo pár reakčnejzmesi vyohádzajúoa z reaktora, okrem fázy náběhu a odstavovania výroby, keď je v reakč-nýoh plynoch aj málo etylénoxidu, bola 0,5 až 25 m/s, s výhodou 8 až 18 m/s. Ak je pří-liš nízká, je málo využité zariadenie (potrubie) a mdže ddjsť k úsadám, predlženiu kon-taktně j doby reakčnýoh komponentov návzájom a s kyslikom, ak je příliš vysoká, len v ma-le j miere sa využije ako zdroj tepla, znižuje sa účinnost’ pračky a/alebo absorbéra. Čalej je zapotreby dodržať potřebná teplotu stien potrubia, aby v ňom prúdiaoe plynys obsahom etylénoxidu roali buď rovnakú teplotu ako reakčný plyn alebo nižšiu najviaoo 30 °C. Ide hlavně o vytvorenie podmienok, aby teplota nebola nižšia ako rosný bodnajnižšie tekavých komponentov reakčnýoh plynov. Sálej o to, aby na oelej trase reakč-nýoh plynov a/alebo pár obsahujúoich etylénoxid nepoklesla rýohlosť plynov a pár na nulu,aby nebolo v zariadenl "mrtvých" priestorov, kde mdže ddjsť ku kondenzáoii plynov a pár,a tým fakticky pokračovaniu následných reakoil, kondenzačných a oxidačnýoh tak, že savytvárajú kvapalné, polotuhé, elastické až pevné produkty. Tieto, okrem počas tvorbygenerovaných plynov a pár, mdžu navýše upohať ich trasy. Ak sa nedodržia uvedené pod-mienky, dochádza k odlučovaniu časti hlavného a vedTajšloh produktov ešte před vyděle-ním etylénoxidu a vedTajšloh produktov v pračke a/alebo v absorbéri. Z ddvodov úplnéjbezpečnosti výroby, najma,pri zvlášť dlhodovýoh výrobnýoh cykloch, je vhodné kontrolovat’případné zanášanie trasy reakčnýoh plynoV a/alebo pár vyohádzajúoich z reaktora, či užmeranlm prletoku, alebo jednoducho tlakového spádu, připadne iným spoTahlivým postupem. Výhodou spdsobu podTa tohto vynálezu je prevádzková spoTahlivosť zariadenia, zvýše- ná bezpečnost’, dlhá životnost’ katalyzátor®., vysoká konverzia etylénu a selektivita 201 736 3 na etylónoxid, menšia citlivost’ na připadne sníženu čistotu východiskových komponentovi reoirkulováných zložielc. ĎalSie výhody, ako aj podrobnosti epdsobu o. zariadenia sú zřejmé z príkladova obrázku· Příklad 1
Potrubím 11 (viS. obr») sa privádza cez zmieáavač surovin £ etylén a potrubím 12kyslíkobsahujúoi plyn (v podstatě čistý kyslík.) oez zmieáavač surovin 10. Odtial’ potru-bím 13 zmieáané plyny vstupovali do oxidačného rúrkového reaktora £ a predohriatim,ktorý obsahuje v temperovaných rúrkaoh striebomý katalyzátor v hmotě s obsahom 8,9 5»hmot. striebra s aktivátormi, pri, tlaku 2 MPa s objemovou rýohloeťou 2 700 h”1 a teplo-to 243 °C. Px*itom reakčné plyny a/alebo páry s obsahom etylésioxidu ako hlavného reakč-ného produktu pri teploto 243 °C vyehádzajú potrubím £4, ktoré nemá žiadne "mrtvé" mies-ta, teda nemá prakticky miesta bez prúdenia a vedú sa cez výmenník tepla 2, kde odovzda-Jú časť tepla a přitom sa ochladla na teplota 1<»8 °Ce Potom Sálej pokračujú cez výmen-nlk tepla £, kde sa Sálej ochladla na 127 °C a Sálej oez výmenník tepla 4 do pračky re-akčnýoh plynov a/alebo pár, resp. absorbém £, hlavně etylénoxidu. V pračke resp. absor-béri £, opatrenej přívodem 21 vypieraoeho média sa pri teploto 20 až 28 °C vyperie ety-lénoxid i s časťou vstupujúcich plynov a/alebo pár. V ďaláom sa výstupem 15 vedle roz-tok etylénoxidu aa izol&amp;oiw a zmes plynov zbavená etylénoxidu sa vedle z hlavy pračkyreop. absorbéra potrubím 16 cez teohnologioký odlučovač 6 a Sálej potrubím 17 na sanie oirkulačného komprese*® 2,t pričom sa odvodem odplynu 18 časť plynov odvádza z reakčnéhookruhu. Z výtlaku kompresora 2. vyohádza zsues plynov pri teploto okolo 33 °C výstupom 24oez pračku a/alebo abeorbér 8 na odstraňovanie kysličníka uhličitého a z nej potrubím 19oez výmenník tepla £ do zmiečavača <? a z něho spolu s čerstvým etylénom do zmieSavača 10.lca&amp; predtým sa do okruhu přívodem 20 pridajú za uvedených podmienok inertné plyny.
Zo zmieSavača JO sa zmes plynov spolu s čerstvými východiskovými surovinami prlvádzanýmido okruhu potrubiami J£ a 12, privádza potrubím 13 do oxidačného rúrkového reaktoraopatřeného predhrievačom. Výrofenosť zariadenia praoujúoeho nepřetržit· 10 mesiaoov je priemexne 110 β ety-lénoxidu na 1 dm^ katalyzátore za hodinu, Ve výefcupnom potrubí 14 z reaktora £ sa nájdustepy kyelíkatých organiekýoh produktov. Příklad 2
Postupuje aa a&amp; aariadení uvedenom v příklade 1, len. s tým rozdielom, že časť reakčnýoh plynov a/alebo pár vyohádzajúcioh z oxidačného rúrkového reaktora £ potru- bím 14 sa Sálej navySe,rozdělí do 3sláej jednej až dvooh odbočiek 22 až 2£ (°br) do vý- menníka tepla £ alebo až do pračky £ tak, že llneáma rýohlooť reakčnýoh plynov a/alebo

Claims (1)
Hide Dependent

  1. 201 736 pár a obsahom hlavného reakčného produktu - etylénoxidu, poklesne pod 0,2 m/s a krátkodobéaspoň v 1 vetve až na nulu. Počas 6 mesiacov sa dosahuje výrobnoať 100 až 110 g etylénoxi- O du na 1 dur katalyzátoru za hodinu, ale po 9 mesiaooch ddjde k nerovnoměrnosti výroby,kolísaniu teplót v reaktore, znižovaniu výrobnosti na 40 g etylénoxidu na 1 dm^ kataly-zátoru za hodinu a k podstatnému znížoniu aktivity katalyzátoru. Tuto nie je možné vý-razné jšie zvýšit’ známými postupní! regenerácie a ani zvýšením teploty na 265 °C a úpravoupotrubia reakčných plynov a/alobo pár 14 podl’a příkladu 1, sa dosahuje maximálna výrob-nosť len 83 g etylénoxidu na 1 din katalyzátore za hodinu pri súčasnom poklese selektivi-ty oxidáoie etylénu přibližné o 10 /.· Odbočky, v ktorých lineáma rýohlosť poklesne pod0,2 m/s a krátkodobé až na nulu, sa postupné upohávajú kondenzačnými a oxidačnými pro-duktem!, v extrémnom případe ddjde k tvorbě zmesi tuhýoh a čiastočné elastických i plas-tických kondenzačnýoh a oxidačnýoh produktov tohto zloženia: popola 0,1 5« hmot. vytváře-ného hlavně zo zlúčenín železa, vápnika, médi, manganu, kremíka a horčíka; uhlíka 57,2 %hmot. a vodíka 5,6 $ hmot, Infračervené absorpčné spektrum poukazuje na přítomnost* sku-pin -OH, CsOj C-0-0, 8o nasvědčuje na přítomnost’ produktov polyadície etylénoxidu hlavněna kyseliny, resp. tiež aldoly a aldehydy, ako aj na oxidované polyglykoly. PREDMET VYNÁLEZU Spdsob výroby etylénoxidu priamou oxidáciou etylénu kyslíkobsahujúoim plynom,s výhodou zmesou kyslíka, dusíka a argonu, připadne tiež za přítomnosti kysl1čuike uhli-čitého, metánu, etánu a propánu, na katalyzátorech na báze striebra, s výhodou za pří-tomnosti aktivátorov, obvykle na nosičooh a/alebo v hmotě, spravidla tiež za pridávaniainhibítorov oxidáoie etylénu na kysličník uhličitý a vodu, pri teplota 180 až 290 °C,s výhodou 220 až 270 °0 a oelkovom tlaku 0,8 až 4 MPa, a výhodou pri tlaku 1,2 až 2,5 MPaa § následnou izoláoiou etylénoxidu z reakčného produktu a spravidla izoláoiou a/aleboregener&amp;oiou neskonvertovanýoh východiskových surovin, vyzaačujúci sa tým, že lineámarýohlosť prúdu alebo prúdov plynov a/alebo pár obsahujúoioh etyléncccid v množstvo 0,3 až4 % obj., s výhodou 0,6 až 2,5 ?» obj., sa udržuje od výstupu z reaktora alebo reaktorovaž do pračky a/alebo absorbéra etylénoxidu a vedťajšich produktov z reakčných plynova/aleb© pár na hodnot© 0,5 až 25 m/s, okrem fázy náběhu a odstavovania výroby, s výhodou8 až 18 m/s, pričom sa zabezpečuje rovnoměrný tok v potrubí a teplota stien potrubísa udržuje na hodnotě rovnej alebo menšej najviac o 30 °C ako je teplota plynov a/alebopár v příslušnost potrubí, pričom navýše v případe dosiahnutia poklesu prietoku pod 50 #a/alebo zvýšenia tlakového spádu nad 10 % oproti východiskovému spádu tlaku z výstupuoxldačného reaktora alebo reaktorov a vstupu do pračky a/alebo absorbéra etylénoxidua vedPajšíoh produktov sa přívod surovin zastaví. 1 výterea