CS224675B1 - Spósob přípravy zmesi alkohol-vzduch pře výrobu aldehydov na kovových katalyzátoroch - Google Patents

Description

.μ 224 675

Vynález rieši spósob přípravy zmesi alkohol-vzduch, pre vý-robu aldehydov oxidačnou dehydrogenáciou alkoholov vzduchom vplynnéj fáze na kovových katalyzátoroch. Výroba formaldehydu alebo vyšších aldehydov z metanolu ale-bo příslušných vyšších alkoholov sa uskutečňuje oxidačnou dehy-drogenáciou vzduchom v plynnéj fáze na kovových katalyzátoroch,přednostně na striebre, alebo oxidáciou vzduchom v plynnéj fázena oxidových katalyzátoroch, přednostně na oxidoch molybdénu aželeza*

Pri postupe výroby formaldehydu z metanolu použivajúcom ď-xidový katalyzátor /ZSSR pat, 408 504/ pri teplota 530-650 Kprebiehajú vedla seba rakcie: CH30H + (5,5 02 * CH2O + H2G -158,3 kO mol CH2O + (3,5 02 -HCOOH resp, CO + H20 ΔΗ= -215 kO mol"1

Pri postupe výroby formaldehydu z metanolu použivajúcomstrieborný katalyzátor v róznej formě a rázného uloženia /ČSSRpat. 167 763, ZSSR pat. 175 043, ZSSR pat. 358 310, NSR pat. 1 231 22£ I, NSR pat, 1 285 995/ prebiehajú vedla seba reakcie: CH?OH w H2 δΗ« 85,3 kOmol"1 " * CHgU + CHjOH + 0,5 02- -* CH20 + h2o ΔΗ·~155,3 kOmol"1 H2 + <3,5 02- H20 aHu-243 kOmol"1 CHjOH + 1,5 02- —* C02 + 2 H20 δΗβ-674 kOmol"1 ck2o + °2 - —C02 + h2o ΔΗ«-519 kOmol“1 ck2o + <3,5 02- —* HCOOH resp,CO + h2o δΗ«-215 kOmol"1 ch2o ř=^ CO + h2 ΔΗβ 12,5 kOmol - 2 - 224 875

Kombinovaný výrobný postup použiva v prvom reaktore strie-borný katalyzátor, a po přidáni vzduchu do zkonvertovanéj zmesi,používá v druhom reaktore oxidový katalyzátor /US pat, 2 519 788,US pat, 3 987 107/, Výrobný postup používajúci strieborný katalyzátor je vovšeobecnosti uskutočňovaný vedením zmesi metanol-vzduch, připadneaj inert, vyhriatej na teplotu 360-390 K, cez vyhriaty nepohybli-vý katalyzátor pri teplote 820-970 K a pri tlaku 50-200 kPa skoncentráciou metanolu vo vzduchu nad hornou medzou výbušnosti.Konvertovaný plyn sa ochladzuje bezprostredne za katalytickýmlóžkom, vedle sa do kondenzátora, kde časť formaldehydu, metanolua vodv skondenzuje, Získaný roztok a plyn sa privádza do absor-béra, kde sa z plynu protiprúdne vodou vypiera formaldehyd a me-tanol, Reguláciou množstva vody do absorbéra sa upravuje koncen-trácia formaldehydu v konečnom produkte,

Pri postupe použivajúcom vzduchometanolovú zmes s pridavkomvody prebieha úplná premena metanolu pričom je možno dosiahnuťkoncentráciu formaldehydu vo vodě až 42%,avšak v produkte ostávámalá časť nezreagovaného metanolu,

Pri postupe použivajúcom vzduchometanolovú zmes s prebytkommetanolu kde prebieha neúplná premena metanolu sa za absorbér za-raduje rektifikačná kolona na oddelenie nezreagovaného metanolu.Oddestilovaný metanol sa recykluje do procesu. Takto sa dosahujeaž 50%-ný roztok formaldehydu vo vodě s koncentráciou metanolupod 1%,

Priprava zmesi metanol - voda - vzduch pre postupy s úplnoupremenou metanolu sa uskutočňuje v sytiacom zariadeni typu rekti-fikačnej kolony, pozostávajúcom z odparovaka a rektifikačnej čas-ti /PÍR pat, 54 939, NSR pat, 2 323 758/, Zmes metanol-voda urče-ného zloženia premiešaná v pieskovom filtri sa privádza na vrchnúetáž a přepadává cez etáže do odparovaka. Pod hladinu odparovakasa privádza vzduch, ktorý sa prechodom cez etáže sýti metanolema vodou. Na dne odparovaka, ktorý je vyhrievaný parou sa zhro-mažduje odkal, ktorý je v podstatě voda s malým množstvom metano-lu, Odkal sa použiva do absorpcie formaldehydu, Reguláciou teplo-ty v sytiacom zariadeni, množstva vzduchu, zmesi metanol-voda aodkalu, sa dosahuje požadované množstvo zmesi metanol-voda-vzducha ich konstantně koncentrácie· 3 - 224 875 Příprava zmesi metanol-vzduch pra postupy s neúplnou pře-měnou metanolu sa uskutočňuje v sytiacom zariadení typu odparo-vaka s prebublávaním vzduchom, Do sytiaceho zariadenia sa pri-vádza vratný metanol, z rektifikačnej kolony na úpravu produktu,čerstvý metanol a vzduch pod Hadinu metanolu, Cirkuláciou meta-nolu cez kondenzátor sa získává časť tepla na vyparovanie meta-nolu a časť tepla sa získává vyhrievaním vodnou pácou, Množstvovratného metanolu, z rektifikačnej kolony na úpravu produktu,koliše, v závislosti od konverzie metanolu na katalytickom lóž-ku a režimu práce rektifikačnej kolony na úpravu produktu.Množstvo čerstvého metanolu je regulované tak, aby kompenzovalokolisanie množstva vratného metanolu, Požadovaná koncentráciametanolu vo vzduchu sa dosahuje reguláciou prietoku Vzduchu,hladiny metanolu v sytiacom zariadeni a jeho teploty. Nevýhodoutohoto postupu je, že vratný metanol obsahuje formaldehyd, kto-rý po vypařeni sa dostává v zmesi metanol-vzduch na katalytickélóžko, Formaldehyd prichádzajúci v plynnej zmesi sa premieňa naoxidy uhlika a vodu, Sim sa zvyšujú chemické straty metanolu azároveň znižuje konverziu metanolu na formaldehyd, Pripadny od-kal z tohoto zariadenia je v podstatě metanol s přibližné 5%hmot, formaldehydu a 10% hmot, vody a vedie sa do absorpcie.

Podstatou tohoto vynálezu je spósob přípravy zmesi alko-hol-vzduch pre výrobu aldehydov oxidačnou dehydrogenáciou alko-holov vzducbom v plynnej fáze na kovových katalyzátoroch s vý-hodou na kryštalickom striebre. Vyznačuje sa tým, že časť čerst-vého alkoholu 6 v množstvo od i do 70% s výhodou od 2 do 40%celkového čerstvého alkoholu 3, do sytiaceho zariadenia privá-dzanóho s konštantným nátokom, s výhodou o teplota alkoholu vsytiacom zariadeni, sa privádza dó rektifikačnej časti 2 sytia-ceho zariadenia na prvú až n-1 etáž v smere prúdenia plynnejzmesi s výhodou do jej strednej časti ako je to znázorněné vpříloha,

Sytiace zariadenia na přípravu zmesi alkohol-vzduch je zlo-ženó z odparovacej časti 1 a rektifikačnej časti 2, Reguláciouteploty alkoholu, jeho výšky nad privodom vzduchu 5, v sytiacejčasti 1. zariadenia, nátokom čerstvého alkoholu 3. kompenzujúcnepravidelný nátok vrátného alkoholu 4 a reguláciou množstvavzduchu 5 sa dosahuje potřebné množstvo a koncentračné parametre 4 224 875 plynnej zmesi alkohol-vzduch» Reguláciou nátoku časti čerstvéhoalkoholu 6 do rektifikačnej časti 2 sytiaceho zariadenia a regu-láciou množstva odkalu 7 zo sytiaceho zariadenia sa připravujeplynná ztnes alkohol-vzduch so zníženým množstvom vyššievrúcich,pre reakčný proces nežiadúcich zložiek· Výhodou je, ak rektifi-kačná časť 2 je tvořená klobúčikovými etážami s počtom od trochdo sedem, s výhodou od troch do páť. Odkal 7 zo sytiaceho zaria-denia sa odvádza do absorpčnej kolony· Výhodou tohoto postupu je příprava plynnej zmesi alkohol-vzduch s malým množstvom látok vrúcich nad teplotou varu alko-holu, čo má priaznivý vplyv na konverziu a selektivitu oxidačnějdehydrogenácie alkoholu vzduchom na příslušný aldehyd ako to vy-plynie z nasledovných príkladov» Příklad 1

Do sytiaceho zariadenia typu odparovaka s prebublávaním

3 X 3 X vzduchom sa privádza 10,26x10" kg s” čerstvého, 8,12xl0“°kg s~ —3 3 -1 vratného metanolu a 14,11x10 m s vzduchu, Zo sytiaceho za- riadenia sa odkaluje 0,43x10 kg s~ metanolu, ktorý sa vedie do absorpčnej kolony· V sytiacom zariadení vzniknutá zmes sa pre-hrieva na teplotu 370 J< a pretláča sa tlakom 0,138 MPa cez jedenkilogram strieborného katalyzátore o teplote 850 !<· Konvertovanáplynná zmes obsahujúca formaldehyd, vodu a nezreagovaný metanolsa po ochladeni vo výmenníku tepla a po čiastočnej kondenzácii v kondenzátore privádza do absorpčnej kolony do ktorej sa nastre-

•*3 **X kuje 12,59x10“ kg s“ vody na absorpciu formaldehydu a metanolu z plynu» Rektifikáciou vzniknutej kvapalnej zmesi sa získává-3 -1 8,12x10 kg s metanolu, ktorý sa vracia do procesu a«3 —1 24,52x10 kg s produktu o zloženi 35% hmot, formaldehydu, 0,7% hmot, metanolu a 63,3 hmot, vody· Příklad 2

Do sytiaceho zariadenia pozostávajúceho z odparovaka s pre-bublávaním vzduchu 1 a rektifikačnej kolony 2 sa privádza «2 a ** ·χ 4 11,29x10" kg s" čerstvého 3, 7,09x10" kg s” vrátného metáno- lu 4 a 14,11x10" m s“ vzduchu 5, Z toho vzduch 5, vratný me-"" -3 -1 — tanol 4 a 9,032x10 kg s čerstvého metanolu 2 sa privádza do “ -3 -1 odparovacej časti 1, a 2,258x10 kg ε čerstvého metanolu 6 saprivádza do středu rektifikačnej časti 2 sytiaceho zariadenia akoje to· znázorněné v prílohe, Zo sytiaceho zariadenia sa odkaluje - 5 - 224 675 ·" 3 *·1 * 0,43x10“ kg s” metanolu 7, ktorý sa vedie do absorpčnej kolo-ny. V sytiacom zariadeni vzniknutá zmas sa prahrieva na teplotu370 K a pretláča sa tlakom 0,138 MPa csz jeden kilogram strie-borného katalyzátora o teplote 850 K. Konvertovaná plynná zmesobsahujúca formaldehyd, vodu a nezreagovaný metanol sa po ochladění vo výmenniku tepla a po čiastočnej kondenzácii v kondenzá-tore privádza doabsorpčnej kolony, do ktorej sa.nastrekuje13,83x1ο“*5 kg s“1 vody na absorpciu formaldehydu a metanolu z plynu. Rektifikáciou vzniknutej kvapalnej zmesi sa získává -3 -1 7,09x10 kg s metanolu 4, ktorý sa vracia do procesu a26,97xlO“3 kg s"1 produktu o zložení 36% hmot, formaldehydu,0,7% hmot. metanolu a 63,3 hmot. vody.

Claims (1)

1. PREDMET VYN A L E Z II 224 875 Spósob přípravy zmesi alkohol-vzduch pre výrobu aldehydovoxidačnou dehydrogenáciou alkoholov vzduchom v plynnej fáze nakovových katalyzátoroch s výhodou na kryštalickom striebre vy-značujúci sa tým, že vratný alkohol a časť čerstvého v množstveod 30 do 99% z celkového čerstvého do procesu privádzaného al-koholu sa splyňuje vzduchom a vzniknutá plynná zmes sa d<rápačastou čerstvého alkoholu v množstve od 1 do 70% z celkovéhočerstného do procesu privádzaného alkoholu, pričom táto časťčerstvého alkoholu je prxvádzaná do strednej časti zóny kontaktukvapaliny a plynnej zmesi.