Vynález se týká způsobu přípravy uhlovodíkových derivátů z uhlovodíkové suroviny a z plynu obsahujícího kyslík, který se provádí v přítomnosti vhodného katalyzátoru. Konkrétně je možno postupem podle uvedeného vynálezu dosáhnout vyšší produktivity za současného snížení nebo eliminování nebezpečí exploze nebo vzniku požáru na stávajících zařízeních na výrobu uhlovodíkových derivátů nebo na nových zařízeních uvedeného typu, u kterých se požadovaná reakce provádí v reaktoru v parní fázi, při níž se požadovaný petrochemický produkt vyrábí z uhlovodíku a z kyslíku.

Dosavadní stav techniky

Podle dosavadního stavu techniky jsou známy nejrůznější typy výrob, při kterých se požadované uhlovodíkové deriváty vyrábí běžným způsobem v průmyslovém měřítku parciální oxidací vhodného uhlovodíku v parní fázi za použití vhodného katalyzátoru a v přítomnosti plynu obsahujícího kyslík. V tomto směruje možno například uvést výrobu cyklických anhydridů, která v průmyslovém měřítku probíhá běžným způsobem tak, že se provádí katalytická parciální oxidace aromatických uhlovodíků, jako je například o-xylen nebo benzen, nebo uhlovodíků s přímým řetězcem, jako je například n-butan nebo buten, v parní fázi a v přítomnosti plynu obsahujícího kyslík, přičemž tato výroba probíhá v přítomnosti vhodného katalyzátoru, například katalyzátoru obsahujícího vanadium. Podobným způsobem jako byl uveden shora se vyrábí i další uhlovodíkové deriváty, jako jsou například nitrily, alkylenoxídy, aldehydy a halogenované uhlovodíky, přičemž výroba těchto uhlovodíkových derivátů se rovněž provádí parciální oxidací vhodných alkanů a alkenů v přítomnosti vhodných zvolených katalyzátorů. Jako plynu obsahujícího kyslík se v běžném provedení používá vzduchu, neboť použití vzduchuje výhodné z hlediska nízkých nákladů a snadné dostupnosti této suroviny. Výše uvedené reakce se provádějí ve vhodném reaktoru jakéhokoliv typu, jako je například reaktor s pevným ložem, reaktor s fluidním ložem, reaktor s pohyblivým ložem, reaktor se sprchovým ložem nebo reaktor s unášeným ložem, přičemž při těchto uvedených výrobách vznikají požadované uhlovodíkové deriváty a kromě tohoto požadovaného produktu dále obvykle vzniká oxid uhelnatý CO, oxid uhličitý CO₂, voda a malé množství dalších vedlejších produktů, které vznikají parciální oxidací výchozích látek. Sestava reakčních zařízení k provádění výroby uhlovodíkových derivátů výše uvedeného typu obvykle zahrnuje reaktor, ve kterém se vyrábějí uhlovodíkové deriváty, dále promývací zařízení, neboli skrubr, ve kterém jsou vzniklé uhlovodíkové deriváty oddělovány promýváním z plynů odváděných z reaktoru za pomoci vody nebo jiného rozpouštědla daného uhlovodíku, a dále tato sestava zahrnuje další prostředky pro zpracovávání plynu odváděného z promývacího zařízení.

Podle dosavadního stavu techniky je běžné provádět postupy výše uvedeného typu metodou s jedním průchodem reakčních složek daným výrobním zařízením se snahou co nejvíce zvýšit konverzi výchozího zpracovávaného uhlovodíku na požadovaný petrochemický produkt. V provedení podle této metody dochází k tomu, že je dosahováno nízké celkové účinnosti, neboť selektivita požadovaného petrochemického produktu je pod hodnotou odpovídající maximální hodnotě. V důsledku této skutečnosti obsahuje plyn odváděný z promývacího zařízení značné množství oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého, kromě nezreagovaného výchozího zpracovávaného uhlovodíku. Takto vyrobené produkty se v obvyklém provedení spalují, takže jedinou návratnou hodnotou, která se získává z takto produkovaných látek, je pouze teplo vznikající spalováním uvedených produktů. V pozdější době byly podle dosavadního stavu techniky navrženy postupy, při kterých byla část z plynů odváděných z promývacího zařízení recyklována, konverze uhlovodíkové nástřikové suroviny byla snížena a selektivita uhlovodíkové konverze na požadovaný petrochemický produkt byla zvýšena. Podle těchto postupů byl rovněž

-1 CZ 289137 B6 zbytkový podíl výstupních plynů vypouštěn ze zpracovávacího systému za účelem zabránění hromadění oxidu uhelnatého, oxidu uhličitého a dusíku (který je přiváděn do tohoto systému v důsledku přivádění vzduchu do systému jako zdroje kyslíku) v daném výrobním zařízení. Tato zlepšení se u daných výrobních zařízení projevila tak, že se snížila konverze při jednom průchodu 5 reakčních složek daným výrobním zařízením, ale bylo dosaženo zvýšení celkové účinnosti procesu.

V patentu Německé spolkové republiky č. DE-A-25 44 972 se uvádí proces výroby anhydridu kyseliny maleinové, při kterém se do reaktoru na výrobu tohoto produktu přivádí nástřiková io surovina obsahující uhlovodíky se 4 atomy uhlíku, vzduch, oxid uhelnatý CO a oxid uhličitý CO₂. Při provádění postupu podle tohoto patentu se anhvdrid kyseliny maleinové odděluje z plynného proudu odváděného z reaktoru, přičemž část zbývajícího proudu odváděného z tohoto reaktoru se recykluje. V této publikaci je rovněž uveden postup zpětného získání butanu adsorpční metodou s kolísáním teplot z nerecyklovaného plynového proudu, přičemž takto zpětně získaný butan se potom znovu zavádí do reaktoru na výrobu anhydridu kyseliny maleinové.

V patentu Spojených států amerických č. 4 352 755 se popisuje postup výroby anhydridu kyseliny maleinové, který se provádí v parní fázi a používá se při něm recyklu, přičemž se do reakce uvádí uhlovodík s přímým řetězcem obsahující 4 atomy uhlíku s kyslíkem a reakce se provádí v přítomnosti oxidu uhličitého CO₂. V postupu podle tohoto patentu může plynná směs obsahovat až 30 objemových procent oxidu uhličitého jako inertní ředicí látky, přičemž tato plynná směs obsahuje přinejmenším 25 objemových procent uhlovodíku se 4 atomy uhlíku.

Při provádění tohoto postupu, při kterém se část z proudu plynu odváděného z reaktoru k provádění parciální oxidace uhlovodíku v plynné fázi recykluje, se zvýší pořizovací náklady ve srovnání s postupy, při kterých se používá jednoho průchodu reakčních složek výrobním zařízením, neboť při provádění těchto recyklových postupů je nutno zvětšit velikost reaktoru a s tímto reaktorem spojených navazujících jednotek v důsledku nutnosti manipulace s většími objemy oxidu uhelnatého, oxidu uhličitého a dusíku, kterých se používá při provádění těchto recyklových postupů. Tento problém se ještě zvyšuje v případech, kdy se jako ředicího plynu, neboli ředidla, používá plynů s nízkou tepelnou kapacitou, jako je například dusík, neboť v těchto případech je nutno použít větších průtokových množství plynu, aby bylo dosaženo odpovídajícího odstraňování tepla a zabránění přehřátí reaktoru.

Další problém spojený s výrobou petrochemických produktů v plynové fázi oxidací uhlovodíků plynem obsahujícím kyslík spočívá v tom, že vzhledem k tomu, že se tato reakce provádí při zvýšených teplotách, existuje při provádění těchto postupů stále trvající nebezpečí vzniku požáru nebo exploze v reaktoru nebo v provozních jednotkách a v potrubích, které jsou napojeny na tento reaktor. Vzhledem k výše uvedenému je nutno koncentraci reakčních látek v systémech 40 tohoto typu udržovat na takové úrovni, aby reakční směs byla udržována mimo rozmezí, při kterém dochází k zapálení této směsi, to znamená mimo mez zápalnosti. I přesto, že dusík slouží k zúžení tohoto rozmezí, při kterém dochází k zapálení směsi, neboli k zúžení meze zápalnosti, v případech, kdy se používá vzduch jako zdroj kyslíku pro provedení uvedené reakce, je stále ještě rozmezí zápalnosti pro danou směs obsahující uhlovodík a vzduch dosti široké. V důsledku toho je při provádění těchto postupů podle dosavadního stavu techniky běžné pracovat v reaktorech na oxidaci uhlovodíků v plynové fázi s nízkými koncentracemi uhlovodíku, při kterých zůstává reakční směs mimo uvedenou mez zápalnosti.

V patentu Spojených států amerických č. 4 231 943 se popisuje postup výroby anhydridu 50 kyseliny maleinové reakcí n-butanu a vzduchu v přítomnosti katalyzátoru, který obsahuje vanadium a fosfor ve formě oxidů. V postupu podle tohoto patentuje použit stupeň, při kterém se z plynného proudu odváděného z oxidačního reaktoru zpětně získává anhydrid kyseliny maleinové a takto zpracovaný proud, který je zbaven anhydridu kyseliny maleinové, se přímo recykluje do reaktoru na výrobu anhydridu kyseliny maleinové, přičemž ze zbývajícího plynného

-2CZ 289137 B6 proudu odváděného z procesu se odděluje relativně čistý n-butan a tento relativně čistý n-butan se zpětně recykluje do proudu uváděného jako nástřik do reaktoru.

V patentu Spojených států amerických č. 3 904 652 se popisuje postup výroby anhydridů kyseliny maleinové v plynové fázi, přičemž při tomto postupu se jako oxidačního plynu používá kyslíku, a inertní plyn, jako je například dusík, argon, helium nebo nižší uhlovodík, se přivádí do reaktoru společně s n-butanem a kyslíkem, a tento inertní plyn slouží při provádění tohoto procesu jako ředidlo ke snížení koncentrace kyslíku a butanu v reaktoru pod určitou mez, při které se tvoří z těchto složek zápalná směs.

Při provádění tohoto postupu podle uvedeného patentu se část z proudu plynu, který se odvádí z reaktoru, a který obsahuje kromě butanu ještě oxid uhelnatý, oxid uhličitý a inertní plyn, recykluje zpět do reaktoru. Jedna z nevýhod tohoto postupu spočívá v tom, že při recyklování oxidu uhelnatého se zvyšuje nebezpečí vzniku požáru a exploze, neboť oxid uhelnatý je sám o sobě vysoce zápalný.

V patentu Spojených států amerických č. 4 352 755 se popisuje postup výroby anhydridů kyseliny maleinové, který je prováděn v parní fázi a při kterém se používá recyklu, přičemž při provádění tohoto postupu se do reakce uvádí uhlovodík obsahující 4 atomy uhlíku s přímým řetězcem s kyslíkem v přítomnosti oxidu uhličitého CO₂. Při provádění tohoto postupu popsaného ve výše citovaném patentu obsahuje plynová směs až 30 procent objemových oxidu uhličitého jako inertní ředicí látky a dále obsahuje tato plynová směs přinejmenším 25 objemových procent uhlovodíku obsahujícího 4 atomy uhlíku. V postupu podle tohoto patentu se používá maximálně 2 procenta objemová (na objem směsi) oxidu uhelnatého v oxidační fázi, přičemž ve výhodném provedení postupu podle tohoto patentu se koncentrace oxidu uhelnatého udržuje v této oxidační fázi maximálně na 1 procentu objemovém (vztaženo na objem směsi). Jestliže se použije větších množství uhlovodíku obsahujícího 4 atomy uhlíku při provádění tohoto postupu, potom může dojít k tomu, že se použitá plynová směs v daném systému stane zápalnou.

V patentu Spojených států amerických č. 4 987 239 se uvádí postup výroby anhydridů reakcí příslušných odpovídajících potřebných uhlovodíků s plynem obsahujícím kyslík v přítomnosti vhodného katalyzátoru. Při provádění postupu podle tohoto patentu se používá selektivního separátorů, přičemž pomocí tohoto selektivního separátorů se vytváří recykl, pomocí kterého se vrací podstatná část nezreagovaného výchozího uhlovodíku do nástřikové fáze a rovněž se kontroluje množství plynné látky, která potlačuje zapálení plynné směsi.

Podstata vynálezu

Vzhledem ke stále se zvyšujícím požadavkům na bezpečnost provozu uvedených zařízení a snahám splnit tento cíl, a rovněž i s ohledem na úspory energie, je stále trvajícím cílem a úsilím pracovníků pracujících v oboru těchto chemických procesů, při kterých se používá kyslíku a zápalných sloučenin, zmenšit nebezpečí při provozu těchto zařízení vyplývající z možnosti požáru nebo výbuchu a kromě toho zlepšit ekonomický provoz těchto zařízení. Cílem uvedeného vynálezu je navrhnout postup provádění těchto typů výrob pracujících s kyslíkem a zápalnými sloučeninami, které by splňovaly výše uvedené požadavky na bezpečnost a větší ekonomičnost provedení těchto typů výrob.

Postup podle vynálezu se týká přípravy uhlovodíkového derivátu vybraného ze skupiny zahrnující (i) akiylonitril, (ii) methakrylonitril, (iii) propylenoxid, (iv) acetaldehyd, (v) akrolein, (vi) vinylchlorid, (vii) kyselinu akrylovou, (viii) kyselinu methakrylovou, (ix) ethylenoxid, (x) anhydrid kyseliny maleinové a (xi) anhydrid kyselin fialové, který zahrnuje:

-3CZ 289137 B6 (a) kontaktování uhlovodíku a plynu obsahujícího kyslík v reakční zóně v přítomnosti vhodného oxidačního katalyzátoru a v přítomnosti inertního ředicího plynu za podmínek vzniku plynného produktu obsahujícího uvedený uhlovodíkový derivát a oxid uhelnatý, (b) odstraňování tohoto uhlovodíkového derivátu z tohoto plynného produktu ze stupně (a), a (c) recyklování plynného produktu ze stupně (b), ze kterého byl odstraněn uvedený uhlovodíkový derivát, do reakční zóny, přičemž podstata tohoto postupu spočívá vtom, že uvedeným uhlovodíkem, ze kterého se získává uvedený uhlovodíkový derivát, je vzhledem kvýše uvedenému (i) propan nebo propylen, za současné přítomnosti amoniaku, (ii) izobutan nebo izobuten, za současné přítomnosti amoniaku, (iii) propylen nebo propan, (iv) ethylen, (v) propylen, (vi) ethylen nebo ethan, za současné přítomnosti chlóru nebo chlorovodíku, (vii) propylen, (viii) izobutylen, (ix) ethan nebo ethylen, (x) benzen nebo uhlovodík s přímým řetězcem obsahující čtyři atomy uhlíku, nebo (xi) naftalen nebo orto-xylen, a (d) oxid uhelnatý, obsažený v plynném produktu zbaveném uhlovodíkového derivátu ze stupně (b) se převede na oxid uhličitý za vzniku plynového proudu ochuzeného o oxid uhelnatý, a (e) část ze vzniklého oxidu uhličitého se odstraní z plynového proudu ochuzeného o oxid uhličitý ze stupně (d) za vzniku plynového produktu, který se recykluje do reakční zóny.

Ve výhodné provedení slouží tento postup pro přípravu derivátu vybraného ze souboru zahrnujícího (i) akrylonitril, (ii) methakrylonitril, (iii) propylenoxid, (iv) acetaldehyd, (v) akrolein, (vi) vinylchlorid, (vii) kyselinu akrylovou, (viii) kyselinu methakrylovou a (ix) ethylenoxid, přičemž se jako uhlovodík, ze kterého se produkuje uvedený derivát, použije (i) propan nebo propylen, za současné přítomnosti amoniaku, (ii) izobutan nebo izobuten, za současné přítomnosti amoniaku, (iii) propylen nebo propan, (iv) ethylen, (v) propylen, (vi) ethylen nebo ethan, za současné přítomnosti chlóru nebo chlorovodíku, (vii) propylen, (viii) izobutylen, a (ix) ethan nebo ethylen.

Podle dalšího výhodného provedení slouží tento postup pro přípravu derivátu vybraného ze souboru zahrnujícího (x) anhydrid kyseliny maleinové a (xi) anhydrid kyselin fialové, přičemž se jako uhlovodík, ze kterého se produkuje uvedený derivát, použije (x) benzen nebo uhlovodík s přímým řetězcem obsahující čtyři atomy uhlíku, nebo (xi) naftalen nebo orto-xylen. Výhodně se při tomto postupu použije oxid uhličitý, který je přítomen v tomto systému, ve kterém se provádí tento postup, jako hlavní ředidlo.

Ve výhodném provedení podle vynálezu se použije jako plyn obsahující kyslík v podstatě čistý kyslík.

Podle dalšího výhodného provedení se oxid uhelnatý převede na oxid uhličitý za pomoci katalyzátoru na bázi oxidu mědi a oxidu manganu nebo katalyzátoru na bázi vzácného kovu. Vzniklý oxid uhličitý se výhodně oddělí od uvedeného plynového produktu adsorpcí nebo absorpcí nebo se část plynového produktu vypouští nebo odventilovává z procesu. Tento oxid uhličitý se výhodně odděluje z uvedeného plynového produktu adsorpcí s měnícím se tlakem.

Získaný plynový produkt obsahuje oxid uhličitý a nezreagovaný uhlovodík. Přinejmenším část z nezreagovaného uhlovodíku se ve výhodném provedení odděluje, stejně jako oxid uhličitý, a recykluje se do reakční zóny.

Při provádění postupu podle vynálezu tvoří oxid uhličitý ve výhodném provedení přinejmenším 60 objemových procent plynných složek přítomných v procesu. Samotné množství oxidu uhličitého přítomného při provádění postupu podle vynálezu je ve výhodném provedení v celém jeho průběhu dostatečně vysoké k zabránění vzniku zápalné směsi.

-4CZ 289137 B6

Při použití postupu podle uvedeného vynálezu je možno dosáhnout zlepšení podmínek provádění recyklového způsobu výroby uhlovodíkových derivátů, jako například nitrilů, alkylenoxidu, halogenovaných uhlovodíků, karboxylových kyselin a aldehydů, oxidací vybraných vhodných uhlovodíků kyslíkem v přítomnosti vhodného katalyzátoru. Při provádění těchto postupů obsahuje plynový proud odváděný z reaktoru petrochemický produkt jako hlavní produkt tohoto postupu, a dále obsahuje oxid uhelnatý a oxid uhličitý jako vedlejší produkty, a kromě toho obsahuje tento plynný proud v mnoha případech, resp. ve většině případů, nezreagovaný výchozí uhlovodík. Postup podle uvedeného vynálezu zahrnuje rovněž stupeň, ve kterém se převede určitý podíl nebo veškerý podíl takto vzniklého oxidu uhelnatého jako vedlejšího produktu na oxid uhličitý, přičemž tento stupeň se provádí za použití vhodného oxidačního katalyzátoru, se kterým se uvádí do kontaktu uvedený plynný proud obsahující oxid uhelnatý po provedení požadované reakce, a potom se část z takto získaného oxidu uhličitého oxidací oxidu uhelnatého recykluje společně s nezreagovaným uhlovodíkem do nástřikové fáze procesu.

V obvyklém provedení je oxid uhličitý přítomen v reakční zóně jako ředicí plyn, ve výhodném provedení představuje tato složka hlavní ředicí plyn. Konkrétní vyráběné uhlovodíkové deriváty jsou výsledkem procesu, při kterém je možno použít různých alkanů a/nebo alkenů, různých konkrétních katalyzátorů a v určitých případech jsou přítomny i jiné další reakční složky, přičemž to, jaké uhlovodíkové deriváty se vyrobí závisí zejména na těchto alkanech a/nebo alkenech přiváděných do reakce, na konkrétním použitém katalyzátoru a na přítomnosti dalších reakčních látek. Proud produktu odváděný z oxidačního reaktoru na oxidaci uhlovodíkové suroviny obvykle rovněž obsahuje oxid uhelnatý a oxid uhličitý, dále nezreagovaný uhlovodík nebo uhlovodíky přiváděné jako výchozí nastřikované složky do procesu, dále kyslík, inertní plyny, v případě, že se tyto inertní plyny zavádí do uvedeného oxidačního reaktoru, a případě malé množství dalších vedlejších produktů reakce. Plynný proud produktu, který se odvádí z oxidačního reaktoru, se potom přivádí do příslušného prostředku na oddělování tohoto požadovaného uhlovodíkového derivátu, přičemž tímto uvedeným prostředkem může být například kondenzátor nebo promývací jednotka, neboli skrubr, ve které se uvedený plynný proud produktu přivádí do kontaktu s kapalným rozpouštědlem, přičemž při tomto promývání se odstraní z plynného proudu produktu v podstatě veškerý podíl požadovaného petrochemického produktu. Tento uhlovodíkový derivát se tedy získá v tomto oddělovacím zařízení ve formě kapaliny nebo ve formě pevné látky. Před prováděním oddělování požadovaného petrochemického produktu nebo po oddělení tohoto petrochemického produktu se veškerý podíl plynového proudu produktu nebo část tohoto plynového proudu produktu zpracovává v konvertoru oxidu uhelnatého, ve kterém se převede veškerý podíl nebo pouze část oxidu uhelnatého obsaženého v tomto proudu na oxid uhličitý. Ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu se k provedení této konverze vybere takový katalyzátor, který selektivním způsobem oxiduje oxid uhelnatý na oxid uhličitý aniž by došlo k oxidaci nezreagované uhlovodíkové látky, která je přítomna v tomto proudu, nebo aby nedošlo k této oxidaci uhlovodíkové látky v nějaké významnější míře. V následující fázi postupu podle uvedeného vynálezu se část oxidu uhličitého, který vznikne shora uvedeným způsobem odstraní z tohoto plynového proudu a zbytek tohoto plynového proudu se recykluje do reaktoru na oxidaci uhlovodíkové suroviny.

Stupeň, při kterém se provádí oxidace uhlovodíkové suroviny, se výhodně provádí v reaktoru s pevným ložem. Výhodně je možno při provádění postupu podle vynálezu použít takovou uhlovodíkovou reakční složku, která obsahuje 2 až 12 atomů uhlíku, přičemž podle ještě výhodnějšího provedení je výchozí uhlovodíkovou surovinou, přiváděnou do tohoto procesu, látka vybraná ze skupiny zahrnující uhlovodíky typu alkanů a alkenů, obsahující 2 až 12 atomů uhlíku a nej výhodněji je použitým výchozím uhlovodíkem látka vybraná ze skupiny alkanů a alkenů, které obsahují 2 až 6 atomů uhlíku.

-5CZ 289137 B6

Přehled obrázků na výkrese

Postup výroby uhlovodíkových derivátů a zařízení k provádění tohoto postupu podle uvedeného vynálezu budou v dalším ilustrovány s pomocí připojených obrázků, na kterých jsou znázorněny různé varianty tohoto zařízení, ze kterých je rovněž patmé provedení způsobu podle vynálezu. Na připojených obrázcích představuje:

obr. 1 blokové schéma ilustrující způsob výroby petrochemického produktu pomocí jednoho možného provedení zařízení podle vynálezu, obr. 2 blokové schéma ilustrující způsob výroby petrochemického produktu pomocí dalšího jiného možného provedení zařízení podle vynálezu, obr. 3 blokové schéma ilustrující způsob výroby petrochemického produktu pomocí modifikovaného provedení systému ilustrovaného na obr. 1.

Postup podle uvedeného vynálezu je možno použít k výrobě libovolného petrochemického produktu, který se připravuje reakcí v plynné fázi při zvýšených teplotách reakce daného uhlovodíku s kyslíkem. Typickými postupy pro výrobu petrochemických výrobků, na které je možno postup podle uvedeného vynálezu aplikovat, jsou následující příkladné postupy:

- Výroba cyklických anhydridů reakcí aromatických sloučenin nebo uhlovodíků obsahujících 4 atomy uhlíku s přímým řetězcem s kyslíkem v přítomnosti katalyzátoru na bázi vanadu. Jako příklad těchto reakcí je možno uvést postup výroby anhydridů kyseliny maleinové reakcí benzenu nebo nasyceného uhlovodíku obsahujícího 4 atomy uhlíku nebo nenasyceného uhlovodíku obsahujícího 4 atomy uhlíku s kyslíkem a postup výroby anhydridů kyseliny fialové reakcí o-xylenu nebo naftalenu s kyslíkem. V případě postupu přípravy anhydridů kyseliny maleinové se ve výhodném provedení dává přednost použití uhlovodíků obsahujících 4 atomy uhlíku s přímým řetězcem před postupy, kdy se používá benzenu, neboť získání benzenu je nákladnější. V případě výroby anhydridů kyseliny maleinové se podle nej výhodnějšího provedení používá jako výchozího uhlovodíkového materiálu n-butanu, neboť náklady na jeho pořízení jsou menší než je tomu u nenasycených uhlovodíků obsahujících 4 atomy uhlíku, přičemž je nutno rovněž uvážit to, že tyto nenasycené uhlovodíky obsahující 4 atomy uhlíku jsou cennější neboť jejich možno vhodně použít jako monomerů. Běžně na trhu dostupný n-butan obchodní jakosti často obsahuje rovněž i další uhlovodíky, jako je například i-butan, avšak tyto znečišťující složky nejsou na závadu, neboť neovlivňují nepříznivým způsobem průběh postupu výroby anhydridů kyseliny maleinové z výše uvedeného n-butanu.

- Výroba olefinicky nenasycených nitrilů, která se provádí reakcí nižších alkanů nebo alkenů s kyslíkem a s amoniakem v přítomnosti katalyzátoru na bázi oxidu bizmutu a molybdenu nebo za použití katalyzátoru na bázi oxidu železa a antimonu, které jsou naneseny na nosičovém materiálu na bázi oxidu křemičitého nebo oxidu hlinitého. Jako příklad těchto typů výrob je možno uvést reakci propanu nebo propylenu s kyslíkem a amoniakem, při kterém se vyrábí akrylonitril a dále reakci i-butanu nebo i-butylenu s kyslíkem a amoniakem, při které se vyrábí methakrylonitril.

- Výroba alkylenoxidů, která se provádí reakcí nižších alkanů nebo alkenů s kyslíkem v přítomnosti katalyzátoru na bázi oxidu stříbra, kteiý je nanesen na nosičovém materiálu, kterým je oxid křemičitý nebo oxid hlinitý, nebo směsné roztavené dusičnanové soli. Jako příklad těchto postupů je možno uvést reakci ethanu nebo ethylenu s kyslíkem, při které se vyrábí ethylenoxid a dále reakci propanu nebo propylenu s kyslíkem v přítomnosti roztavených dusičnanů sodného a draselného, při které se vyrábí propylenoxid.

-6CZ 289137 B6

- Výroba chlorovaných uhlovodíků, která se provádí reakcí nižších alkanů nebo alkenů s kyslíkem v přítomnosti katalyzátoru na bázi chloridu mědi, který je nanesen na nosičovém materiálu, kterým je oxid křemičitý nebo oxid hlinitý. Jako příklad těchto postupů je možno uvést reakci ethylenu nebo ethanu s chlorovodíkem nebo chlorem za vzniku vinylchloridu nebo ethylendichloridu.

- Výroba aldehydů, která se provádí reakcí nižších alkanů nebo alkenů s kyslíkem v přítomnosti různých halogenidů kovů nebo oxidů kovů jako katalyzátorů. Jako příklad těchto postupů je možno uvést výrobu acetaldehydu reakcí ethylenu s kyslíkem v přítomnosti chloridu mědi nebo chloridu palladia, a dále výrobu akroleinu, která se provádí reakcí propylenu s kyslíkem na katalyzátoru na bázi molybdenu, bizmutu a železa.

Z výše uvedeného přehledu příkladů různých výrob je zřejmé, že postup podle uvedeného vynálezu je možno aplikovat na výrobu nejrůznějších petrochemických produktů výše uvedených typů, při kterých se do reakce uvádí vhodný uhlovodík s kyslíkem. Při provádění postupu podle uvedeného vynálezu není důležité jaká konkrétní parciální oxidační reakce se při tomto postupu provádí. Všeobecně je možno uvést, že postup podle uvedeného vynálezu je možno aplikovat na jakoukoliv oxidační reakci, při které se oxiduje vhodný uhlovodík a která probíhá v parní fázi při zvýšené teplotě, za účelem výroby libovolného výše uvedeného petrochemického produktu, přičemž tato petrochemická výroba zahrnuje reakci uvedeného vhodného uhlovodíku s kyslíkem (v případě, kdy je to vhodné se do reakce uvádí i další reakční složky, jako jsou například amoniak, chlorovodík nebo chlor) v přítomnosti katalyzátoru a při této petrochemické výrobě se vyrábí požadovaný petrochemický produkt jako hlavní produkt procesu a oxid uhličitý a oxid uhelnatý představují vedlejší produkty procesu.

Výběr vhodných uhlovodíků nebo uhlovodíku, které představují výchozí reakční složky pro první stupeň postupu podle uvedeného vynálezu, při kterém se provádí oxidace těchto uhlovodíků nebo uhlovodíku, je určován konkrétním požadovaným petrochemickým produktem, který se má tímto postupem vyrobit. Všeobecně je možno uvést, že nastřikovaným uhlovodíkem do procesu podle uvedeného vynálezu může být aromatický uhlovodík, alifatický uhlovodík nebo cykloalifatický uhlovodík, přičemž tento uhlovodík může být nasycen nebo ethylenicky nenasycen a dále to může být uhlovodík s přímým řetězcem nebo s rozvětveným řetězcem. Mezi vhodné aromatické uhlovodíky, které se používají v postupu podle uvedeného vynálezu, je možno zařadit takové aromatické uhlovodíky, které obsahují až dvanáct nebo více atomů uhlíku, a mezi vhodné alifatické uhlovodíky a cykloalifatické uhlovodíky je možno při provádění postupu podle vynálezu zařadit takové alifatické a cykloalifatické uhlovodíky, které obsahují dva až 12 nebo ještě více atomů uhlíku. Ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu se jako aromatických uhlovodíků používá takových aromatických uhlovodíků, které obsahují šest až deset atomů uhlíku, jako jsou například benzen, o-xylen a naftalen a ve výhodném provedení se jako alifatických uhlovodíků používá podle vynálezu nasycených nebo ethylenicky nenasycených uhlovodíků s přímým řetězcem, které obsahují dva až šest atomů uhlíku, jako jsou například ethan, ethen, propan, propylen, n-butan, i-butan, n-butylen, i-butylen, butadien, a dále pentany, penteny, hexany a hexeny.

Při provádění postupu podle uvedeného vynálezu je možno jako zdroje kyslíku použít čistého kyslíku nebo plynů obsahujících kyslík, přičemž těmito plyny obsahujícími kyslík mohou být například vzduch, vzduch obohacený kyslíkem nebo další jiné plynové směsi obsahující kyslík a inertní plyn. Výše uvedeným termínem „vzduch obohacený kyslíkem“ se míní vzduch, který obsahuje více kyslíku, než je normálně obsaženo ve vzduchu. Mezi uvedené plynové směsi obsahující inertní plyn a kyslík je možno zařadit směsi obsahující kyslík a dusík, směsi obsahující kyslík a argon, směsi obsahující kyslík a oxid uhličitý, atd. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu se samozřejmě používá čistého kyslíku, protože při použití tohoto samotného čistého kyslíku není nutno zavádět do výrobního systému přebytkové množství inertních plynů, jako je například dusík a argon, z čehož vyplývá v dalších fázích procesu nutnost

-7CZ 289137 B6 odstraňovat tato přebytková množství uvedených inertních plynů z plynového proudu obsahujícího produkt, aby se zabránilo hromadění těchto inertních plynů v systému.

Příklady provedení vy nálezu

Postup podle uvedeného vynálezu a zařízení k provádění tohoto postupu budou lépe srozumitelné z popisu přiložených obrázků, který následuje, přičemž na uvedených třech obrázcích mají stejné vztahové značky použité na jednotlivých výkresech stejný význam ve všech třech obrázcích, přičemž označují stejná nebo podobná zařízení. Na těchto obrázcích nejsou zobrazena pomocná zařízení, resp. pomocné prostředky, jako jsou například ventily, kompresory nebo tepelné výměníky, které nejsou bezprostředně nutné k pochopení a ilustrování podstaty postupu podle uvedeného vy nálezu a zařízení kjeho provádění, přičemž tyto prvky byly vynechány z toho důvodu, aby se zjednodušilo vysvětlení podstaty uvedeného vynálezu a diskuse.

Na přiloženém výkrese je na obr. 1 zobrazeno jedno z možných provedení zařízení podle uvedeného vy nálezu, přičemž toto zařízení sestává z reaktoru 2 na parciální oxidaci uhlovodíku, který má přívodní prostředky 4 pro zavádění nástřikové suroviny do uvedeného oxidačního reaktoru a výstupní prostředky 6 pro odvádění plynného produktu z uvedeného reaktoru. Tyto výstupní prostředky 6 pro odvádění produktu z reaktoru jsou připojeny na jednotku pro oddělování produktu, jako je například promývací jednotka 8, neboli skrubr, do kterého se přivádí promývací kapalina prostřednictvím vstupního potrubí 10, přičemž získaný kapalný produkt se odvádí z této promývací jednotky 8 prostřednictvím výstupního potrubí 12. Tato výše uvedená promývací jednotka 8 je rovněž opatřena výstupním potrubím 14 pro odvádění promytého plynu, přičemž toto výstupní potrubí je napojeno na konvertor 16 oxidu uhelnatého. Z tohoto konvertoru se odvádí oxidovaný plyn prostřednictvím potrubí 18, přičemž toto potrubí je připojeno na jednotku 20 na oddělování oxidu uhličitého. Tato jednotka 20 na oddělování oxidu uhličitého je opatřena potrubím 22 na odvádění odpadního plynu, přičemž je rovněž tato jednotka napojena prostřednictvím recyklového potrubí 24 na prostředky 4 pro přívod nástřikové suroviny do oxidačního reaktoru, a tím i do celého procesu. Systém zobrazený na přiloženém obrázku č. 1 je rovněž vybaven obtokovým potrubím 26, přičemž funkce tohoto obtokového potrubí je kontrolována pomocí regulačních ventilů 28 a 30, a dále obtokovým potrubím 32, jehož funkce je kontrolována pomocí regulačního ventilu 34Na obr. 2 je ilustrována alternativní varianta systému podle obr. 1. Tento systém zobrazený na obr. 2 je v podstatě stejný jako výrobní systém na obr. 1, ovšem v provedení podle této varianty zobrazené na obr. 2 je jednotka 20 na oddělování oxidu uhličitého, která je použita v provedení výrobního systému podle obr. 1, vynechána a je nahražena čisticím vypouštěcím potrubím 36, která je kontrolované regulačním ventilem 38.

Na obr. 3 je ilustrována další varianta provedení výrobního systému podle obr. 1. V provedení zobrazeném na tomto obr. 3 jsou konvertor 16 oxidu uhelnatého a jednotka 20 na oddělování oxidu uhličitého uspořádány navzájem paralelně, přičemž do každé z těchto uvedených jednotek je možno přivádět část proudu odváděného z promývací jednotky 8 jako promytý zpracovaný proud. Do výše uvedeného konvertoru 16 je možno přivádět proud odváděný z promývací jednotky, neboli ze skrubru, prostřednictvím potrubí 14 a z tohoto konvertoru je možno odvádět oxidovaný plyn za účelem jeho recyklování prostřednictvím potrubí 40 a 24. Do jednotky 20 na oddělování oxidu uhličitého je možno přivádět proud odváděný zpromývacího zařízení prostřednictvím potrubí 14 a 36 a z této jednotky je možno odvádět výstupní zpracovaný odpadní plyn prostřednictvím potrubí 22, které slouží k vypouštění tohoto odpadního plynu ze systému, přičemž za účelem recyklování je možno z této jednotky 20 na oddělování oxidu uhličitého odvádět část proudu prostřednictvím potrubí 44 a tento proud se recykluje do reaktoru 2 prostřednictvím potrubí 24. Tento systém zobrazený na obr. 3 je rovněž opatřen obtokovým potrubím 26, jehož funkce je kontrolována regulačním ventilem 28. Průtokové množství

-8CZ 289137 B6 zpracovávané suroviny uvedeným konvertorem 16, jednotkou 20 na oddělování oxidu uhličitého a obtokovým potrubím 26 může být upraveno do libovolné požadované úrovně.

Výše uvedeným reaktorem 2 může být jakýkoliv vhodný reaktor, ovšem v obvyklém provedení se používá reaktoru s pevným ložem, reaktoru s pohyblivým ložem, reaktoru s fluidním ložem, reaktoru se sprchovaným ložem nebo reaktoru s unášeným ložem katalyzátoru. Provedení postupu podle uvedeného vynálezu je zejména účinné, jestliže se požadované petrochemické produkt} vyrábí v reaktoru s pevným ložem, neboť v reaktoru tohoto typu se vytváří značné množství tepla při provádění dané reakce. Tento reaktor 2 může být při provádění postupu podle vynálezu vybaven prostředky na výměnu tepla za účelem odvedení tepla vzniklého v katalytickém loži v průběhu provádění požadované reakce, která je v tomto případě exotermická. Konkrétní konstrukční detaily týkající se zabudování tepelných výměníků do uvedených reaktorů jsou běžně známé a nijak nesouvisí s podstatou řešení podle uvedeného vynálezu. Jednotka 8 na oddělování petrochemického produktu je v běžném provedení promývací jednotka, neboli skrubr, to znamená absorpční jednotka, která je v obvyklém provedení konstruována tak, že obsahuje náplň ve formě lože, přičemž v provedeních ilustrovaných na připojených obrázcích je tato jednotka opatřena prostředky pro rozstřikování vody nebo vodného kapalného roztoku nebo nevodného kapalného roztoku na plynný produkt, který vstupuje do této jednotky' a je do ní zaváděn z předchozího reaktoru 2. Tento dále zařazený konvertor, podobně jako reaktor 2, může být jakékoliv vhodné konstrukce. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu je tento katalyzátor 16 konstruován jako reaktor s pevným ložem. Přestože je na uvedených obrázcích tento konvertor 16 umístěn za promývací jednotkou na oddělování petrochemického produktu, je možno rovněž použít provedení, podle kterého je tento konvertor 16 umístěn před jednotkou na oddělování produktu, neboli před skrubrem, nebo je možno v případě potřeby použít řešení, kdy je tento konvertor konstruován jako součást uvedeného reaktoru 2. Funkcí jednotky 20 na oddělování oxidu uhličitého je odstraňování oxidu uhličitého a ostatních inertních plynů ze systému, přičemž touto jednotkou může být jakékoliv zařízení, pomocí kterého je možno dosáhnout uvedeného výsledku. Touto jednotkou 20 na oddělování oxidu uhličitého je v obvyklém provedení adsorbér nebo absorbér. Ve výhodném provedení uvedeného vynálezu je uvedenou jednotkou 20 na oddělování oxidu uhličitého adsorpční jednotka pracující s měnícím se tlakem (tak zvaná PSA jednotka) nebo adsorpční jednotka pracující s měnící se teplotou (tak zvaná TSA jednotka).

Při provádění postupu podle uvedeného vynálezu se nástřiková surovina, která obsahuje vhodný uhlovodík, dále plyn obsahující kyslík, ostatní reakční složky v případech, kdy jsou tyto reakční složky vhodné, a proud recyklového plynu, zavádí do reaktoru 2 prostřednictvím přívodních prostředků 4, přičemž těmito přívodními prostředky může být jediné přívodní potrubí pro přivádění výše uvedených složek do reaktoru 2 společně s ředicími látkami nebo ředicí látkou, takže do reaktoru 2 se přivádí jediná reakční směs v plynném stavu obsahující všechny výše uvedené složky najednou, nebo je možno podle uvedeného vynálezu použít pro přívod jednotlivých složek do reaktoru několika oddělených přívodních potrubí. Konkrétní použité konstrukční řešení přívodu uvedených reakčních složek a dalších složek do procesu bude obecně řečeno v každém jednotlivém případě záviset na typu reaktoru použitého k praktickému provádění dané výroby. V případě použití reaktorových systémů s pevným ložem se v obvyklém provedení jednotlivé složky nástřikové směsi smísí ještě před zavedením do reaktoru, takže podle tohoto provedení se tato nástřiková směs přivádí do reaktoru prostřednictvím jediného potrubí, zatímco při použití reaktorových systémů s fluidním ložem se jednotlivé složky, které tvoří nástřikovou směs, zavádí do reaktoru obvykle odděleně.

Při provádění postupu podle uvedeného vynálezu je vhodné recyklovat oxid uhličitý jako ředicí plyn v tomto použitém systému, neboť v tomto provedení je možno dosáhnout zcela hlavní výhody postupu podle uvedeného vynálezu, to znamená oxidace oxidu uhelnatého na oxid uhličitý. Ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu je tento oxid uhličitý přítomen v reakčním systému podle uvedeného vynálezu jako hlavní ředicí inertní složka, to

-9CZ 289137 B6 znamená, že je tento oxid uhličitý přítomen v reakčním systému podle uvedeného vynálezu v koncentraci větší než další ostatní inertní plynné složky přítomné v tomto reakčním systému.

Znamená to, že ostatní inertní plynné reakční složky, jako jsou například dusík, argon, vodní pára a další nereaktivní sloučeniny, včetně nereaktivních uhlovodíkových sloučenin, mohou být přítomny v tomto reakčním systému podle uvedeného vy nálezu, ovšem jejich objemová koncentrace, respektive objemová koncentrace každé z těchto uvedených dalších inertních složek v uvedeném systému je menší než koncentrace oxidu uhličitého v tomto reakčním systému. Výše uvedeným termínem „inertní plynná složka“ se v tomto popisu uvedeného vynálezu míní taková složka, která nereaguje za podmínek, které panují v tomto reakčním systému. Koncentrace oxidu uhličitého se v tomto reakčním systému ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu udržuje na dostatečně vysoké úrovni, to znamená na tak vysoké úrovni, aby samotná tato vysoká koncentrace zabraňovala daným plynům přítomným v reakčním systému vytvářet v kterékoliv části tohoto reakčního systému zápalnou směs. Ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu tvoří oxid uhličitý přinejmenším 50 procent objemových celé plynové reakční směsi přítomné v reakčním systému a podle nejvýhodnějšího provedení tvoří oxid uhličitý přinejmenším 70 objemových procent této reakční směsi.

Při najíždění postupu podle uvedeného vynálezu se oxid uhličitý nebo libovolný jiný inertní plyn přivádí do uvedeného reakčního systému společně s nástřikovou surovinou, což se provádí z toho důvodu, aby bylo zajištěno, že se plynová směs vyskytne mimo mez zápalnosti a že se mimo tyto meze zápalnosti i udrží v dalším průběhu provádění postupu podle vynálezu. V některých případech je vhodné při provádění tohoto typu výrobního postupu použít jako inertní plyn i jiný plyn než je oxidu uhličitý, zejména je to někdy vhodné při najíždění tohoto postupu. Například je možno uvést, že v případech, kdy se používá vzduchu jako zdroje kyslíku během najížděcí periody postupu podle vynálezu, potom dusíková složka vzduchu může posloužit jako ředicí plyn, a to do okamžiku, kdy úroveň oxidu uhličitého nevystoupí na požadovanou úroveň. Potom je možno ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu tento vzduch postupně nahradit v podstatě čistým kyslíkem nebo vzduchem, který je obohacen kyslíkem. Úroveň oxidu uhličitého je možno snadno udržet na požadované hladině tak, že se kontroluje množství oxidu uhličitého recyklovaného v systému.

Nastřikovaná směs plynných složek se přivádí do reaktoru 2, přičemž v tomto reaktoru se uvádí do kontaktu s katalyzátorem a dochází k reakci za vzniku plynného produktu. Při provádění postupu podle vynálezu je možno použít jakýchkoliv libovolných běžně známých katalyzátorů z dosavadního stavu techniky a používaných pro parciální oxidaci uhlovodíků na požadované petrochemické produkty za specifických podmínek použitých v tomto postupu. Mezi uvedené vhodné katalyzátory je možno zařadit katalyzátory na bázi vanadu, které se používají pro přípravu cyklických anhydridů, dále vícesložkové katalyzátory na bázi molybdenanů nebo katalyzátory obsahující antimon, které se používají pro přípravu nitrilů, dále katalyzátory typu molybdenanů bizmutu, které je možno použít pro první stupeň, a směsné katalyzátory na bázi molybdenu, wolframu a vanadu pro druhý stupeň dvoustupňového procesu postupu přípravy nenasycených karboxylových kyselin, při kterém se vychází z alkenů, a dále katalyzátory na bázi oxidu stříbra nebo směsné katalyzátory na bázi roztavených dusičnanů, které se používají pro výrobu alkylenoxidů. Tyto výše uvedené katalyzátory a jejich použití jsou z dosavadního stavu techniky dostatečně dobře známé a používané pro všechny pracovníky, kteří pracují v oboru výroby různých petrochemických produktů. Konkrétní forma katalyzátoru pro parciální oxidaci uhlovodíku, který je použit v tomto postupu podle uvedeného vynálezu, nesouvisí s podstatou řešení tohoto postupu a netvoří součást tohoto vynálezu.

Rovněž podmínky k provádění této parciální oxidace uhlovodíkové suroviny jsou z dosavadního stavu techniky dostatečně dobře známy a používány a rovněž netvoří součást uvedeného vynálezu a nesouvisí s podstatou tohoto řešení. V obvyklém provedení se oxidační reakce provádí při teplotě pohybující se v rozmezí asi od 120 °C asi do 600 °C, a v typickém provedení se tato teplota pohybuje v rozmezí od asi 150 °C do asi 500 °C, přičemž tlak se při provádění této

-10CZ 289137 B6 parciální oxidační reakce obvy kle pohybuje v rozmezí od asi 13,8 kPa do asi 3447 kPa přetlakových, přičemž typicky se hodnota tohoto tlaku pohybuje v rozmezí od asi 20,1 kPa do asi 2413 kPa přetlakových. Použité reakční složky se obvykle vedou reaktorem průtokovou rychlostí pohybující se v rozmezí od asi 0,1524 m/s do asi 1,524 m/s. Při provádění této oxidační reakce je při postupu podle uvedeného vynálezu objemový poměr kyslíku k použitému uhlovodíku v nástřikové surovině výhodně v rozmezí od asi 0,3 : 1 do asi 50 : 1.

Plynný proud produktu, který se odvádí z reaktoru 2 v postupu podle vynálezu obsahuje požadovaný petrochemický produkt jako hlavní produkt této reakce, a dále obsahuje oxid uhličitý a oxid uhelnatý jako vedlejší produkty tohoto procesu. Jak již bylo shora uvedeno obsahuje tento plynný proud produktu obvykle rovněž i nezreagovaný uhlovodík a kyslík a rovněž může obsahovat tento plynný proud produktu malé množství ostatních vedlejších produktů, další znečišťující plyny a nereaktivní uhlovodíky. V provedení znázorněných na přiložených obrázcích se proud plynných složek obsahující produkt odvádí z reaktoru 2 prostřednictvím potrubí 6 a tento plynný proud se přivádí do promývací jednotky 8, neboli do skrubru, na oddělování produktu. Cílem operace prováděné v této promývací jednotce 8, neboli skrubru, je oddělovat zvolený uhlovodíkový derivát, představující produkt tohoto výrobního postupu, z plynného proudu odváděného z reaktoru na výrobu tohoto uhlovodíkového derivátu. V této promývací jednotce 8 se přiváděný plynný proud obsahující produkt uvádí do intenzivního kontaktu s rozpouštědlem, ve kterém se rozpouští požadovaný petrochemický produkt. Toto použité rozpouštědlo rozpouští v podstatě veškerý podíl tohoto petrochemického produktu obsažený v tomto plynovém proudu obsahujícím produkt a takto získaný kapalný roztok se odvádí z promývací jednotky 8 prostřednictvím potrubí 12. V obvyklém provedení se tento kapalný roztok dále zpracovává za účelem oddělení požadovaného petrochemického produktu. Takto získaný promytý plynný proud se odvádí z promývací jednotky 8 prostřednictvím potrubí 14 a tento plynový proud se potom v další fázi procesu přivádí do konvertoru 16 oxidu uhelnatého.

Cílem operace prováděné v tomto konvertoru 16 je převedení oxidu uhelnatého, který vzniká v předchozí fázi, při které se oxiduje uhlovodíková nástřiková surovina, na oxid uhličitý, a účelem této fáze je zabránění hromadění oxidu uhelnatého v tomto reakčním systému podle vynálezu. V tomto konvertoru 16 je přítomen katalyzátor, pomocí kterého se dosahuje promotování oxidace oxidu uhelnatého na oxid uhličitý. Při provádění postupu podle uvedeného vynálezu je možno použít jakéhokoliv katalyzátoru, pomocí kterého je dosahováno promotování oxidace oxidu uhelnatého na oxid uhličitý. Ve výhodném provedení tohoto postupu podle uvedeného vynálezu se používá takových katalyzátorů, pomocí kterých je možno dosáhnout promotování oxidace oxidu uhelnatého na oxid uhličitý za podmínek, při kterých dochází pouze k minimální nebo vůbec žádné oxidaci uhlovodíku, který je přítomen v tomto plynovém proudu přiváděném do uvedeného konvertoru na převedení oxidu uhelnatého na oxid uhličitý. Mezi tyto katalyzátory, které jsou výhodné k použití v tomto konvertoru 16, je možno zařadit katalyzátory na bázi směsných oxidů mědi a manganu a dále katalyzátory na bázi vzácných kovů, jako jsou například katalyzátory na bázi platiny a niklu. Tyto katalytické směsi je možno použít v takové formě, v jaké se nacházejí, nebo je možno tyto katalytické směsi použít ve formě nanesené na vhodném substrátu, neboli nosičovém materiálu, kterými mohou být například oxid křemičitý nebo oxid hlinitý. Jak bude ještě v další diskuzi, která následuje, podrobně rozvedeno, jsou nezreagované uhlovodíky, resp. nezreagovaný uhlovodík, a oxid uhličitý odváděny z konvertoru 16 a tyto plyny jsou potom recyklovány zpět do reaktoru 2, přičemž tímto způsobem se optimalizuje provedení procesu. Z výše uvedeného vyplývá, že v případě, že by oxid uhelnatý (který je rovněž recyklován s nezreagovaným uhlovodíkem, jak již bylo výše uvedeno) nebyl z procesu odstraňován, například konverzí na oxid uhličitý, potom by se koncentrace tohoto oxidu uhelnatého v tomto výrobním systému zvyšovala, přičemž by eventuálně mohlo dojít k situaci, kdy by tato koncentrace převýšila určitou hladinu a vytvořila by se zápalná směs. Aby se předešlo tomuto problému, postačuje při provádění postupu podle uvedeného vynálezu odstraňovat ekvivalentní množství oxidu uhelnatého odpovídající množství, které je produkováno v procesu podle uvedeného vynálezu v reaktoru 2 při každém průchodu touto jednotkou. Z výše uvedeného vyplývá, že uvedeným konvertorem 16 může být relativně malý reaktor.

-11 CZ 289137 B6

Všeobecně je možno uvést, že při provádění postupu podle uvedeného vynálezu, se asi 1 molámí procento až asi 20 molámích procent uhlovodíku, který je přiváděn do reaktoru 2, převede na oxid uhličitý, jako například 5 molámích procent až asi 20 molámích procent, a asi 1 molámí procento až asi 20 molámích procent tohoto uhlovodíku se převede na oxid uhelnatý, jako například 5 molámích procent až asi 20 molámích procent. Vzhledem k tomu, že množství oxidu uhelnatého, který se převede na oxid uhličitý v konvertoru 16, je obvykle v podstatě ekvivalentní množství oxidu uhelnatého, které je produkováno v reaktoru 2, činí celkové množství oxidu uhličitého, který je produkován v tomto reakčním procesu asi 2 až asi 40 molámích procent, vztaženo na množství uhlovodíkové nástřikové suroviny, která se přivádí do reaktoru 2. Z výše uvedeného vyplývá, že další výhoda postupu podle uvedeného vynálezu spočívá vtom, že v mnoha případech je možno rychle dosáhnout požadované koncentrace oxidu uhličitého, která je nutná v najížděcí fázi tohoto procesu podle uvedeného vynálezu.

Při provádění postupu podle uvedeného vynálezu nemusí být v některých případech nutné vést veškerý podíl proudu plynu odvádění zpromývací jednotky do konvertoru 16 za účelem provedení požadované konverze oxidu uhelnatého na oxid uhličitý v požadovaném rozsahu. V těchto případech se část plynového proudu odváděného z promývací jednotky, neboli skrubru, vedené v potrubí 14 může odvádět obtokovým potrubím kolem konvertoru 16. přičemž tento plynový proud se vede potrubím 26 za současného otevření ventilů 28 a 30 a za současného uzavření regulačních ventilů, resp. regulačního ventilu 34 v potrubí 32. V jiných případech může být požadováno převést určitý podíl plynového proudu odváděného z promývací jednotky, který je veden potrubím 14 obtokem okolo konvertoru 16 a jednotky 20 na oddělování oxidu uhličitého. V tomto případě jsou regulační ventily 28 a 34 otevřeny a regulační ventil 30 je uzavřen. Takže v tomto případě tento výrobní systém funguje tak, že veškerý podíl plynového proudu nebo část plynového proudu, který je odváděn z promývací jednotky prostřednictvím potrubí 14, se vede do konvertoru 16.

Po provedení oxidačního stupně, při kterém dojde k oxidaci oxidu uhelnatého na oxid uhličitý, se plynový proud odváděný z konvertoru 16 vede prostřednictvím potrubí 18 a zavádí se do jednotky 20 na oddělování oxidu uhličitého. Účelem této jednotky 20 je odstraňovat takový podíl oxidu uhličitého a ostatních inertních plynů, který představuje přebytek vzhledem k množství tohoto oxidu uhličitého a inertních plynů potřebnému k recyklování. Například je možno uvést, že jestliže se použije vzduch jako zdroj kyslíku, potom v tomto separátoru neboli jednotce 20 na oddělování oxidu uhličitého odstraňuje přebytkové množství tohoto oxidu uhličitého, dusík a argon, vzhledem k množství které je zapotřebí recyklovat v tomto systému. Za účelem zabránění hromadění dusíku a argonu v tomto provozním systému podle vynálezu, k čemuž by mohlo dojít v případě, kdy se jako zdroje kyslíku používá vzduchu, je obvykle nutné odstraňovat z tohoto výrobního systému v podstatě veškerý podíl dusíku a argonu, který se přivádí do reaktoru 2 na parciální oxidaci uhlovodíkového nástřiku, který je sem přiváděn současně s touto uhlovodíkovou nástřikovou surovinou. Odstraňování tohoto nežádoucího dusíku a argonu z tohoto výrobního systému je možno snadno dosáhnout tak, že se jednotka 20 na oddělování oxidu uhličitého provozuje takovým způsobem, aby tento dusík a argon procházely touto oddělovací jednotkou 20 a aby nastřikovaný uhlovodík a určitý podíl oxidu uhličitého nebo celý podíl tohoto oxidu uhličitého byly absorbovány nebo adsorbovány v této oddělovací jednotce 20. Potom se dusík, argon a přebytkové množství oxidu uhličitého odstraňují z této oddělovací jednotky 20 prostřednictvím potrubí 22, kterým se odvádí do okolního prostředí nebo jinak zpracovávají, zatímco podíl oxidu uhličitého, nezreagovaný podíl uhlovodíku a malé množství oxidu uhelnatého se recyklují do reaktoru 2 na provádění parciální oxidace uhlovodíkového nástřiku prostřednictvím potrubí 24. Toto potrubí 24 může být napojeno na potrubí 4, jak je to také znázorněno na přiložených obrázcích, nebo může být toto potrubí 24 napojeno na reaktor 2 přímo.

Jak již bylo uvedeno výše, může být jednotkou 20 na oddělování oxidu uhličitého jakýkoliv prostředek nebo zařízení na oddělování nezreagovaného uhlovodíku a oxidu uhličitého z proudu

-12CZ 289137 B6 odváděného z konvertoru 16, přičemž ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu je touto jednotkou 20 adsorbér pracující s měnícím se tlakem. Adsorpce s měnícím se tlakem je z dosavadního stavu techniky velice známý proces, který se používá pro oddělování složek ze směsi plynů a využívá se při něm rozdílného stupně adsorpce těchto složek na určitém adsorbentu uloženém v zařízení, přičemž se jedná o zařízení s pevným ložem adsorbentu. V obvyklém provedení tohoto postupu pracují dvě nebo více loží v cyklicky se střídajícím procesu, který zahrnuje adsorpci za určitého relativně vysokého tlaku a desorpci neboli regeneraci adsorpčního lože, která se provádí za relativně nízkého tlaku nebo za vakua. Požadovaná složka nebo složky mohou být získávány během libovolné fáze při provádění těchto operací. Tento cyklický proces může zahrnovat i další stupně kromě již uvedených základních stupňů adsorpce a regenerace, přičemž v obvyklém provedení se pracuje se dvěma nebo více adsorpčními loži pootočenými o 180° v každé fázi za účelem zajištění pseudo-kontinuálního průtoku požadovaného produktu. Vzhledem k tomu, že v běžném provedení se adsorpční stupeň PSA-cyklu (neboli adsorpčního cyklu při kterém se používá měnícího se tlaku) provádí za tlaku, probíhá tento adsorpční stupeň obvykle na okolního tlaku, zatímco desorpce se provádí za vakua.

Ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu se používá v podstatě čistého kyslíku jako oxidačního činidla a oxidu uhličitého se používá jako hlavní ředicí složky plynu. V tomto případě se do tohoto výrobního systému přivádí pouze velice malé množství dusíku nebo vůbec žádný dusík a plynový proud, který se přivádí do jednotky 20 na oddělování oxidu uhličitého, neboli do separátoru, je tvořen v podstatě nezreagovaným uhlovodíkem, oxidem uhličitým a oxidem uhelnatým. V tomto provedení slouží separátor 20 neboli oddělovací jednotka na odstraňování pouze malého množství oxidu uhličitého z tohoto výrobního systému, zatímco zbývající část plynového proudu, který se přivádí do této oddělovací jednotky 20 a který je tvořen oxidem uhličitým, nezreagovaným uhlovodíkem a oxidem uhelnatým, se recykluje do reaktoru 2. V některých případech nemusí být nutné při provádění tohoto postupu podle uvedeného vynálezu odvádět veškerý podíl oxidu uhličitého do této oddělovací jednotky 20 a vést tento podíl touto oddělovací jednotkou. V těchto případech se část plynového proudu odváděného z konvertoru 16 převádí přímo do recyklového potrubí 24, přičemž v tomto provedení jsou otevřeny regulační ventily 30 a 34 a je uzavřen regulační ventil 28. V případě potřeby je možno tento systém rovněž provozovat s otevřenými regulačními ventily 28, 30 a 34.

Při provádění postupu podle uvedeného vynálezu podle provedení, které je zobrazeno na obr. 2, se část z plynového proudu, který se odvádí z konvertoru 16, odvádí z výrobního systému prostřednictvím potrubí 36, přičemž za těchto podmínek je otevřen ventil 38 a zbytek tohoto plynového proudu odváděného z konvertoru 16 se recykluje do reaktoru 2 prostřednictvím potrubí 24. Vzhledem ktomu, že plyn, který je podle tohoto provedení vypouštěn z tohoto výrobního systému, má stejné složení jako plyn, který se recykluje zpět do reaktoru 2 prostřednictvím recyklového potrubí 24, je toto provedení postupu podle vynálezu vhodné pro případy, kdy je oxidačním činidlem v podstatě čistý kyslík. Podle tohoto provedení není v plynovém proudu, který se recykluje do reaktoru 2, přítomno podstatné množství dusíku. Stejně jako to bylo uvedeno v souvislosti s provedením zobrazeným na obr. 1 je i podle tohoto provedení možno část plynového proudu, který se odvádí z promývací jednotky, neboli ze skrubru 8, vést obtokovým způsobem kolem konvertoru 16 prostřednictvím potrubí 26, přičemž je podle tohoto provedení otevřen regulační ventil 28.

Při praktickém provádění postupu podle uvedeného vynálezu podle provedení, které je zobrazeno na obr. 3, se část plynového proudu, který je odváděn z promývací jednotky 8, vede do konvertoru 16 za účelem oxidování požadovaného množství oxidu uhelnatého na oxid uhličitý, přičemž část z tohoto proudu plynu, který je odváděn z promývací jednotky 8, se zavádí do oddělovací jednotky 20 za účelem odstraňování požadovaného množství oxidu uhličitého a ostatních inertních plynů, v případě, že jsou tyto inertní plyny přítomny, z výrobního systému prostřednictvím potrubí 22. Proud plynu, který je odváděn z konvertoru 16 (vedený prostřednictvím potrubí 40) a proud plynu, který je určen k recyklování, a který je odváděn z oddělovací jednotky 20 (který je veden prostřednictvím potrubí 44) se spojují a tento spojený

-13CZ 289137 B6 proud je vracen zpět do reaktoru 2 prostřednictvím potrubí 24. V některých případech nemusí být nutné vést veškerý podíl plynového proudu odváděného z promývacího zařízení do tohoto konvertoru 16 a tímto konvertorem a dále zařazeným separátorem 20 neboli oddělovací jednotkou. V těchto případech se část plynového proudu odváděného z promývací jednotky 8 odděluje a přímo se zavádí recyklem do reaktoru 2 prostřednictvím potrubí 26 a 24, přičemž v tomto provedení je otevřen regulační ventil 28.

Při provádění postupu podle tohoto vynálezu je výhodné, a náleží to do rozsahu uvedeného vynálezu, použít běžně známých zařízení k monitorováni a automatickému regulování průtoku plynů celým tímto výrobním systémem, přičemž v tomto případě je možno celý tento výrobní systém zcela automatizovat tak, aby byl celý proces kontinuální a aby probíhal co nejekonomičtějším způsobem.

Při provádění postupu podle uvedeného vynálezu je možno v praktických podmínkách dosáhnout několika výhod. Například je možno uvést, že při použití konvertoru oxidu uhelnatého je možno tento proces provozovat tak, že není nutno odvádět oxid uhelnatý do atmosféry, přičemž eliminováním přebytkového množství oxidu uhelnatého v tomto výrobním systému podle uvedeného vynálezu se snižuje nebezpečí vzniku požáru nebo exploze v tomto zařízení podle vynálezu, a současně se tímto opatřením zkracuje časový interval, kterého je zapotřebí k dosažení zvýšení koncentrace oxidu uhličitého v tomto výrobním systému na požadovanou provozní úroveň. Použitím oxidu uhličitého jako inertního ředicího plynu se podle tohoto provedení dosahuje zvýšení kapacity produkce v tomto reakčním systému neboť tento oxid uhličitý s relativně vysokou tepelnou kapacitou umožňuje provedení reakce s menším množstvím přítomného inertního plynu. Z výše uvedeného rovněž vyplývá, že reakční složky mohou být vedeny do reaktoru s vyšší průtokovou rychlostí. Mezi další výhody postupu podle uvedeného vynálezu rovněž náleží jednoduchost provedení, jednoduchost provozování tohoto postupu a nízké pořizovací a provozní náklady tohoto výrobního systému jako celku. Kromě toho je nutno uvést, že tento postup podle vynálezu je možno provést s relativně nízkou konverzí nástřikové uhlovodíkové suroviny na požadovaný produkt při jednom průchodu, čímž je možno dosáhnout značně zlepšené selektivity procesu.

Postup podle uvedeného vynálezu bude v dalším ilustrován s pomocí konkrétních příkladů provedení, které pouze ilustrují tento postup vynálezu, aniž by jej jakýmkoliv způsobem omezovaly. V těchto příkladech budou všechna procenta, poměry a díly, včetně údaje množství dílů na milion dílů (to znamená ppm) objemová, pokud nebude v konkrétním případě uvedeno jinak.

V příkladech 1 a 4 jsou ilustrovány postupy selektivní oxidace oxidu uhelnatého na oxid uhličitý, aniž by nastala oxidace uhlovodíkové suroviny.

Příklad 1

Při provádění postupu podle tohoto příkladu byla do reaktoru z uhlíkové oceli o rozměru 1,27 centimetru přiváděna plynová směs obsahující složky, které jsou uvedeny jako složky nástřiku v dále uvedené tabulce č. I, přičemž v tomto reaktoru byl umístěn katalyzátor na bázi směsného oxidu mědi a oxidu manganu, prodávaný firmou Carus Chemical Company pod označením Carulite⁺ 200. Tento katalyzátor zaujímal v reaktoru objem 2,2 cm³. Přiváděná plynová směs byla zahřáta na teplotu 200 °C, přičemž tato plynová směs byla přiváděna do reaktoru při specifické průtokové rychlosti 67,6 min*¹. Výsledky postupu podle tohoto příkladu jsou uvedeny v následující tabulce č. I.

-14CZ 289137 B6

Tabulka I

Složky	Nástřik cm3/min	% objemová	Odváděný proud cm3/min	% objemová
oxid uhličitý CO2	139,73	93,97	143,81	97,85
kyslík O2	2,77	1,86	0,51	0,35
oxid uhelnatý CO	3,49	2,35	0,03	0,02
butan C4H10	2,72	1,82	2,62	1,78
Celkem	148,70	100,00	146,97	100,00

Z výsledků uvedených ve shora uvedené tabulce č. I je patrné, že 99,16 procent objemových oxidu uhelnatého přiváděných do reaktoru, bylo převedeno na oxid uhličitý, přičemž míra uhlovodíkové konverze je minimální.

Příklad 2

Při provádění postupu podle tohoto příkladu byla prováděna výroba anhydridu kyseliny maleinové v parní fázi, přičemž tento postup byl simulován v pevném loži reaktoru za použití výsledků získaných v postupu podle příkladu 1. V tomto provedení byl použit podobný reaktorový systém jako je zobrazen na obr. 3. Simulovaný nástřik do uhlovodíkového reaktoru tvoří v tomto provedení čerstvá nastřikovaná složka a recyklovaná složka (viz následující tabulka č. II). Reakce podle tohoto příkladu byla simulována za použití reaktoru, ve kterém postup probíhal s uhlovodíkem v parní fázi s použitím katalyzátoru v pevném loži, přičemž tento katalyzátor byl na bázi oxidu vanadu a fosforu, dále bylo použito konvertoru oxidu uhelnatého s pevným katalytickým ložem, ve kterém byl jako katalyzátor použit výše uvedený Carulite⁺ 200, a dále bylo použito adsorbéru s měnícím se tlakem, ve kterém bylo použito adsorpční lože s molekulovým sítem. Různá průtoková množství plynu v tomto výrobním zařízení a získané výsledky jsou uvedeny souhrnně v následující tabulce č. II.

Tabulka II

Složka	Čerstvý nástřik	Nástřik do M A* reaktoru (1)	Nástřik do MA+ skrubru	Nástřik do konvertoru CO
mol	% objemová
mol	% objemová	mol	% objemová	mol	% objemová
n-butan	78,8	17,9	141,9	2,4	63,9	1,1	25,6	1,1
i-butan	3,7	0,8	6,7	0,1	3,0	0,1	1,2	0,1
kyslík O2	353,9	80,5	445,4	7,5	119,9	2,0	48,0	2,1
dusík N2	3,5	0,8	319,2	5,4	319,2	5,3	127,7	5,7
anhydrid kyseliny maleinové	0,0	0,0	0,0	0,0	53,2	0,9	0,0	0,0
oxid uhelnatý	0,0	0,0	111,6	1,9	167,8	2,8	67,1	2,8
oxid uhličitý	0,0	0,0	4802,7	81,3	4849,5	80,9	1939,8	86,3
voda	0,0	0,0	76,5	13	418,1	7,0	38,2	1,7
celkem	439,9	100,0	5904,1	100,0	5994,6	100,0	2247,5	100,0

-15CZ 289137 B6

Tabulka II - pokračování

Složka	Nástřik do PSA mol % objemová	mol	Recykl % objemová	Vypouštěný podíl z PSA++ mol % objemová
n-butan	38,3	1,1	63,2	1,2	0,0	0,0
i-butan	1,8	0,1	3,0	0,1	0,0	0,0
kyslík	71,9	2,1	91,5	1,7	0,0	0,0
dusík	191,5	5,7	315,7	5,8	3,5	2,8
anhydrid
kyseliny maleinové	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
oxid uhelnatý	100,7	3,0	111,6	2,0	0,0	0,0
oxid uhličitý	2909,7	86,3	4802,7	87,9	103,6	82,1
voda	57,3	1,7	76,5	1,4	19,0	15,1
celkem	3371,3	100,0	5464,2	100,0	126,1	100,0

(1) = součet čerstvého nástřiku a recyklu ⁺Ma = anhydrid kyseliny maleinové ⁺⁺PSA = adsorbér pracující s měnícím se tlakem

Příklad 3

Při provádění postupu podle tohoto příkladu byl simulován postup výroby akrylonitrilu v parní fázi v reaktoru s pevným ložem, přičemž bylo využito výsledků získaných při provádění obdobného postupu, jako je postup podle příkladu 1, ovšem stím rozdílem, že postup byl prováděn při teplotě asi 300 °Č. Použitý reaktorový systém byl podobný, jako je zobrazený na obr. 2. Simulovaný uhlovodíkový nástřik do uhlovodíkového reaktoru byl tvořen čerstvou nastřikovanou složkou a recyklovým proudem (viz následující tabulka). Reakce byla simulována za použití reaktoru ve kterém byl zpracováván uhlovodíkový nástřik v plynové fázi, přičemž tímto reaktorem byl reaktor s pevným katalytickým ložem a použitým katalyzátorem byl katalyzátor na bázi oxidu bizmutu a molybdenu, přičemž bylo dále použito konvertoru s pevným katalytickým ložem, kde bylo jako katalyzátoru použito výše uvedeného Carilite⁺ 200. Postup byl prováděn při průtokových rychlostech a dosažených výsledcích, které jsou přehledně uvedeny v následující tabulce č. III.

Podobným způsobem je možno připravit methakrylonitril, přičemž se použije izobutylenu jako výchozí reakční uhlovodíkové látky.

Tabulka III

Složka	Přívod čerstvého nástřiku	Nástřik do AN reaktoru	Přívod ke chlazení
mol	% objemová	mol	% objemová	mol	% objemová
C3H6	654,0	23,8	654,0	7,92	19,6	0,2
kyslík O2	1395,8	50,7	1520,7	18,4	242,2	2,8
dusík N2	14,5	0,5	724,2	8,8	724,4	8,4
c3h8	0,3	0,0	0,3	0,0	0,3	0,0
amoniak NH3	687,2	25,0	687,2	8,32	86,5	1,0
AN(1)				490,4	5,7
HCN				104,7	1,2
ACR(2)					4,4	0,1
ACN (3)					5,7	0,1
CO			0,0	0,0	51,4	0,6
oxid uhličitý CO2			4230,9	51,2	4482,1	51,8
voda			440,5	5,3	2439,3	28,2
celkem	2751,8	100	8257,9	100	8650,8	100

-16CZ 289137 B6

Poznámka:

(1) AN (2) ACR (3) ACN = akrylonitril = akrolein = acetonitril

Tabulka č III - pokračování

Složka	Do reaktoru oxidu uhelnatého	Do recyklu	K vypouštění
mol	obj. %	mol	obj. %	mol	obj. %
c3h6	19,4	0,3	0,0	0,0	0,0	0,0
kyslík O2	242,2	4,2	124,9	2,3	2,5	2,3
dusík N2	724,2	12,6	709,7	12,9	14,4	12,9
c3h8	0,3	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
nh3 AN(1) HCN ACR(2) ACN(3) CO, oxid uhelnatý	51,4	0,9	0,0	0,0	0,0	0,0
CO2, oxid uhličitý	4258,0	74,0	4230,9	76,8	86,3	76,8
voda	460,5	8,0	440,5	8,0	9,0	8,0
celkem	5756,0	100	5506,0	100	112,0	100

Příklad 4

Při provádění postupu podle tohoto provedení byla plynová směs obsahující složky, které jsou uvedeny v následující tabulce č. IV, zaváděna do reaktoru z uhlíkové oceli o rozměru 15 1,27 centimetru, přičemž v tomto reaktoru bylo uloženo 5 gramů katalyzátoru Pt-Ni/Al₂O₃, který je prodáván firmou United Catalysts lne. pod obchodním označením G 77 43D. Tato plynová směs byla zahřáta na teplotu 150 °C a potom byla zavedena do reaktoru, přičemž průtoková rychlost byla 85 cm³/minutu. Získané výsledky jsou ve formě tabulky uvedeny v následující tabulce č. IV.

Tabulka IV

Složka Nástřiková surovina Vypouštěný proud cm³/minutu obj. %cmVminutu obj. %

oxid uhličitý CO2	74,80	88,00	75,66	89,52
dusík N2	4,67	5,5	4,67	5,53
kyslík O2	4,25	5,0	3,64	4,31
oxid uhelnatý	0,85	1,0	0,17	0,20
c3h6	0,43	0,5	0,37	0,44
celkem	85,0	100,00	84,51	100,00

Z výsledků uvedených v tabulce IV je patrné, že 80 procent objemových oxidu uhelnatého, který byl přiváděn do reaktoru, bylo převedeno na oxid uhličitý, přičemž rozsah konverze uhlovodíkové suroviny byl minimální.

-17CZ 289137 B6

Příklad 5

Při provádění postupu podle tohoto příkladu byl použit dvoustupňový postup pro výrobu kyseliny akrylové v parní fázi, přičemž v tomto postupu byl k simulování této výroby použit reaktor s pevným ložem a rovněž bylo použito výsledků získaných v předchozím příkladu 4. Použitý reaktorový systém byl podobný systému, který je zobrazen na přiloženém obr. 2. Simulovaný nástřik do uhlovodíkového reaktoru byl tvořen čerstvou nastřikovanou složkou a recyklovou složkou (viz dále uvedená tabulka). K simulování této reakce bylo použito reaktoru pracujícího v parní fázi, ve kterém bylo umístěno první pevné katalytické lože na bázi molybdenu bizmutu a druhé pevné katalytické lože s katalyzátorem na bázi směsi molybdenu, wolframu a vanadu. V tomto výrobním systému podle tohoto provedení byl rovněž použit konvertor oxidu uhelnatého, ve kterém bylo umístěno pevné katalyzátorové lože s katalyzátorem G # 43D. Při provádění postupu byly použity podmínky, které jsou uvedeny v následující tabulce č. V, kde jsou rovněž uvedeny výsledky tohoto procesu a průtoková množství. Podobným způsobem je možno vyrobit kyselinu methakrylovou za použití izobutylenu jako uhlovodíkové nástřikové reakční složky.

Tabulka V

Složka	v Čerstvý nástřik	Nástřik do reaktoru	Proud vypouštěný z reaktoru (1)
mol	obj. %	mol	% obj.
mol	obj. %
kyslík O2	382,6	63,59	589,1	14,8	237,2	6,00
dusík N2	3,86	0,64	193,2	4,78	193,2	4,89
voda			137,5	3,40	366,9	9,28
oxid uhelnatý CO			2,8	0,07	14,2	0,36
oxid uhličitý CO2			2890,3	71,61	2922,2	73,91
formaldehyd					1,5	0,04
kyselina mravenčí					2,7	0,07
acetaldehyd					2,5	0,06
kyselina octová					11,4	0,29
propan	0,5	0,08	7,2	0,18	7,2	0,18
propylen	214,7	35,69	220,0	5,44	8,8	0,22
akrolein					5,3	0,13
kyselina akrylová					180,8	4,57
celkově	601,6	100,0	4040,3	100,0	3954,14	100,0

(1) dvoustupňový reaktor, ve kterém se propylen převádí na akrolein v prvním reaktorovém stupni a tento se potom ve druhém reaktorovém stupni oxiduje na kyselinu akrylovou.

-18CZ 289137 B6

Tabulka č V - pokračování

Složky	Přívod do konvertoru oxidu uhelnatého	Přívod do recyklu	Vypouštěný proud
mol	obj. %	mol	obj. %	mol	obj. %
kyslík O2	237,2	6,73	206,5	6,01	4,2	6,01
dusík N2	193,2	5,48	189,4	5,51	3,9	5,51
voda	141,0	4,00	137,5	4,00	2,8	4,00
oxid uhelnatý CO	14,2	0,40	2,8	0,08	0,1	0,08
oxid uhličitý formaldehyd kyselina mravenčí acetaldehyd kyselina octová	2922,5	82,89	2890,5	84,06	59,0	84,14
propan	9,8	0,28	6,7	0,19	0,1	0,19
propylen akrolein kyselina akrylová	7,7	0,22	5,3	0,15	0,1	0,15
celkově	3525,6	100,0	3438,71	100,0	70,2	100,0

Z výsledků uvedených v tabulce V je patrné, že 80 objemových procent oxidu uhelnatého, který byl přiveden do reaktoru bylo převedeno na oxid uhličitý, přičemž rozsah konverze přiváděného uhlovodíku byl minimální.

Příklad 6

Při provádění postupu podle tohoto příkladu byl vyráběn propylenoxid reakcí propylenu v přítomnosti katalyzátoru na bázi roztavených solí obsahujících dusičnan sodný a dusičnan draselný, jak je to uvedeno v patentu Spojených států amerických č. 4 785 123, který je zde uveden pouze jako odkazový materiál. K postupu podle tohoto provedení je možno použít libovolného katalyzátoru, který byl použit ve shora uvedených příkladech 1 nebo 4, k oxidaci oxidu uhelnatého.

Přesto, že byl postup podle uvedeného vynálezu popsán s použitím konkrétních experimentálních postupů, jsou tyto příklady pouze ilustrativní, přičemž je možno v tomto postupu provádět různé úpravy. Například je možno uvést, že reakci je možno provést v kapalné fázi nebo ve smíchané fázi nebo za jiných podmínek, které vedou k efektivní výrobě požadovaného petrochemického produktu. Podobným způsobem je možno použít i jiných katalyzátorů a adsorbentů a jiných prostředků pro oddělování plynu v případech, kdy to je nutné. V případě potřeby je rovněž možno proud plynného produktu odváděný potrubím 22 dále zpracovávat, například kryogenním způsobem nebo dalším adsorpčním separačním způsobem, přičemž se získají specifické složky tohoto proudu, jako je argon nebo oxid uhličitý.

Předpokládá se jako samozřejmé, že vynález není omezen na zařízení, která jsou ilustrována na přiložených obrázcích. Jak již bylo výše uvedeno, konvertor oxidu uhelnatého 16 může být umístěn před promývací jednotkou 8, neboli separační jednotkou na oddělování petrochemického produktu, v případech, kdy to je zapotřebí. Ve skutečnosti může být tato jednotka zařazena rovněž přímo v reaktoru 2, buďto v kombinované formě s katalyzátorem na oxidaci nastřikovaného uhlovodíku, přičemž je zde vytvořeno jedno směsné katalytické lože, nebo může být tato jednotka ve formě odděleného lože. V případě, že je tato jednotka zařazena v tomto reaktoru 2 jako oddělené lože, potom je toto lože ve výhodném provedení umístěno za katalytickým ložem na oxidaci nastřikovaného uhlovodíku. Rovněž může být vhodné uspořádat spojovací potrubí pro transport tekutiny pro tuto verzi podle vynálezu jiným způsobem, než je uspořádání ilustrované na připojených obrázcích.