CS215358B1

CS215358B1 - Způsob destilačního dělení reakční směsi pít výrobě vodného roztoku peroxidu vodíku

Info

Publication number: CS215358B1
Application number: CS283380A
Authority: CS
Inventors: Vlastimil Moran
Original assignee: Vlastimil Moran
Priority date: 1980-04-23
Filing date: 1980-04-23
Publication date: 1982-08-27

Abstract

Vynález se týká způsobu dělení reakční směsi při výrobě vodného roztoku peroxidu vodíku oxidací isopropanolu molekulárním vzdušným kyslíkem. Část hlavového produktu z prvního destilačního stupně je po oddělení vodného roztoku peroxidu vodíku od směsi isopropanolu a acetonu zavedena v plynné fázi přímo do druhého destilačního stupně. Vynález je možno využít při výrobě peroxidu vodíku oxidací isopropanolu vzdušným kyslíkem

Description

Vynález se týká způsobu destilačního dělení reakční ;měsi při výrobě vodného roztoku peroxidu vodíku oxidací isopropanolu molekulárním vzdušným kyslíkem.

Při výrobě vodného roztoku peroxidu vodíku a současně acetonu jako vedlejšího výrobku oxidací isopropanolu molekulárním vzdušným kyslíkem v oxidačním reaktoru při teplotě 360 až 420 K a tlaku 1,0 až 2,5 MPa v kapalné fázi je reakční směs, obsahující peroxid vodíku, aceton, nezreagovaný isopropanol a vodu, dělena destilací na jednotlivé složky obvykle na dvoukolonovém systému při atmosférickém tlaku. Dělení se provádí tak, že z prvé destilační kolony je spodem kolony odváděn v kapalné fázi vodný roztok peroxidu vodíku jako finální výrobek, hlavou kolony ve fázi plynné je pak odváděna směs par acetonu, nezreagovaného isopropanolu a vody, která je všechna zkondensována ve vodou chlazeném kondensátoru a jímána v nádrži. Část tohoto kondensátu je k dosažení rektifikačního účinku vracena na hlavu téže kolony jako zpětný tok, zbylá část, odpovídající součtu množství reakcí vzniklého acetonu, nezreagovaného isopropanolu a přebytečné vody, je pak v kapalné fázi vedena jako nástřik přes výměník a špičkový předehřívač do druhé destilační kolony. V této koloně nastane rozdělení nastřikované směsi na vratný, vodnatý isopropanol, odtahovaný v kapalné fázi spodem kolony a recyklovaný zpět do oxidačního reaktoru, a na páry čistého acetonu, odváděné hlavou kolony, jež jsou zkondensovány v kondensátoru. Kapalný aceton je pak zčásti veden na hlavu téže kolony jako zpětný tok, zbylá část, odpovídající množství reakcí vzniklého acetonu, je odváděna jako finální výrobek.

Při tomto obvyklém způsobu destilačního dělení reakční směsi je k dělení acetonu od vratného vodnatého isopropanolu v druhé destilační koloně nutno přivádět teplo, obvykle ve formě cizí, tlakové vodní páry, do vařáku ve spodní části této destilační kolony. Množství potřebného tepla je závislé na požadované čistotě acetonu, která se pohybuje v rozmezí 98,0 až 99,8 % acetonu. V takovém případě činí potřeba otopného tepla při střední požadované čistotě acetonu asi 2,1 GJ tepla na 1 t vyrobeného vodného roztoku peroxidu vodíku v přepočtu na 100 % H₂O₂. K předání tohoto tepla je potřebí značné výměnné plochy vařáku; dále je nutno zkondensovat celé množství směsi par acetonu a nezreagovaného vodnatého isopropanolu odcházející hlavou prvé dělicí destilační kolony, což vyžaduje jednak značné množství chladicí vody, jednak značnou výměnnou plochu příslušného kondensátoru.

Uvedené nevýhody dosavadního způsobu destilačního dělení reakční směsi při výrobě vodného roztoku peroxidu vodíku a současně acetonu oxidací isopropanolu molekulárním vzdušným kyslíkem jsou odstraněny způsobem destilačního dělení reakční směsi podle vynálezu, jehož podstatou je, žc část par hlavového produktu z prvého destilačního stupně po oddělení vodného roztoku peroxidu vodíku v množství odpovídajícím 20 až 30 % celkového nástřiku do druhého destilačního stupně je zavedena jako nástřik v plynné fázi přímo do druhého destilačního stupně.

Způsob dělení reakční směsi podle vynálezu má tyto výhody:

úsporu tepla z cizího zdroje při otopu druhé destilační kolony;

úsporu chladicí vody k odvodu a k rozptylu kondensaěního tepla části hlavového produktu z prvé destilační kolony;

možnost zmenšení výměnných ploch kondensátoru u prvé destilační kolony a topného vařáku u druhé destilační kolony a tím danou investiční úsporu při výstavbě nové výrobny;

možnost relativně levné výroby vysoce čistého acetonu; v tom případě podíl nástřiku zavedeného do druhé destilační kolony v plynné fázi může přesáhnout 30 % z celého množství nástřiku, což je umožněno provozním režimem destilace acetonu s vysokým refluxním poměrem, vyžadujícím vyšší celkovou potřebu tepla. '

Na připojeném výkrese je zobrazeno jedno z možných zapojení zařízení na provádění způsobu podle vynálezu.

Reaktor 1 je opatřen potrubím 11 pro přívod isopropanolu potrubím 12 pro přívod vzduchu, potrubím 13 pro přívod zředovaeí vody, a potrubím 14 pro odvod reakční směsi do nástřiku kolony 2 prvního stupně, s parním vařákem 21 a cirkulačním potrubím 22. V hlavě kolony 2 prvního stupně je upraveno potrubí 24 pro odvod par acetonu, vody a nezreagovaného isopropanolu do vodního kondensátoru 23. Z potrubí 24 pro odvod par je odvětveno potrubí 25 do nástřiku destilační kolony 4 druhého stupně. Z kondensátoru 23 je vyvedeno potrubí 26 pro odvod kondensátu do sběrné nádržky 3. Z nádržky 3 je vyvedeno přes čerpadlo 31 potrubí 27 pro zpětný tok kolony 2 prvního stupně a přes čerpadlo 33 potrubí 32 pro nástřik do kolony 4 druhého stupně. Kolona 4 druhého stupně je opatřena parním vařákem 43 s cirkulačním potrubím 44, potrubím 45 pro odvod vodnatého isopropanolu do reaktoru 1 a potrubím 41 pro odvod par acetonu do kondensátoru 42. Kondensátor 42 je opatřen potrubím 46 pro odvod kondensátu do sběrné nádrže 5. Sběrná nádrž 5 je opatřena potrubím 52, jež je vyvedeno přes čerpadlo 51 do kolony 4 druhého stupně jako potrubí zpětného toku, a potrubím 53 pro odvod acetonu.

Způsob podle vynálezu je blíže vysvětlen v dále uvedeném příkladu, v němž je ukázán v provedení, kdy do druhé destilační kolony je veden nástřik v plynné fázi v množství představujícím asi 30 % z množství celého nástřiku, přičemž zbylé množství je nastřikováno ve fázi kapalné.

PříkladReakční směs vystupující potrubím 14 z reaktoru 1, do něhož je přiváděn isopropanol jako surovina potrubím 11, reakční vzduch potrubím 12 a ředící voda potrubím 13, je vedena do prvé destilační kolony 2, vytápěné parním vařákem 21. Spodem této kolony je potrubím 28 odváděn hotový vyrobený vodný roztok peroxidu vodíku, hlavou destilační kolony odchází potrubím 2-4 v plynné fázi část směsi par isopropanolu a acetonu do vodou regulovaně chlazeného kondensátoru 23, kde zkondensuje, a je v kapalné fázi vedena potrubím 26 do nádrže 3. Z ní je čerpána čerpadlem 31 a potrubím 27 vedena jako zpětný tok do téže destilaění kolony 2. Zbylá část směsi par isopropanolu a acetonu v množství odpovídajícím asi 30 % celého množství nástřiku je podle vynálezu vedena jako nástřik v plynné fázi potrubím 25 do druhé destilační kolony 4 vytápěné parním vařákem 43. Z nádrže 3 je čerpadlem 33 a potrubím 32 čerpána zbývající část nástřiku v kapalné fázi rovněž do destilaění kolony 4.. V ní je všechen nástřik rozdestilován na aceton, odváděný z hlavy potrubím 41 do kondensátoru 42 a z něho potrubím 46 do nádrže 5. Část kapalného acetonu je z nádrže 5 čerpána čerpadlem 51 a vedena potrubím 52 do téže destilaění kolony 4 jako zpětný tok, zbylá část kapalného acetonu je z nádrže 5 odváděna potrubím 53 jako hotový výrobek s obsahem až % acetonu. Ze spodku destilaění kolony 4 je potrubím 45 odváděn nezreagovaný vodnatý isopropanol, který je recyklován zpět na začátek výrobního procesu.

Zvýšený ekonomický účinek, dosahovaný na příkladu výrobního zařízení o kapacitě 7500 t/rok peroxidu vodíku v přepočtu na 100 % H₂O₂ a současně 12 800 t/rok acetonu způsobem podle vynálezu je proti dosavadním způsobům charakterizován:

snížením spotřeby cizí topné páry o cca 0,6 t/h = = 4600 t/rok;

snížením spotřeby chladicí vody o cca 32 m³/h = = 249 000 m³/rok;

snížením potřeby výměnné plochy kondensátoru prvé destilaění kolony a výměnné plochy parního vařáku druhé destilaóní kolony, což má za následek snížení investičních nákladů;

zvýšením investičních nákladů na zřízení nového potrubí pro nástřik v plynné fázi z hlavy prvé do středu druhé destilaění kolony.

Claims

Způsob destilačního dělení reakční směsi při výrobě vodného roztoku peroxidu vodíku se současnou výrobou acetonu oxidací isopropanolu molekulárním kyslíkem, vyznačený tím, že část par hlavového produktu z prvého destilačního

VYNÁLEZU stupně po oddělení vodného roztoku peroxidu vodíku v množství odpovídajícím 20 až 30 % celkového nástřiku do druhého destilačního stupně je zavedena jako nástřik v plynné fázi přímo do druhého destilačního stupně.