CS214341B1 - Method and apparatus for the production of acetaldehyde - Google Patents

Method and apparatus for the production of acetaldehyde Download PDF

Info

Publication number
CS214341B1
CS214341B1 CS832480A CS832480A CS214341B1 CS 214341 B1 CS214341 B1 CS 214341B1 CS 832480 A CS832480 A CS 832480A CS 832480 A CS832480 A CS 832480A CS 214341 B1 CS214341 B1 CS 214341B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
ethanol
acetaldehyde
silver
catalyst
water
Prior art date
Application number
CS832480A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Inventor
Karel Setinek
Zdenek Prokop
Milos Kraus
Rudolf Kubicka
Vendelin Macho
Milan Polievka
Ladislav Uhlar
Julius Sabados
Jozef Kovac
Original Assignee
Karel Setinek
Zdenek Prokop
Milos Kraus
Rudolf Kubicka
Vendelin Macho
Milan Polievka
Ladislav Uhlar
Julius Sabados
Jozef Kovac
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 Karel Setinek, Zdenek Prokop, Milos Kraus, Rudolf Kubicka, Vendelin Macho, Milan Polievka, Ladislav Uhlar, Julius Sabados, Jozef Kovac filed Critical Karel Setinek
Priority to CS832480A priority Critical patent/CS214341B1/en
Publication of CS214341B1 publication Critical patent/CS214341B1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Výroba acetaldehydu sa uskutočňuje oxidáciou a/alebo dehydrogenáciou etanolu na striebornom katalyzátore pri teplote 340 až 640 °C. Katalyzátorom je hlavně elektrolytické striebro alebo stríebro na nosiči, zvlášť na zeolitoch. Katalyzátor máže byť eště zriedený inertnými látkami /samotný nosič, kovové alebo skleněné guličky ap./. Na katalyzátor sa privádza zmes pár etanolu,vody, vzduchu,připadne tiež dietyléteru a acetálov, ako hlavných komponentov, nad hornou hranicou výbušnosti, spravidla pri mólovom pomere 0,5 až 2,5. Přitom páry vychádzajdce z reakčnej zóny sa rýchlo schladzujd pod teplotu 340 °C /200 až 50 °C/. Potom sa d'alej dochladzujú, kondenzuji!, acetaldehyd sa izoluje a neskonvertovaný etanol a časť příměsí sa recirkuluje. Zariadenie pozostáva jednak z aparátov používaných na výrobu formalínu z metanolu, doplněné o deliaci systém, pozostávajúci aspoň z jednej tlakovéj rektifikačnej kolony na tlak 0,1 - 0,3 MPa a jednej atmosférickéj kolony a příslušných zásobníkov a medzizásobníkov.The production of acetaldehyde is carried out by oxidation and / or dehydrogenating ethanol to a silver catalyst at 340 to 640 ° C. The catalyst is mainly electrolytic silver or silver on carrier especially on zeolites. The catalyst can be still diluted with inert substances / carrier alone metal or glass balls and the like /. On the the catalyst is fed a mixture of a pair of ethanol, water, air, possibly also diethyl ether and acetals, as the main components, above the top explosion limit, generally in the case of moles ratio of 0.5 to 2.5. At the same time, the pairs come out from the reaction zone quickly cool down temperature 340 ° C (200 to 50 ° C). Then continue they are cooled, condensed, acetaldehyde is isolates and unconverted ethanol and some impurities is recirculated. The device consists of on the one hand, the apparatus used to make formalin from methanol, supplemented with a partitioning system consisting of at least one pressure of the rectification column to a pressure of 0.1 - 0.3 MPa and one atmospheric column and respective containers and intermediate containers.

Description

Vynález sa týká výroby acetaldehydu z petrochemického a/alebo kvasného etanolu, obsahujúceho spravidla okrem vody tiež příměsi vedlajších látok, pričom sa uskutočňuje na upravenom, technicky íahko dostupnom zariadení, s využitím vzduchu alebo ihého kyslík obsahujúceho plynu ako oxidačného činidla,The invention relates to the production of acetaldehyde from petrochemical and / or fermentation ethanol, which generally contains, in addition to water, admixtures of by-products, which is carried out on a modified, readily available apparatus, using air or oxygen-containing gas as the oxidizing agent.

Známe postupy přípravy acetaldehydu z etanolu spočívajú v dehydrogenácii za vzniku vodíka alebo v oxidácii, pričom okrem acetldehydu vzniká voda. V případe dehydrogenačných postupov sa používajú katalyzátory na báze platiny, striebra, médi a niklu, pričom najlepšie sa osvědčili katalyzátory na báze médi a jej Oxidov s celým radom roznych promótorov a nosičov /USA pat. 1 977 750/, ako aj látok potláčajúcich dehydratáciu etanolu na etylén, ako alkálií /USA pat. 2 861 106, NSR pat. 1 044 791/. Pre oxldáciu sú aktivně platinové kovy a striebro, a to ako vo formě kovových čiastočiek, tak aj nanesené na nosičoch /NSR pat. 1 913 311/. Nevýhodou je však nižšia selektivita na acetaldehyd. Přitom oxidáciu etanolu na acetaldehydKnown processes for the preparation of acetaldehyde from ethanol involve dehydrogenation to form hydrogen or oxidation to produce water in addition to acetldehyde. In the case of dehydrogenation processes, platinum, silver, medium and nickel based catalysts are used, the medium and its oxides based catalysts with a variety of different promoters and carriers / US Pat. No. 1,977,750), as well as agents that inhibit the dehydration of ethanol to ethylene, such as alkali (U.S. Pat. No. 2,861,106, German Pat. 1,044,791 /. For oxldation, platinum metals and silver are actively supported, both in the form of metal particles and deposited on supports / NSR pat. 1,913,311 /. However, the disadvantage is lower selectivity to acetaldehyde. The oxidation of ethanol to acetaldehyde

CH3GH2OH + 1/2 02 = CHjCHO + H20 + 169,7 kJ kyslíkom možno katalyzovať podobnými katalyzátormi ako dehydrogenáciu, ale najlepšie sa osvědčuje striebro a med /německé pat. 422 729 a 590 099/, resp. kombinácia rožne upravených sleťok z týchto dvoch kovov /USA pat. 1 956 440, 2 482 742 a 2 682 560/. Pretože reakcia prebieha za poměrně výsokých teplot, vedla oxidácie prebieha tiež dehydrogenácia.CH 3 GH 2 OH + 1/2 O 2 = CH 3 CHO + H 2 O + 169.7 kJ oxygen can be catalyzed by similar catalysts to dehydrogenation, but silver and honey / German pat. 422,729 and 590,099, respectively. a combination of speckled spikes of these two metals / US Pat. 1,956,440, 2,482,742 and 2,682,560]. Since the reaction proceeds at relatively high temperatures, dehydrogenation also takes place alongside the oxidation.

Tak exotermná oxidácia /169,7 až 203,5 kJ/mol/ móže byť úplné alebo čiastočne kompenzovaná endotermnou /-82,5 kJ/mol/ dehydrogenizáciou. Avšak kým nie je teplota náležíte kontrolovaná, resp. regulovaná, dosahuje sa nízká selektivita, lebo v značnej miere dochádza až k totálněj oxidácii na oxid uholňatý, oxid uhličitý a vodu, ako aj k oxidácii na kyselinu octovú a k rozkladu acetaldehydu na metán a oxid uholňatý. Okrem toho vzniká etylacetát /Denisov E.T., Mickevič I.N., Agabekov V.E; Mechanizm židkofaznogo okislenija kislorodsoderžaščich soedinenij. Izdateťstvo Nauka i technika, Minsk 1975/. Na reguláciu teploty sa navrhlo vonkajšie chladenie trubiek obsahujúcich katalyzujúce sieťky /švédsky pat. 171 059 a USA-pat. 3 106 581/ alebo používanie takého poměru vzduchu k etanolu, aby sa exotermné a endotermné reakcie právě vyrovnali /Faith W. L., Keyes D. B., Clark R. L.: rítdůStrial Chemicals, str. 1 J. Wiley, New York 1950, '2 vyd. 1957} Kirk-Othmer: Encyklópedia of Chemical Technology, 2. vyd., zvázok 1, str. 77. J. Wiley, New York 1963; Encyklópedia of Chemical Processing and Design, red. McKetta J. J., zv. 1, str. 114, Deckker, New York 1976/. Ako nástrek sa používá etanol o konc. 50 až 95 %, dokonca aj veimi zriedený, aký sa dostává priamou hydratáciou etylénu /NSR pat. 1 913 311/. Zřejmou nevýhodou je však energetická náročností, pretože je nutné vypařovat' značné množstvá vody spolu s etanolom.Thus, exothermic oxidation (169.7 to 203.5 kJ / mol) can be completely or partially compensated by endothermic (-82.5 kJ / mol) dehydrogenation. However, as long as the temperature is not controlled, respectively. Controlled, low selectivity is achieved since there is a significant degree of total oxidation to carbon monoxide, carbon dioxide and water, as well as oxidation to acetic acid and decomposition of acetaldehyde to methane and carbon monoxide. In addition, ethyl acetate / Denis E.T., Mickevic I.N., Agabek V.E .; Mechanizm Židkofaznogo okislenija kislorodsoderžaščich soedinenij. Izdateť Nauka i technika, Minsk 1975 /. For temperature control, external cooling of tubes containing catalyzing meshes / Swedish pat has been proposed. 171,059 and U.S. Pat. Or the use of an air to ethanol ratio such that exothermic and endothermic reactions just equalize (Faith W. L., Keyes D. B., Clark R. L., Ritual Chemicals, p. 1 J. Wiley, New York 1950, 2 ed. 1957} Kirk-Othmer: Encyclopedia of Chemical Technology, 2nd Ed., Volume 1, p. 77. J. Wiley, New York 1963; Encyclopedia of Chemical Processing and Design, ed. McKetta J.J., Vol. 1, p. 114, Deckker, New York 1976]. Ethanol with conc. 50-95%, even very dilute, as obtained by direct hydration of ethylene / FRG pat. 1,913,311 /. The obvious disadvantage, however, is the energy intensity, since it is necessary to evaporate significant amounts of water together with ethanol.

Podl'a tohto vynálezu sa sposob výroby acetaldehydu parciálnou oxidáciou a/alebo dehydrogenáciou etanolu na striebornom katalyzátore pri teplote 340 až 640 °C uskutočňuje tak, že na strieborný katalyzátor, pozostávajúci s výhodou z elektrolyticky připraveného krystalického striebra a/alebo striebra na nosiči, s výhodou na zeolite ako nosiči, sa privádza zmes pár etanolu, vody a kyslík obsahujúceho plynu, s výhodou vzduchu, připadne tiež dietyléteru a monoetyl- a dietylacetálu, ako hlavných komponentov, pričom mólový poměr organických látok ku kyslík obsahujúcemu plynu, s výhodou k vzduchu je nad hornou hranicou výbuš214 341 nosti, spravidla pri mólovom pomere 0,5 až 2,5., pričom páry surového produktu vychádzajúce z reakčnej zóny sa rýchlo schladzujú pod teplotu 340 °C, s výhodou na teplotu 200 až 50 °C, potom sa ďalej dochladzujú a kondenzujd, s výhodou skrápáním vodným roztokom etanolú, připadne navýše samotnéj vody a vytvořený acetaldehyd sa oddělí, neskonvertovaný etanol i s čas ťou vody, acetálov, připadne tiež éterov, sa recirkulujú.According to the invention, the process for the production of acetaldehyde by partial oxidation and / or dehydrogenation of ethanol on a silver catalyst at a temperature of 340 to 640 ° C is carried out such that the silver catalyst, preferably consisting of electrolytically prepared crystalline silver and / or supported silver, preferably on the zeolite as a carrier, a mixture of ethanol, water and oxygen-containing gas, preferably air, optionally diethylether and monoethyl and diethyl acetal, as the main components, is fed, the molar ratio of organic to oxygen-containing gas, preferably air being above the upper limit of explosives, typically at a molar ratio of 0.5 to 2.5, the vapors of the crude product leaving the reaction zone being rapidly cooled below 340 ° C, preferably to 200 to 50 ° C, then further cool and condense, preferably by sprinkling with an aqueous solution of ethanol and the acetaldehyde formed is separated, the unconverted ethanol with some water, acetals and possibly also ethers is recirculated.

Zariadenie na výrobu acetaldehydu sposobom podlá tohto vynálezu, pozostávajúce zo sýtiča, reaktora, kondenzátora, kolon, zásobníkóv, čerpadiel, výmenníkov, potrubí, armatúr a ροτ mocných zariadení je póvodné zariadenie na výrobu formalínu pozostávajúce zo sýtiča, reaktora a absorpčnej časti pre formaldehyd sa doplní deliacim systémom aspoň o jednu tlakovú rektifikačnú kolonu na delenie acetaldehydu od vyššievrúcich kvapalných podielov a spravidla jednu atmosferickú kolonu, ako aj zásobníky na suroviny, medziprodukt a produkt.The apparatus for producing acetaldehyde according to the present invention, consisting of a choke, reactor, condenser, columns, reservoirs, pumps, exchangers, piping, valves and fittings, is an original formalin plant consisting of a choke, a reactor and an absorption section for formaldehyde is added. by a separation system of at least one pressure rectification column for separating acetaldehyde from the higher-boiling liquid fractions and, as a rule, one atmospheric column, as well as feedstock, intermediate and product containers.

Sposob podlá tohto vynýlezu je realizovatelný s využitím zariadení používaných na výrobu formaldehydu, resp. formalínu oxidáciou metanolu, pričom ide o technicky a investičně poměrně nenáročné doplnenie zariadenia a poměrně nenáročné úpravy a modiíikáciu technologie s prihliadnutím na kinetiku, termodynamiku a fyzikálno-chemické vlastnosti acetaldehydu ako finálneho produktu a vodného roztoku etanolú, spravidla s prímesami acetaldehydu, dietyléteru a acetálov, ako východiskovéj suroviny. Výhodou sposobu podlá tohto vynálezu je vysoká selektivita oxidácie na acetaldehyd, možnost! v recirkulácii využit' aj vedlajšie produkty, využit1 po menších technických úpravách a doplnkoch zariadenia, predtým používané na výrobu formalínu. Ďalej možnost1 využit1 ako východisková surovinu nielen etanol ž priamej hydratácie etylénu, ale aj kvasný etanol, získávaný i zo sulfitovných lúhov, pričom nie je zapotrebý jeho vysoká koncentrácia, ktorá može byt pod koncentráciou azeotropu etanolú s vodou čím sa ušetří spotřeba páry na destiláciu, resp. rektifikáciu. Přitom nie je zapotreby ani nákladná rafinácia etanolú. Tak ako surovina može etanol, resp. vodný. roztok etanolú obsahovat1 ako vedlajšie látky či příměsi acetaldehyd, acetály, dietyléter, etyl-acetát, kyselinu óctovú, vinyletyléter ap. S výhodou možno použit* syntetický etanol, získaný priamou hydratáciou etylénu, destilačne zakoncentrovaný na 88 až 92 % etanolú a obsahujúci vedlajšie produkty hydratačného procesu, tj. dietyléter, acetaldehyd, acetály, krotónaldehyd, butnóly ai. Tieto vedlajšie látky pri premene etanolú nevadia, sčasti sa takisto zoxidujú a pokial* neposkytujú acetaldehyd, produkty ich oxidácie sa z procesu odstránia s odpadajúcim plyhom ale bo s odpadajúcou vodou zo separačnej kolony.The process according to the invention is feasible using the equipment used for the production of formaldehyde, respectively. formalin by the oxidation of methanol, which is a technically and investment-intensive addition of the equipment and relatively easy modification and modification of the technology taking into account the kinetics, thermodynamics and physico-chemical properties of acetaldehyde as the final product and aqueous ethanol solution, usually with admixtures of acetaldehyde, diethyl ether and acetals as the raw material. An advantage of the process according to the invention is the high selectivity of oxidation to acetaldehyde, a possibility of oxidation. In recirculation, use also by-products, used 1 after minor technical modifications and additions to equipment previously used for the production of formalin. Further, the possibility of one used one as a starting raw material, not only ethanol, the direct hydration of ethylene, but also a fermentation ethanol obtained and the sulfitovných liquor, which does not need a high concentration, which may be below the concentration of the azeotrope of ethanol and water, thus saving the consumption of steam distillation , respectively. rectification. At the same time, expensive ethanol refining is not required. Like raw material, ethanol, resp. water. ethanol solution contain 1 as by-products or admixtures acetaldehyde, acetals, diethyl ether, ethyl acetate, acetic acid, vinylethyl ether and the like. Preferably, synthetic ethanol obtained by direct hydration of ethylene, distillation concentrated to 88-92% ethanol and containing by-products of the hydration process, i.e. diethyl ether, acetaldehyde, acetals, crotonaldehyde, butnols and the like. These by-products do not interfere with the conversion of ethanol, they are also partially oxidized and do not provide acetaldehyde, unless the oxidation products are removed from the process with the effluent gas or the effluent water from the separation column.

Strieborný katalyzátor može tvoriť skeletový strieborný katalyzátor, napr. Raney-striebro, dalej elektrolyticky připravené kryštalické striebro, striebro na nosiči /napr. alfaalumina, gama-alumina, pemza, keramické častiče/, spravidla připravené impregnáciou anorganických nosičov solární striebra alebo komplexami striebra, zvlášt! striebro na syntetických alebo prírodných zeolitóch. Aby nedochádzalo k přílišnému prehrievaniu ložka katalyzátore, ako aj jeho vyššiemu využitiu, je vhodné, najma v případe strieborných katalyzátorov s vyšším měrným povrchom /napr. striebro na zeolitoch/, alebo aj elektrolytického striebra, tento zriedovať priniešaním samotných nosičov, či kovových alebo skleněných gul.ičiek, valčekov ap., ktoré navýše napomáhajú rovnoměrnějšiemu, teda lepšiemu rozdeleniu teplot, případ214 341 ne i odvodu reakčného tepla.The silver catalyst may form a scaffold silver catalyst, e.g. Raney silver, other electrolytically prepared crystalline silver, carrier silver / e.g. alphaalumina, gamma-alumina, pumice, ceramic particles /, generally prepared by impregnating inorganic solar silver carriers or silver complexes, especially! silver on synthetic or natural zeolites. In order to avoid overheating of the catalyst bed as well as its higher utilization, it is suitable, especially in the case of silver catalysts with a higher specific surface area (e.g. silver on zeolites / or also electrolytic silver, by diluting it with the carriers themselves, or with metal or glass beads, rollers, etc., which furthermore help to a more uniform, i.e. better, temperature distribution, or even heat dissipation.

ΛΛ

Katalyzátor je spravidla umiestnený v reaktore v nízkej a širokéj vrstvě. Doležitá je aj geometria ložka katalyzátora. Pri kruhovom priemere je poměr výšky k šírke 1 : 6 až 1 : 100. Pri takomto usporiadaní je výměna tepla s okolím, teda aj stěnami reaktora malá, takže reaktor pracuje prakticky adiabaticky. Reakčné teplo vzniknuté oxidáciou etanolu sa čiastočne vyrovnává súčasne prebiehajúcou dehydrogenáciou etanolu a čiastočne vyhrieva reakčnú zmes. Preto je výhodné přidávat1 k zmesi etanolu a kyslík obsahujúceho plynu, spravidla vzduchu, vodnú páru /resp. využívat1 zriedené vodné roztoky etanolu/, ktorá preberá část1 reakčného tepla. Napriek tomu, že vrstva katalyzátora je nízká, existuje cez ňu .značný teplotný gradient. Teplotný režim reaktora je třeba riadiť voíbou zloženia vstupnej zmesi /pár etanolu s primesami pár vody a vzduchu/, vstupnú teplotu před ložkom katalyzátora /180 až 330 °C/ a zaťažením katalyzátora tak, aby teplota reakčnej zmesi za ložkom katalyzátora bola 340 až 640 °C, výhodné 440 až 560 °C.The catalyst is typically placed in the reactor in a low and wide layer. The catalyst bed geometry is also important. With a circular diameter, the height to width ratio is 1: 6 to 1: 100. In such an arrangement, the heat exchange with the surroundings, and therefore the reactor walls, is small, so that the reactor operates practically adiabatically. The reaction heat generated by the oxidation of ethanol is partially compensated by the simultaneous dehydrogenation of ethanol and partly heats the reaction mixture. Therefore, it is preferable to add 1 to the ethanol-oxygen-containing gas mixture, typically air, water vapor / resp. use 1 dilute aqueous ethanol solution ( 1 ), which receives part 1 of the reaction heat. Although the catalyst layer is low, there is a significant temperature gradient over it. The reactor temperature regime should be controlled by selecting the composition of the feed mixture (ethanol vapor with water and air vapor admixtures), the inlet temperature upstream of the catalyst bed (180-330 ° C), and the catalyst loading so that the reaction mixture temperature is 340-640 °. C, preferably 440-560 ° C.

Kyslík obsahujúcim plynom je zriedený dusík kyslíkom, najčastejšie vzduch, připadne s prímesami ozónu. Potřebný je čistý vzduch, preto sa obvykle predbežne rafinuje od oxidu siřičitého, sírovodíka, chlorovodíka, oxidov dusíka a připadne iných nečistót, ktoré móžu pochádzať z exhálácií z priemyselnej činnosti a sú katalytickým jedom. Rafinácia sa míóže robit' napr. praním roztokom alebo absorpciou, či adsorpciou v ložku tuhého materiálu, obsahujúceho látky reagujúce s uvedenými kyslými plynmi.The oxygen-containing gas is diluted with nitrogen by oxygen, most often air, with ozone admixtures. Clean air is needed, so it is usually pre-refined from sulfur dioxide, hydrogen sulphide, hydrogen chloride, nitrogen oxides and any other impurities that may come from industrial exhalations and are a catalytic poison. Refining can be done e.g. by washing with a solution or by absorption or adsorption in a bed of solid material containing substances reacting with said acid gases.

Zariadenie na Výrobu acetaldehydu, ktorého principiálna schéma je znázorněná na obrázku, je zhotovené z nehrdzavejúcej ocele, resp. z hliníka a jeho zliatin, pozostáva z klečových zariadení a aparatúr, ako sýtiča 1, reaktora 3 i s kvenčovacím zariadením, práčky, resp. kondenzátora 5, extrakčnej kolony 8, tlakovej kolony 13 a kolony 17, zásobníkov 20, 24,Sálej armatúr, čirpadiel, medzizásobníkov, meracej a ^egulačnej techniky.The acetaldehyde production plant, the basic scheme of which is shown in the figure, is made of stainless steel or stainless steel. of aluminum and its alloys, consists of cage devices and apparatus, such as choke 1, reactor 3, and flow plant, washing machines, respectively. a condenser 5, an extraction column 8, a pressure column 13 and a column 17, cartridges 20, 24, saline valves, pumps, intermediate tanks, measuring and regulation technology.

Ďalšie podrobnosti sposobu výroby i zariadenia, ako aj výhody sú zřejmé z príkladov.Further details of the manufacturing process and equipment as well as the advantages are evident from the examples.

fF

Příklad 1Example 1

Do trubkového reaktora vyhrievaného v plášti uloženým elektriakým vinutím sa naplní 7 cm katalyzátora, pozostávajúceho zo striebra na pemze ako nosiči o zrnění 0,4 mm. Po ustálení podmienok sa uskutočňuje reakcia pri priemernej teplote 413 °C so zmesou vzduchu a etanolu s molovým pomerom vzduch : étanol - 1,11 : 1. Produkt sa účinné ochladí a reakčný plyn prechádza cez pračku, kde sa v tetrahydrofuráne zachytia zvyšky acetaldehydu. Pri časovéj súradnici W/F = 2,73 /v g.h.mol”1/ a zatíažení katalyzátora 259,8 mol.dm^^.h 1 dosahuje konverzia etanolu /použitý etanol čistoty 99 % syntetický, vyrobený hydratáciou etylénu/ 50,7 % a selektivita tvorby acetaldehydu je 91,2 %. Okrem etanolu a acetaldehydu reakčný produkt obsahuje tiež 2,4 % acetaldehyddietylacetálu a vodu /17,3 % hmot./.A 7 cm catalyst consisting of silver on pumice as a 0.4 mm grain carrier is charged into a tubular reactor heated by a jacketed electric coil. After stabilizing the conditions, the reaction is carried out at an average temperature of 413 ° C with a mixture of air and ethanol with a mole ratio of air: ethanol - 1.11: 1. The product is cooled efficiently and the reaction gas passes through a scrubber to collect acetaldehyde residues in tetrahydrofuran. At a time coordinate W (F = 2.73) in gmol @ -1 and a catalyst loading of 259.8 mol.dm @ -1 h @ 1 , the ethanol conversion (ethanol used) is 99% synthetic, produced by hydrating ethylene (50.7%) and the selectivity of acetaldehyde formation is 91.2%. In addition to ethanol and acetaldehyde, the reaction product also contains 2.4% acetaldehyde diethyl acetal and water (17.3% w / w).

Příklad 2 oExample 2 o

Do trubkového reaktora sa naplní 7 cm strieborného katalyzátora připraveného elektrolyticky a zrnenia 0,4 až 2 mm. Po ustálení podmienok oxidácie pri 425 °C, s mol. pomerom vzduchu k etanolu 1,19 : 1 a pri zatíažení katalyzátora 239,3 mol.dmjtat.h sa analyzuje reakčná zmes pomocou plynovej chromátografie. Konverzia etanolu dosahuje 54,1 %, selektivita tvorby acetaldehydu 90,6 %. Reakčný produkt obsahuje tiež 4,4 % hmot. acetálu a vodu /20,2 %7 cm of silver catalyst prepared electrolytically and with a grain size of 0.4 to 2 mm are charged into a tubular reactor. After stabilizing the oxidation conditions at 425 ° C, with mol. air ratio of ethanol to 1.19: 1 and the catalyst zatíažení 239.3 mol.dmj tat .h reaction was analyzed by gas chromatography. Ethanol conversion reached 54.1%, acetaldehyde formation selectivity 90.6%. The reaction product also contains 4.4 wt. acetal and water / 20.2%

214 341 hmot./ vzniknutá tiež reakciou. Odplyny okrem dusíka obsahujú malé množstvo oxidu uhličitého, vodíka a kyslíka.214,341 w / w also formed by the reaction. Except nitrogen, the gases contain small amounts of carbon dioxide, hydrogen and oxygen.

Příklad 3Example 3

Do trubkového reaktora zhotoveného z nehrdzavejúcej ocele sa naplní elektrolyticky připravené striebro podobného typu, ako sa používá na oxidáciu metanolu na formaldehyd. V zábehovom časovom úseku sa do reaktora nastrekuje etylalkohol o nomcentrácii 90,7 % hmot., 0,1 % acetaldehydu, 0,05 % acetálov a 0,2 % hmot. dietyléteru, zvyšok je voda /mol. poměr vzduchu -0-.1 k etanolu - 1,21 : 1/. Zaťaženie katalyzátore je 244,5 mol.dm. .h . Po ustálení teploty na 409 °C sa účinným chladením kondenzujú produkty oxidácie. Podlá zloženia reakčného produktu sa dosahuje konverzia etanolu 59,1 %. Acetaldehyd vzniká so selektivitou 91,5 %. Ďalšou zložkou reakčného produktu je zmes acetaldehydmonoetylacetálu a acetaldehyddietylacetálu /2,4 % hmot./ a voda /25,3 % hmot./.An electrolytically prepared silver of a similar type to that used to oxidize methanol to formaldehyde is charged into a stainless steel tubular reactor. Ethyl alcohol of 90.7% by weight, 0.1% by weight acetaldehyde, 0.05% by weight acetals and 0.2% by weight are injected into the reactor over a run-in period. diethyl ether, the remainder being water / mol. ratio of air -0.1 to ethanol - 1.21: 1). The catalyst loading is 244.5 mol.dm. .h. After the temperature has stabilized at 409 ° C, the oxidation products condense by efficient cooling. According to the composition of the reaction product, an ethanol conversion of 59.1% is achieved. Acetaldehyde is formed with a selectivity of 91.5%. Another component of the reaction product is a mixture of acetaldehyde monoethyl acetal and acetaldehyde diethyl acetal (2.4% w / w) and water (25.3% w / w).

Příklad 4Example 4

Tento příklad objasňuje vplyv vody na selektivitu oxidácie. Reakcia sa uskutočňuje na zariadení uvedenom v příklade 3 s tým, že sa do reaktora nastrekuje vodný roztok etanolu o koncentrácii 80,5 % hmot. Pri zaťažení 277, 1 mol.dm^^.h 1 a mol. pomere vzduch : etanol -I, 07 : 1, pri priemernej teplote 405 °C se dosahuje konverzia etanolu 52,4 % a selektivita na acetaldehyd 99,1 %.. Obsah acetálov v produkte je 0,8 % hmot. a vody 33,1 % hmot.This example illustrates the effect of water on oxidation selectivity. The reaction is carried out on the apparatus of Example 3, with an 80.5% by weight aqueous ethanol solution being injected into the reactor. At a load of 277, 1 mol.dm -1 h -1 and mol. The ratio of air: ethanol-1: 07: 1, at an average temperature of 405 ° C, achieved an ethanol conversion of 52.4% and a selectivity to acetaldehyde of 99.1%. The acetals content of the product was 0.8% by weight. and water 33.1 wt.

Příklad 5Example 5

Pri použití etanolu o konc. 69,7 % hmot. za experimentálně podobných podmienok ako v příklade 2 /teplota 401 °C, zaťaženie 271 mol.dm^^ .h 1, mol. poměr vzduch : etanol 1,09 :When ethanol with conc. 69.7 wt. under experimentally similar conditions as in Example 2 / temperature 401 ° C, load 271 mol.dm -1 .h 1 , mol. air: ethanol ratio 1,09:

: 1/ sa dosahuje konverzia etanolu 54,4 % a selektivita tvorby acetaldehydu 92,7 %. Produkt obsahuje tiež 3,5 % hmot. acetálu a 40,8 % hmot. vody.The conversion of ethanol was 54.4% and the selectivity of acetaldehyde formation was 92.7%. The product also contains 3.5 wt. % acetal and 40.8 wt. water.

Příklad 6Example 6

Tento příklad objasňuje vplyv mol. poměru vzduchu /kyslíka/ k etanolu na výsledky oxidácie a dehydrogenácie etanolu.This example illustrates the effect of moles. ratio of air / oxygen / ethanol to the results of ethanol oxidation and dehydrogenation.

Reakcia sa uskutočňuje za podobných podmienok ako v příklade 4 /teplota 402 °C, zaťaženie 247 mol.dm.^ .h-1/ s tým rozdielom, že sa použije mol. poiper vzduchu k etanolu 0,563 : 1. KeltThe reaction is carried out under similar conditions to that of Example 4 (temperature 402 ° C, loading 247 mol.dm.h -1 ) except that mol. poiper of air to ethanol 0.563: 1. Celt

Chromatografickou analýzou zloženia produktu vychádza konverzia etanolu 26,4 % a selektivita tvorby acetaldehydu 94,4 %. Produkt obsahuje 2,3 % hmot. acetálu, 2,5 % hmot. dietyléteru aChromatographic analysis of the product composition shows an ethanol conversion of 26.4% and a selectivity of acetaldehyde formation of 94.4%. The product contains 2.3 wt. % acetal, 2.5 wt. diethyl ether and

II, 2 % hmot. vody.II, 2 wt. water.

Příklad 7Example 7

Do reaktora z nehrdzavejúcej ocele sa nastrekuje pri 400 °C kvapalná zmes o zložení /% hmot./: 74,3 etanolu; 8,8 vody, 13,8 acetálov /acetaldehydmonoetylacetál a acetaldehyddietylacetál/ a 0,1 dietaléteru. Pri mol. pomere vzduch : etanol + acetál - 1,1:1a za—3 “1 “1 tíažení katalyzátora 248,5 mol.dmk fc.h /časová súradnica W/F - 2,81 g.h.mol / sa získá produkt Obsahujúci 0,8 % hmot. acetálu /konverzia 94,2 %/. Konverzia etanolu dosahuje 53,6 %.A liquid mixture of composition (% w / w): 74.3 ethanol is injected into the stainless steel reactor at 400 ° C; 8.8 water, 13.8 acetals (acetaldehyde monoethyl acetal and acetaldehyde diethyl acetal) and 0.1 diethyl ether. At mol. ratio of air: ethanol + acetal - 1,1: 1a for —3 “1“ 1 catalyst loading 248,5 mol.dm to fc.h / time coordinate W / F - 2,81 ghmol / gives product containing 0,8 % wt. acetal (conversion 94.2%). The ethanol conversion is 53.6%.

Příklad 8Example 8

Do reaktora z nehrdzavejúcej ocele sa pri 400 °C nastrekuje etanol s obsahom 2,1 % hmot.Ethanol containing 2.1 wt.% Is injected into the stainless steel reactor at 400 ° C.

214 341 acetálov a 10,2 % hmot. vody. Pri mol. pomere vzduch : etanol - 1,12 : 1 a zatíažení 252,1 mo.dm^^.h /časová súradnica W/F = 2,75 g.h.mol / sa získá produkt s obsahom 1,1 % hmot. acetálov /ktoré vznikájú aj v případe, že sa pracuje bez acetálu v nástreku/. Konverzia etanolu dosahuje 51,2 %.214,341 acetals and 10.2 wt. water. At mol. air: ethanol ratio - 1.12: 1 and a load of 252.1 mo.m · m · hr · h (time coordinate W (F = 2.75 g · h.mol)) yields a product with 1.1 wt. of acetals (which arise even when working without acetal in the feed). The ethanol conversion is 51.2%.

Příklad 9Example 9

Do reaktora z nehrdzavejúcej ocele sa pri teplote 520 °C nastrekuje syntetický nerafinovaný etanol o obsahu 92,5 % hmot., ktorý obsahuje ako příměsi malé množstvá acetaldehydu, dietyléteru, vyšších alkoholov /sek.butylalkohol/ a zvyšok do 100 % vodu.A synthetic unrefined ethanol of 92.5% by weight containing small amounts of acetaldehyde, diethyl ether, higher alcohols (sec.-butyl alcohol) and the remainder to 100% water is injected into the stainless steel reactor at 520 ° C.

Podmienky nástreku sa upravia na časovú súradnicu W/F= 1,1 g.h.mol 1 a mol. poměr vzduchu k etar.olu 1,1 : 1. Za uvedených podmienok sa dosahuje konverzia etanolu 58,0 % hmot. a selektivita tvorby acetaldehydu 93,5 %.The feed conditions are adjusted to a time coordinate W / F = 1.1 gmol 1 and mol. air to ethanol ratio 1.1: 1. Under the above conditions, ethanol conversion of 58.0 wt. and acetaldehyde formation selectivity 93.5%.

Příklad 10Example 10

Tento příklad objasňuje možnost1 zmenšenia náplně katalytického striebra a jeho náhrady či zriedenia inertnou náplňou, s ktorou sa strieborný katalyzátor premieša.This example illustrates the possibility 1 of reducing the catalytic silver charge and its replacement or dilution with an inert charge with which the silver catalyst is mixed.

Postup je podobný ako v příklade 2, len s tým rozdielom, že 5 g elektrolytického striebra sa premieša so 7 ci? inertnej náplně, ako prírodného zeolitu - klinoptilolitu alebo skleněných guličiek o priemere 0,5 mm /hmotnost1 katalyzátora v příklade 2 je 22,3 g/. Po naplnění do reaktora sa nastrekuje etanol /90,7 % hmot./ a vzduch. Mólový poměr vzduchu k etanolu = 1,22 : 1 a časová súradnica 2,91 g.h.mol Χ. Za týchto podmienok sa dosahuje konverzia etanolu 65 % a selektivita tvorby acetaldehydu 92 %.The procedure is similar to Example 2, except that 5 g of electrolytic silver is mixed with 7 ci? an inert filler such as natural zeolite-clinoptilolite or glass beads with a diameter of 0.5 mm (weight 1 of the catalyst in Example 2 is 22.3 g). After loading into the reactor, ethanol (90.7% w / w) and air were injected. The molar ratio of air to ethanol = 1.22: 1 and the time coordinate was 2.91 g / mol Χ . Under these conditions, the conversion of ethanol is 65% and the selectivity of acetaldehyde formation is 92%.

Příklad 11Example 11

V zmiešavači připravená zmes etanolu a vody, resp. priamo z výrobně etanolu prichádzajúci vodný roztok surového etanolu preohádza cez medzizásobník a potrubím 27 vstupuje do sýtiča 1, vyhrievaného parou a kruhovým prstencom, do ktorého tiež vstupuje trasou 25 regenerovaný etanol s přísadami acetaldehydu, acetálov a dietyléteru. Do spodnej časti sýtiča 1 sa privádza potrubím 26 filtrovaný vzduch. Predohriata zmes vzduchu s parami vody a organických látok, pozostávajúcich z etanolu a příměsí acetaldehydu, acetálov, dietyléteru a stop etylacetátu vstupuje do oxidačného reaktora 3 spolu s kvenčovacím zarladením trasou 2. V reaktora 3 je na sieťke uložené elektrolytické striebro ako oxidačný katalyzátor, pričom teplota reaktora sa udržuje na· hodnotě 445 + 20 °C. Mólový poměr vzduchu k etanolu je 1,19 :Mixture of ethanol and water, resp. The aqueous ethanol directly arriving from the ethanol production plant passes through the intermediate tank and via line 27 enters the choke 1, heated by steam and ring ring, to which also the regenerated ethanol with the addition of acetaldehyde, acetals and diethyl ether enters. Filtered air is supplied to the lower part of the choke 1 via line 26. The preheated air / water vapor / organic mixture consisting of ethanol and admixtures of acetaldehyde, acetals, diethyl ether and traces of ethyl acetate enters the oxidation reactor 3 together with the flushing line 2. The reactor is maintained at 445 + 20 ° C. The molar ratio of air to ethanol is 1.19:

: 1 a zaťaženie katalyzátora etanolom 240 mol.dm^^.h-1. Oxidová zmes sa rýchlo v nasledujúcej kvenčovacej časti tvorenej tepelným výmenníkom 28 reaktora 3 schladí na 150 až 100 °C, pričom získané teplo sa využívá na predohriatie východiskových surovin v sýtiči 1. Schladená zmes vstupuje trasou 4 do kondenzátora 5. Kondenzátor 5 sa připadne skrápá potrubím 6 prlvádzaných roztokom etanolu. Kvapalný podiel z kondenzátora 5 sa vedie trasou 10 a 12 do acetaldehydovej kolony 13, v případe nižších požiadaviek na čistotu trasou 10 až do kolony 17. Plyny a páry z aparátu. 5 prechádzajú potrubím 7 do extrakčnej kolony 8, ktorá je skrápaná vodou trasou 9. Kvapalná fáza preohádza potrubím 11 do acetaldehydovej kolony 13, pracujúcej pri přetlaku 0,11 až 0,17 MPa. Destilát-acetaldehyd sa potrubím 16 spravidla cez kondenzátor vedie do zásobníka 24 a z něho na distribúciu alebo dalšie využitie. Ochudobnený po214 341 diel zo spodu kolony 13 sa prepúštía trasou 15 do kolony 17, ktorá sa připadne skrápá čerstvým surovým etanolom privádzaným trasou 19. Vydestilovaný etanol, připadne s prímesami acetálov a etylacetátu sa vedře trasou 18 do medzizádobníka 20, odkial1 s čerstvou surovinou trasou 27 do sýtiča 1. Zvyšok z kolony 17 sa vedie trasou 21 na využitie 22 či oddelenie zvyškov kyseliny octovej, acetálov a esterov, připadne čistiareň odpadných vod a spravidla část odpadnej vody s obsahom příměsí vedlejších organických produktov sa vedie potrubím 23 do medzizásobníka etanolu 20.And a catalyst load of ethanol of 240 mol.dm -1 h -1 . The oxide mixture is rapidly cooled to 150 to 100 ° C in the subsequent flow heat exchanger 28 of reactor 3, whereby the recovered heat is used to preheat the feedstocks in the choke 1. The cooled mixture enters the condenser 5 via line 4. 6 in ethanol solution. The liquid fraction from the condenser 5 is passed through lines 10 and 12 to the acetaldehyde column 13, in the case of lower purity requirements, via line 10 to column 17. Gases and vapors from the apparatus. The liquid phase passes through line 11 to an acetaldehyde column 13 operating at an overpressure of 0.11 to 0.17 MPa. The distillate-acetaldehyde is routed via a conduit 16 through a condenser, as a rule, to a container 24 and from there for distribution or further use. The depleted 1414 341 pieces from the bottom of column 13 are passed through route 15 to column 17, which is optionally sprinkled with fresh crude ethanol fed in via route 19. Distilled ethanol, optionally with admixtures of acetals and ethyl acetate, is passed through line 18 to intermediate tank 20 from 1 to fresh feed. 27 to the choke 1. The residue from column 17 is passed through a route 21 for recovery 22 or separation of acetic acid residues, acetals and esters, optionally a waste water treatment plant and, as a rule, some waste water containing admixtures of by-products is passed through line 23 to the ethanol storage tank 20.

Claims (2)

PREDMET VYNÁLEZUOBJECT OF THE INVENTION 1. Sposob vyroby acetaldehydu parcialnou oxidáciou a/alebo dehydrogenáciou etanolu na striebornom katalyzátore pri teplote 340 až 640 °C, vyznačujúci sa tým, že na strieborný katalyzátor, pozostávajúci s výhodou z elektrolyticky připraveného krystalického striebra a/ alebo striebra na nosiči, s výhodou na zeolite ako nosiči, sa privádza zmes pár etanolu, vody a kyslík obsahujúceho plynu, s výhodou vzduchu, připadne tiež dietyléteru a monoetyla dietylacetálu, ako hlavných komponentov, pričom mólový poměr organických látok ku kyslík obsahujdcemu plynu, s výhodou k vzduchu, je nad hornou hranicou výbušnosti,spravidla pri mólovom pomere 0,5 až 2,5, pričom páry Surového produktu vyhádzajúce z reakčnej zóny sa rychlo schladzujú pod teplotu 340 °C, s výhodou na teplotu 200 až 50 °C, potom sa dalej dochladzujú a kondenzujú, s výhodou střápáním vodným roztokom etanolu, připadne navýšeProcess for the preparation of acetaldehyde by partial oxidation and / or dehydrogenation of ethanol on a silver catalyst at a temperature of 340 to 640 ° C, characterized in that for a silver catalyst, preferably consisting of electrolytically prepared crystalline silver and / or supported silver, preferably on zeolite as carrier, a mixture of ethanol, water and oxygen-containing gas, preferably air, optionally diethyl ether and monoethyl of diethyl acetal, as the main components, is fed, wherein the molar ratio of organic to oxygen-containing gas, preferably air, is above the upper limit explosives, typically at a molar ratio of 0.5 to 2.5, wherein the vapors of the crude product leaving the reaction zone are rapidly cooled below 340 ° C, preferably to 200 to 50 ° C, after which they are further cooled and condensed, preferably by shaking with an aqueous ethanol solution, if necessary L samotnou vodou a vytvořený acetaldehyd připadne tiež etylacetát a kyseliny octová sa oddelia, neskonvertovaný etanol i s časťou vody, acetálov, připadne tiež éterov sa recirkulujú.With water alone and the acetaldehyde formed, ethyl acetate and acetic acid are also separated, unconverted ethanol and some of the water, acetals and possibly also ethers are recirculated. 2. Zariadenie na výrobu acetaldehydu podlá podu 1, pozostávajúce zo sýtiča, reaktora, kondenzátora, kolon, zásobníkov, čerpadiel, výmenníkov, potrubí, armatúr a pomocných zariadení, vyznačujdce sa tým, že povodně zariadenie na výrobu formalínu pozostávajúce zo sýtiča /1/, reaktora /3/ a absorbčnej časti /5 a 8/ pre formaldehyd sa doplní deliacim systémom aspoň o jednu tlakovú rektifikačnú kolonu /13/ na delenie acetaldehydu od vyššievrúcich kvapalných podielov a spravidla jednu atmosferickú kolonu /17/, ako aj zásobníky na suroviny, medziprodúkt a produkt.A plant for the production of acetaldehyde according to Claim 1, comprising a choke, reactor, condenser, columns, reservoirs, pumps, exchangers, pipes, fittings and ancillary equipment, characterized in that the flood generating plant consists of a choke (1); of the reactor (3) and the absorption section (5 and 8) for formaldehyde are supplemented by a separation system with at least one pressure rectification column (13) for separating acetaldehyde from higher boiling fractions and generally one atmospheric column (17) as well as feedstock containers, intermediate and product.
CS832480A 1980-12-01 1980-12-01 Method and apparatus for the production of acetaldehyde CS214341B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS832480A CS214341B1 (en) 1980-12-01 1980-12-01 Method and apparatus for the production of acetaldehyde

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS832480A CS214341B1 (en) 1980-12-01 1980-12-01 Method and apparatus for the production of acetaldehyde

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS214341B1 true CS214341B1 (en) 1982-04-09

Family

ID=5433632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS832480A CS214341B1 (en) 1980-12-01 1980-12-01 Method and apparatus for the production of acetaldehyde

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS214341B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2270899C (en) Process for ethyl acetate production
JPS59500516A (en) How to produce ethanol
US5214185A (en) Continuous process for preparing dimethyl carbonate
US10597357B2 (en) Synthesis of methyl carbamate and dimethyl carbonate (DMC) in presence of stripping with inert gas or superheated vapours and a reactor for the same
JP2010159212A (en) Method for separating alcohol
KR20130041334A (en) Process for production of allyl acetate
CA2737398C (en) Synthesis process of polyol carbonate from polyols, conducted in using a solvent selective for polyols carbonates
JP4134761B2 (en) Production method of alkyl nitrite
UA54592C2 (en) A process for producing acetic acid
JPS62221639A (en) Manufacture of 1,2-dichloroethane
CS198231B2 (en) Method of the partial separation of water from gas mixture arising in vinyl acetate preparation
US5534648A (en) Process for continuously producing dimethyl carbonate
US4073816A (en) Process for the continuous production of monochloroalkanes
JP4134777B2 (en) Nitrite ester production method
KR20210040392A (en) A method for producing an aromatic nitrile compound, and a method for producing a carbonate ester
CS214341B1 (en) Method and apparatus for the production of acetaldehyde
US3741993A (en) Maleic anhydride process
US4150239A (en) Process for producing 1,4-glycol diester
CN108640812A (en) The synthetic method of one kind 2,3- dichloropropylenes
US3318955A (en) Production of formaldehyde
CN112457215B (en) Synthetic method of 3, 3-dimethoxypropionitrile
PL215800B1 (en) Method for glycerol chloro-hydrogenation
JPH0248541A (en) Production of terpene alcohol
RU2288909C1 (en) Method for preparing chlorinated derivatives of ethylene
WO2023099727A1 (en) Process for preparing isoprenal and/or prenal