NL1039518A - PRODUCTION PROCESS FOR PROPYLENE OXIDE AND PRODUCTION EQUIPMENT THEREFOR. - Google Patents
PRODUCTION PROCESS FOR PROPYLENE OXIDE AND PRODUCTION EQUIPMENT THEREFOR. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1039518A NL1039518A NL1039518A NL1039518A NL1039518A NL 1039518 A NL1039518 A NL 1039518A NL 1039518 A NL1039518 A NL 1039518A NL 1039518 A NL1039518 A NL 1039518A NL 1039518 A NL1039518 A NL 1039518A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- reactor
- reaction mixture
- propylene oxide
- reaction
- set forth
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D301/00—Preparation of oxiranes
- C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
- C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
- C07D301/12—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with hydrogen peroxide or inorganic peroxides or peracids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D303/00—Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
- C07D303/02—Compounds containing oxirane rings
- C07D303/04—Compounds containing oxirane rings containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring oxygen atoms
Description
Productie Proces voor propyleenoxide en Productie Apparatuur daarvoor.Production Process for propylene oxide and Production Equipment therefor.
[Technische Gebied][Technical Area]
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een productieproces voor propyleenoxide en een productie apparaat daarvoor. In het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een productieproces voor propyleenoxide door de reactie van waterstofperoxide en propyleen naar propyleenoxide en een productie apparaat daarvoor.The present invention relates to a production process for propylene oxide and a production apparatus therefor. In particular, the present invention relates to a production process for propylene oxide through the reaction of hydrogen peroxide and propylene to propylene oxide and a production apparatus therefor.
[Stand van de techniek][State of the art]
Er is een werkwijze bekend van een productieproces voor propyleenoxide, waarbij propyleen, waterstof en zuurstof in een vloeibare fase in de aanwezigheid van vaste katalysatordeeltjes worden omgezet in propyleenoxide. Bijvoorbeeld Japanse Octrooi Kokai Publicatie nummer 2009-256301 beschrijft een productieproces voor propyleenoxide waarbij propyleen en een gasmengsel dat zuurstof, waterstof en stikstof voor verdunning bevat wordt toegevoerd aan een mengsel, dat een mengsel van acetonitril oplosmiddel en water en een vaste titanium katalysator en een palladium ondersteunende katalysator bevat, waarbij deze worden omgezet zodat propyleenoxide gevormd wordt.A process is known of a propylene oxide production process in which propylene, hydrogen and oxygen are converted to propylene oxide in a liquid phase in the presence of solid catalyst particles. For example, Japanese Patent Kokai Publication No. 2009-256301 describes a propylene oxide production process in which propylene and a gas mixture containing oxygen, hydrogen and nitrogen for dilution are supplied to a mixture containing a mixture of acetonitrile solvent and water and a solid titanium catalyst and a palladium supporting catalyst, wherein they are converted to form propylene oxide.
[Verwijzingen] [Octrooi literatuur][References] [Patent literature]
Japanse Octrooi Kokai Publicatie nummer 2009-256301 [Samenvatting van de uitvinding] [Technisch probleem]Japanese Patent Kokai Publication number 2009-256301 [Summary of the invention] [Technical problem]
Het wordt algemeen gezegd, dat het bovengenoemde productieproces voor propyleenoxide superieur is in productiviteit. In dit proces worden de vaste titanium katalysator en de palladium ondersteunende katalysator in een mengsel gebruikt, waarbij de duurzaamheden van deze twee katalysatoren verschillend kunnen zijn. In een dergelijke situatie, waar bij een van de katalysatoren het maximum van de duurzaamheid wordt bereikt, is het onmogelijk of zeer moeilijk, dat slechts de genoemde ene katalysator wordt teruggewonnen, om deze te vervangen of te regenereren, zodat dit proces niet noodzakelijk, vanuit het oogpunt van katalysator gebruiksefficiëntie, de voorkeur geniet.It is generally said that the aforementioned propylene oxide production process is superior in productivity. In this process, the solid titanium catalyst and the palladium supporting catalyst are used in a mixture, the durability of these two catalysts being different. In such a situation, where with one of the catalysts the maximum of the durability is reached, it is impossible or very difficult that only the said one catalyst is recovered to replace it or to regenerate it, so that this process is not necessarily based on from the viewpoint of catalyst utilization efficiency, is preferred.
[Oplossing voor het probleem][Solution for the problem]
Zo is het een doel, dat door de onderhavige uitvinding wordt bereikt, om te voorzien in een nieuw productieproces voor propyleenoxide en een nieuw productie apparaat daarvoor, die superieur zijn in de productie voor propyleenoxide.Thus, it is an object achieved by the present invention to provide a new production process for propylene oxide and a new production apparatus therefor that are superior in production for propylene oxide.
Gebleken is dat de bovengenoemde doelstelling wordt bereikt, door een werkwijze voor het produceren van propyleenoxide, waarbij een eerste reactiemengsel dat waterstofperoxide omvat wordt verkregen in een eerste reactiestap, waarbij het eerste reactiemengsel en propyleen in een tweede reactietrap worden omgezet, om een tweede reactiemengsel dat propyleenoxide omvat te verkrijgen, waarbij het tweede reactiemengsel naar de eerste reactiestap wordt teruggevoerd, waarna de eerste reactiestap opnieuw wordt uitgevoerd om het eerste reactie mengsel te verkrijgen, en vervolgens de tweede reactiestap opnieuw wordt uitgevoerd en het tweede reactiemengsel verkregen wordt, waarop deze tweede reactiestap weer terug wordt gevoerd naar de eerste reactiestap, enzovoort. Dat wil zeggen, het is gevonden dat het doel wordt bereikt door een productieproces voor propyleenoxide met herhaling van de eerste reactiestap, de tweede reactiestap en de terugvoer naar de eerste reactiestap, onder terugwinning van een deel van het eerste reactiemengsel en/of een deel van het tweede reactiemengsel, gevolgd door het terugwinnen van propyleenoxide in de delen.It has been found that the above objective is achieved by a process for producing propylene oxide, wherein a first reaction mixture comprising hydrogen peroxide is obtained in a first reaction step, wherein the first reaction mixture and propylene are converted in a second reaction step, to a second reaction mixture which is propylene oxide, wherein the second reaction mixture is recycled to the first reaction step, after which the first reaction step is carried out again to obtain the first reaction mixture, and then the second reaction step is carried out again and the second reaction mixture is obtained, on which this second reaction step is obtained is returned to the first reaction step, and so on. That is, it has been found that the objective is achieved by a propylene oxide production process with repetition of the first reaction step, the second reaction step and the return to the first reaction step, while recovering a portion of the first reaction mixture and / or a portion of the second reaction mixture, followed by the recovery of propylene oxide in the parts.
Zo verschaft de onderhavige uitvinding in een eerste aspect een productieproces voor propyleenoxide waardoor wordt omvat: (1) een eerste reactiestap van het verkrijgen van een eerste reactiemengsel, dat waterstofperoxide bevat, door de reactie van waterstof en zuurstof in een oplosmiddel in de aanwezigheid van een palladium katalysator in een eerste reactor; (2) een tweede reactiestap van het verkrijgen van een tweede reactiemengsel, dat propyleenoxide bevat, door de reactie van het eerste reactiemengsel en propyleen in de aanwezigheid van een titanium katalysator in een tweede reactor; en (3) een terugvoerstap van de terugvoer van het tweede reactiemengsel naar de eerste reactor, gekarakteriseerd doordat, dat de stappen (1) tot en met (3) worden herhaald.Thus, in a first aspect, the present invention provides a propylene oxide production process comprising: (1) a first reaction step of obtaining a first reaction mixture containing hydrogen peroxide, by reacting hydrogen and oxygen in a solvent in the presence of a palladium catalyst in a first reactor; (2) a second reaction step of obtaining a second reaction mixture containing propylene oxide by the reaction of the first reaction mixture and propylene in the presence of a titanium catalyst in a second reactor; and (3) a recycle step of recycling the second reaction mixture to the first reactor, characterized in that steps (1) to (3) are repeated.
In een voorkeur uitvoeringsvorm wordt een deel van het eerste reactiemengsel onttrokken naar de buitenzijde van het systeem, terwijl de bovengenoemde stappen (1) tot en met (3) worden herhaald, en de propyleenoxide die zich daarin bevindt wordt gewonnen. In andere uitvoeringsvorm wordt een deel van het tweede reactiemengsel dat wordt teruggevoerd naar de eerste reactor, onttrokken naar de buitenzijde van het systeem, terwijl de bovengenoemde stappen (1) tot en met (3) worden herhaald, en propyleenoxide die zich daarin bevindt wordt gewonnen. In een verdere uitvoeringsvorm worden zowel een deel van het eerste reactiemengsel en een deel van het tweede reactiemengsel onttrokken naar buiten het systeem en propyleenoxide die zich daarin bevindt wordt gewonnen. Deze winning kan worden uitgevoerd in een nabehandeling stap die elke geschikte wijze omvat. Ook in een verdere uitvoeringsvorm is het oplosmiddel een mengsel oplosmiddel dat acetonitril en water omvat.In a preferred embodiment, part of the first reaction mixture is withdrawn to the outside of the system, while the above steps (1) to (3) are repeated, and the propylene oxide contained therein is recovered. In another embodiment, part of the second reaction mixture that is recycled to the first reactor is withdrawn to the outside of the system, while the above steps (1) to (3) are repeated, and propylene oxide contained therein is recovered . In a further embodiment, both part of the first reaction mixture and part of the second reaction mixture are withdrawn from outside the system and propylene oxide contained therein is recovered. This extraction can be carried out in a post-treatment step which comprises any suitable method. Also in a further embodiment, the solvent is a solvent mixture comprising acetonitrile and water.
In de onderhavige beschrijving, worden waterstof en zuurstof verbruikt in de eerste reactiestap, zodat waterstofperoxide wordt geproduceerd, en waterstofperoxide en propyleen worden gebruikt bij de tweede reactiestap zodat propyleenoxide en water worden geproduceerd. Het is normaal dat niet alle reactiegrondstoffen worden omgezet in de beoogde reactieproduct(en) stoichiometrisch in een van de reactiestappen.In the present description, hydrogen and oxygen are consumed in the first reaction step, so that hydrogen peroxide is produced, and hydrogen peroxide and propylene are used in the second reaction step, so that propylene oxide and water are produced. It is normal for not all reaction raw materials to be converted stoichiometrically into the intended reaction product (s) in one of the reaction steps.
Het eerste reactiemengsel is een mengsel dat als een vloeibare fase in de eerste reactor wordt verkregen als resultaat van de eerste reactiestap, en omvat in het algemeen naast het oplosmiddel waterstofperoxide als reactieproduct, reactiegrondstoffen die niet met elkaar gereageerd hebben in de eerste reactiestap (meestal gassen (zuurstof, waterstof en eventueel stikstof) opgelost en/of daarin verspreid). Ook het tweede reactiemengsel omvat voorts, naast de componenten die in het eerste reactiemengsel aanwezig zijn, niet gereageerd propyleen en propyleenoxide als een reactieproduct. Opgemerkt kan worden, dat het eerste reactiemengsel verder geproduceerd propyleenoxide en niet gereageerd propeen van de tweede reactiestap omvat, aangezien het tweede reactiemengsel wordt teruggevoerd naar de eerste reactor.The first reaction mixture is a mixture obtained as a liquid phase in the first reactor as a result of the first reaction step, and generally comprises, in addition to the solvent, hydrogen peroxide as a reaction product, reaction raw materials that have not reacted with each other in the first reaction step (usually gases) (oxygen, hydrogen and optionally nitrogen) dissolved and / or dispersed therein. The second reaction mixture also further comprises, in addition to the components present in the first reaction mixture, unreacted propylene and propylene oxide as a reaction product. It may be noted that the first reaction mixture further comprises propylene oxide and unreacted propylene from the second reaction step, since the second reaction mixture is recycled to the first reactor.
Zoals goed te zien is, aangezien het eerste reactiemengsel wordt omgezet in de tweede reactor en het tweede reactiemengsel wordt teruggevoerd naar de eerste reactor, bevatten het eerste reactiemengsel en het tweede reactiemengsel in voornamelijk dezelfde componenten na het herhalen van de stappen (1) tot en met (3) zoals hierboven is beschreven. Echter, aangezien waterstofperoxide wordt geproduceerd in de eerste reactiestap en verbruikt in de tweede reactiestap, zijn de samenstellingen van het eerste reactiemengsel en het tweede reactiemengsel verschillend. Dat wil zeggen, wanneer we de samenstelling na de tweede reactiestap met die van voor de tweede reactiestap vergelijken, dan is de hoeveelheid waterstofperoxide afgenomen en eveneens de is hoeveelheid propyleen afgenomen, terwijl de hoeveelheid propyleenoxide is toegenomen.As can be seen, since the first reaction mixture is converted into the second reactor and the second reaction mixture is returned to the first reactor, the first reaction mixture and the second reaction mixture contain essentially the same components after repeating steps (1) to with (3) as described above. However, since hydrogen peroxide is produced in the first reaction step and consumed in the second reaction step, the compositions of the first reaction mixture and the second reaction mixture are different. That is, when we compare the composition after the second reaction step with that before the second reaction step, the amount of hydrogen peroxide has decreased and also the amount of propylene has decreased while the amount of propylene oxide has increased.
In een tweede aspect, verschaft de uitvinding een productie apparaat voor propyleenoxide waardoor wordt omvat: (A) een eerste reactor waar waterstof en zuurstof reageren in de aanwezigheid van een palladium katalysator in een oplosmiddel zodat een eerste reactiemengsel wordt geproduceerd dat waterstofperoxide bevat; (B) een tweede reactor waar het eerste reactiemengsel en propyleen in de aanwezigheid van een vaste titaankatalysator reageren, zodat een tweede reactiemengsel dat propyleenoxide bevat wordt geproduceerd; en (C) een terugvoerleiding die het tweede reactiemengsel weer naar de eerste reactor terugvoert.In a second aspect, the invention provides a propylene oxide production apparatus comprising: (A) a first reactor where hydrogen and oxygen react in the presence of a palladium catalyst in a solvent to produce a first reaction mixture containing hydrogen peroxide; (B) a second reactor where the first reaction mixture and propylene react in the presence of a solid titanium catalyst, so that a second reaction mixture containing propylene oxide is produced; and (C) a recycle line that returns the second reaction mixture to the first reactor.
Een dergelijke apparaat wordt bij voorkeur gebruikt voor het uitvoeren van het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding.Such an apparatus is preferably used to perform the propylene oxide production process as set forth in the present invention.
[Voordelen van de uitvinding][Advantages of the invention]
Terwijl in de conventionele productie van propyleenoxide, zuurstof, waterstof en propeen reageren in een enkele reactor, om propyleenoxide te produceren, worden de waterstofperoxide productiestap en de propyleenoxide productiestap uitgevoerd in afzonderlijke stappen (of reactors) in het productieproces (of productie apparaat) voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding.While in the conventional production of propylene oxide, oxygen, hydrogen and propylene react in a single reactor, to produce propylene oxide, the hydrogen peroxide production step and the propylene oxide production step are carried out in separate steps (or reactors) in the production process (or production device) for propylene oxide as set forth in the present invention.
Zo kan voor elke reactie die wordt uitgevoerd, de beste omstandigheden worden gekozen voor de reactie. Hierdoor wordt het mogelijk om verdere verbetering van de productiviteit van de propyleenoxide productie tot stand te brengen. Bovendien worden de palladium katalysator en de titanium katalysator in afzonderlijke reactoren gebruikt, zodat het vervangen van de katalysator of regeneratie van de katalysator erg eenvoudig wordt voor elk van de verbruikte katalysatoren.Thus, for each reaction that is performed, the best conditions can be chosen for the reaction. This makes it possible to achieve further improvement of the productivity of the propylene oxide production. In addition, the palladium catalyst and the titanium catalyst are used in separate reactors, so that replacing the catalyst or regeneration of the catalyst becomes very simple for each of the spent catalysts.
[Korte beschrijving van de tekeningen][Brief description of the drawings]
Figuur 1 toont schematisch een stroomschema van een uitvoeringsvorm van het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding.Figure 1 schematically shows a flow chart of an embodiment of the production process for propylene oxide as set forth in the present invention.
Figuur 2 toont schematisch een stroomschema van een andere uitvoeringsvorm van het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding.Figure 2 schematically shows a flow chart of another embodiment of the propylene oxide production process as set forth in the present invention.
Figuur 3 toont schematisch een stroomschema van weer een andere uitvoeringsvorm van het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding.Figure 3 schematically shows a flow chart of yet another embodiment of the propylene oxide production process as set forth in the present invention.
Figuur 4 toont schematisch een stroomschema van een uitvoeringsvorm van het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding.Figure 4 schematically shows a flow chart of an embodiment of the production process for propylene oxide as set forth in the present invention.
Figuur 5 toont schematisch een stroomschema van een uitvoeringsvorm van het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding.Figure 5 schematically shows a flow chart of an embodiment of the production process for propylene oxide as set forth in the present invention.
Figuur 6 toont schematisch een stroomschema van een uitvoeringsvorm van het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding.Figure 6 schematically shows a flow chart of an embodiment of the production process for propylene oxide as set forth in the present invention.
Figuur 7 toont schematisch een stroomschema van een uitvoeringsvorm van het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding.Figure 7 schematically shows a flow chart of an embodiment of the production process for propylene oxide as set forth in the present invention.
Figuur 8 toont schematisch een stroomschema van een uitvoeringsvorm van het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding.Figure 8 schematically shows a flow chart of an embodiment of the production process for propylene oxide as set forth in the present invention.
Figuur 9 toont schematisch een stroomschema van een uitvoeringsvorm van het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding.Figure 9 schematically shows a flow chart of an embodiment of the production process for propylene oxide as set forth in the present invention.
[Beschrijving van de Uitvoeringsvormen][Description of Embodiments]
Vervolgens wordt het productieproces voor propyleenoxide, volgens de onderhavige uitvinding, toegelicht aan de hand van de tekeningen. Opgemerkt kan worden, dat in de Figuren 1 tot en met 9, dezelfde verwijzingen worden gebruikt voor dezelfde betekenis en dezelfde elementen. Ook illustreert een van de tekeningen een voorbeeld waarbij de eerste reactor wordt weergegeven als een geroerde tank type reactor en waarbij de tweede reactor wordt weergegeven als een vast bed katalysator reactor. Echter, zowel de eerste reactor als de tweede reactor kunnen uit geroerde tank type reactoren bestaan, de eerste reactor en de tweede reactor kunnen beide uit vast bed katalysator type reactoren bestaan, of de eerste reactor kan uit een vast bed katalysator type reactor bestaan terwijl de tweede reactor uit een geroerde tank type reactor kan bestaan. Eerst verwijzend naar Figuur 1, in het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding, wordt de eerste reactiestap uitgevoerd in een eerste reactor 10 en wordt de tweede reactiestap uitgevoerd in een tweede reactor 12 en de terugvoerstap wordt uitgevoerd met een retourleiding 14 naar de eerste reactor 10 vanaf de tweede reactor 12.Next, the production process for propylene oxide, according to the present invention, is explained with reference to the drawings. It can be noted that in Figures 1 to 9, the same references are used for the same meaning and the same elements. Also, one of the drawings illustrates an example where the first reactor is represented as a stirred tank type reactor and wherein the second reactor is represented as a fixed bed catalyst reactor. However, both the first reactor and the second reactor may consist of stirred tank type reactors, the first reactor and the second reactor may both consist of fixed bed catalyst type reactors, or the first reactor may consist of a fixed bed catalyst type reactor while the second reactor may consist of a stirred tank type reactor. Referring first to Figure 1, in the propylene oxide production process as set forth in the present invention, the first reaction step is performed in a first reactor 10 and the second reaction step is performed in a second reactor 12 and the recycle step is performed with a return line 14 to the first reactor 10 from the second reactor 12.
In de eerste reactiestap wordt een reactie uitgevoerd waarbij zuurstof en waterstof in een gasmengsel 18 (desgewenst verdund met stikstof) worden omgezet om waterstofperoxide te produceren in de aanwezigheid van een palladium katalysator die in een zwevende toestand in een oplosmiddel 16 aanwezig is. Deze reactie is op zichzelf bekend. Met betrekking tot de details, kan worden verwezen naar bijvoorbeeld Japanse Octrooi Kokai Publicatie nummers 1998-324507 en 1998-330103. Verder, zoals beschreven is in de werkwijze in de bovengenoemde octrooi literatuur 1, kan deze reactie worden uitgevoerd zonder de vaste titanium katalysator en propeen.In the first reaction step, a reaction is carried out in which oxygen and hydrogen are converted into a gas mixture 18 (optionally diluted with nitrogen) to produce hydrogen peroxide in the presence of a palladium catalyst present in a floating state in a solvent 16. This reaction is known per se. With regard to the details, reference may be made, for example, to Japanese Patent Kokai Publication numbers 1998-324507 and 1998-330103. Furthermore, as described in the process in the aforementioned patent literature 1, this reaction can be conducted without the solid titanium catalyst and propylene.
In de tweede reactiestap, wordt een reactie uitgevoerd waarbij propeen en waterstofperoxide worden omgezet, zodat propyleen wordt geëpoxydeerd om propyleenoxide te verkrijgen, in de aanwezigheid van de vaste titaan katalysator. Deze reactie is op zichzelf bekend. Met betrekking tot de details, kan worden verwezen naar bijvoorbeeld Japanse Octrooi Kokai Publicatie nummers 2005-262164 en 2010-159245. Verder zoals is beschreven in de werkwijze in de bovengenoemde octrooiliteratuur 1, kan deze reactie worden uitgevoerd zonder de palladium katalysator en het gasmengsel (zuurstof en waterstof).In the second reaction step, a reaction is carried out in which propylene and hydrogen peroxide are converted, so that propylene is epoxidized to obtain propylene oxide, in the presence of the solid titanium catalyst. This reaction is known per se. With regard to the details, reference can be made, for example, to Japanese Patent Kokai Publication numbers 2005-262164 and 2010-159245. Furthermore, as described in the process in the aforementioned patent literature 1, this reaction can be carried out without the palladium catalyst and the gas mixture (oxygen and hydrogen).
Een oplosmiddel 16, bijvoorbeeld een mengsel oplosmiddel van acetonitril/water wordt van tevoren in de eerste reactor 10 gevoerd, en de palladium katalysator in een zwevende toestand in het oplosmiddel aanwezig. Het mengsel gas 18 wordt toegevoerd aan de eerste reactor 10 onder een dergelijke katalysator toestand, gevolgd door het onderwerping aan een vloeistofTase reactie, onder de vooraf bepaalde voorwaarden, om waterstofperoxide te produceren. Als gevolg daarvan, is het eerste reactiemengsel 20 aanwezig in de eerste reactor 10.A solvent 16, for example a mixture of acetonitrile / water solvent, is fed into the first reactor 10 beforehand, and the palladium catalyst is present in the solvent in a floating state. The gas 18 mixture is supplied to the first reactor 10 under such a catalyst condition, followed by submission to a liquid phase reaction, under the predetermined conditions, to produce hydrogen peroxide. As a result, the first reaction mixture 20 is present in the first reactor 10.
Zoals goed te zien is, aangezien het eerste reactiemengsel 20, in aanvulling op het oplosmiddel eveneens waterstofperoxide als product, zuurstof en waterstof als reactie grondstoffen, en optioneel stikstof voor verdunning en de palladium katalysator die gesuspendeerd is in dit eerste reactiemengsel omvat. Eveneens moet worden opgemerkt, dat de eerste reactor 10 uit elke geschikt reactieapparaat kan bestaan, en bijvoorbeeld bij voorkeur uit een geroerde tank type reactor kan bestaan, die bestaat uit een autoclaaf uitgerust met een roerder zoals is afgebeeld.As can be seen, since the first reaction mixture 20, in addition to the solvent, also comprises hydrogen peroxide as product, oxygen and hydrogen as reaction raw materials, and optionally nitrogen for dilution and the palladium catalyst suspended in this first reaction mixture. It should also be noted that the first reactor 10 may consist of any suitable reaction apparatus, and preferably may, for example, consist of a stirred tank type reactor consisting of an autoclave equipped with a stirrer as shown.
In andere uitvoeringsvorm kan de eerste reactor uit een vast bed type reactor bestaan, die de palladium katalysator in een vast bed bevat, en bijvoorbeeld uit een buisreactor bestaan. In deze uitvoeringsvorm worden het gasmengsel en het oplosmiddel toegevoerd naar de eerste reactor, en de eerste reactiestap wordt daar uitgevoerd.In another embodiment, the first reactor may consist of a fixed bed type reactor, which contains the palladium catalyst in a fixed bed, and may, for example, consist of a tubular reactor. In this embodiment, the gas mixture and the solvent are supplied to the first reactor, and the first reaction step is carried out there.
Opgemerkt kan worden, dat de eerste reactor van elk type kan zijn, en in een van de uitvoeringsvormen uit een enkele reactor kan bestaan. Een andere uitvoeringsvorm, kan in een meerstappen reactorvorm worden uitgevoerd, die een aantal reactor eenheden in serie omvat. In deze uitvoeringsvorm wordt een reactie grondstof die waterstof, zuurstof en eventueel stikstof omvat, aan de meest stroomopwaarts gelokaliseerde reactor eenheid van het aantal van de reactor eenheden die de meerstaps reactor vormen toegevoerd, en de reactie wordt uitgevoerd in de meest stroomopwaarts gelokaliseerde reactor eenheid. Vervolgens wordt het reactiemengsel dat verkregen wordt bij de meest stroomopwaarts gelokaliseerde reactor eenheid, toegevoerd aan de volgende reactor eenheid, waar de reactie verder wordt uitgevoerd, en vervolgens wordt het verkregen reactiemengsel in die volgende reactor eenheid toegevoerd naar de verdere volgende reactor eenheid, waar de reactie verder wordt uitgevoerd. Door het herhalen van deze toevoer van het reactiemengsel van de ene reactor eenheid naar de volgende reactor eenheid waar de reactie verder wordt uitgevoerd, zoals is beschreven, kan de conversiegraad van waterstof/zuurstof worden verhoogd. Opgemerkt kan worden, dat indien nodig de eerste reactor zodanig kan worden opgebouwd dat de reactie grondstof additioneel kan worden aangevoerd door een leiding, die naar wens de reactor eenheden verbindt die naast elkaar zijn opgesteld.It can be noted that the first reactor can be of any type, and in one of the embodiments can consist of a single reactor. Another embodiment may be in a multi-stage reactor form which comprises a number of reactor units in series. In this embodiment, a reaction raw material comprising hydrogen, oxygen and optionally nitrogen is supplied to the most upstream localized reactor unit the number of the reactor units that form the multi-stage reactor, and the reaction is conducted in the most upstream localized reactor unit. Next, the reaction mixture obtained at the most upstream localized reactor unit is fed to the next reactor unit where the reaction is further carried out, and then the resulting reaction mixture in that next reactor unit is fed to the further following reactor unit, where the reaction is continued. By repeating this feed of the reaction mixture from one reactor unit to the next reactor unit where the reaction is further conducted, as described, the degree of hydrogen / oxygen conversion can be increased. It can be noted that if necessary the first reactor can be constructed in such a way that the reaction raw material can additionally be supplied through a pipe which, if desired, connects the reactor units which are arranged next to each other.
Vervolgens wordt een deel van het eerste reactiemengsel 20 dat geproduceerd werd in de eerste reactor 10 naar de tweede reactor 12 gevoerd, door een eerste reactiemengsel leiding 22. Aangezien de palladium katalysator zich bevindt in het eerste reactiemengsel 20, wordt het eerste reactiemengsel uit de eerste reactor afgevoerd door een filter 24, die de palladium katalysator verwijderd. Om een voorbeeld te geven, kan het filter, zoals een doorstroom filter of dergelijke worden aangebracht in de eerste reactor 10. In een andere uitvoeringsvorm, wordt een leiding aangebracht die het eerste reactiemengsel 20 in de eerste reactor 10 circuleert, en een filter voor vaste stof -vloeistof scheiding zoals een doorstroom filter, een centrifugale scheiding of dergelijke wordt in een dergelijke leiding toegepast, om een eerste reactiemengsel te verkrijgen, waaruit de palladium katalysator is verwijderd.Subsequently, a portion of the first reaction mixture 20 produced in the first reactor 10 is fed to the second reactor 12, through a first reaction line 22. Since the palladium catalyst is in the first reaction mixture 20, the first reaction mixture is removed from the first reactor discharged through a filter 24, which removes the palladium catalyst. To give an example, the filter, such as a flow-through filter or the like, may be provided in the first reactor 10. In another embodiment, a line is provided that circulates the first reaction mixture 20 in the first reactor 10, and a filter for solid dust-liquid separation such as a flow-through filter, a centrifugal separation or the like is used in such a line to obtain a first reaction mixture from which the palladium catalyst has been removed.
De tweede reactor 12 is bijvoorbeeld een vast bed type reactor zoals getoond, waarin de titaniumkatalysator vooraf is geladen, en propyleen 26 en het eerste reactiemengsel 20 uit de eerste reactor 10 worden toegevoerd aan de tweede reactor 12. In de getoonde uitvoeringsvorm wordt het propyleen 26 met het eerste reactiemengsel 20 gemengd voordat het wordt geleverd aan de tweede reactor 12, en dan vervolgens toegevoerd aan de tweede reactor 12. In een andere uitvoeringsvorm, kan in een stap (of een apparaat) worden voorzien, voor het mengen van het eerste reactiemengsel 20 en het propeen 26 voor de tweede reactiestap (of de tweede reactor 12), en vervolgens wordt het resulterende mengsel naar de tweede reactietrap (of de tweede reactor 12) gevoerd.The second reactor 12 is, for example, a fixed bed type reactor as shown, in which the titanium catalyst is pre-charged, and propylene 26 and the first reaction mixture 20 from the first reactor 10 are supplied to the second reactor 12. In the embodiment shown, the propylene 26 mixed with the first reaction mixture 20 before being supplied to the second reactor 12, and then subsequently fed to the second reactor 12. In another embodiment, a step (or apparatus) may be provided for mixing the first reaction mixture 20 and the propylene 26 for the second reaction step (or the second reactor 12), and then the resulting mixture is fed to the second reaction step (or the second reactor 12).
In weer een andere uitvoeringsvorm, kan de tweede reactor uit een tank type reactor bestaan, zoals een geroerde tank type reactor. In deze uitvoeringsvorm wordt propeen omgezet onder de conditie waarbij de vaste titaankatalysator is verspreid in de tank type reactor waarin het eerste reactiemengsel zich bevindt.In yet another embodiment, the second reactor may consist of a tank type reactor, such as a stirred tank type reactor. In this embodiment, propylene is converted under the condition that the solid titanium catalyst is dispersed in the tank type reactor in which the first reaction mixture is located.
Opgemerkt kan worden, dat de tweede reactor van elk type kan zijn, en in een uitvoeringsvoorbeeld uit een enkele reactor kan bestaan. In andere uitvoeringsvorm kan het als een meerstappen reactor zijn uitgevoerd, waarbij een aantal reactor eenheden in serie geplaatst worden omvat. In deze uitvoeringsvorm wordt het propyleen en het eerste reactiemengsel naar de meest stroomopwaarts gelokaliseerde reactor eenheid van het aantal van de reactor eenheden die de meerstaps reactor vormen gevoerd, en de reactie wordt uitgevoerd in de meest stroomopwaarts gelokaliseerde reactor eenheid. Vervolgens wordt het reactiemengsel verkregen bij de meest stroomopwaarts gelokaliseerde reactor eenheid toegevoerd aan de volgende reactor, waar de reactie verder wordt uitgevoerd en vervolgens wordt het verkregen reactiemengsel in de volgende reactor eenheid, toegevoerd naar de verdere volgende reactor eenheid, waarbij de reactie verder wordt uitgevoerd. Door het herhalen van deze toevoer van het reactiemengsel van de ene reactor eenheid naar de volgende reactor eenheid, waarbij de reactie verder wordt uitgevoerd, zoals is beschreven, wordt de omzetting van propyleen verhoogd. Opgemerkt kan worden, dat eventueel de tweede reactor zodanig kan worden opgebouwd, dat het propyleen additioneel kan worden geleverd via een leiding die de reactor eenheden verbindt die naast elkaar zijn opgesteld.It can be noted that the second reactor can be of any type, and in an exemplary embodiment can consist of a single reactor. In another embodiment, it can be designed as a multi-stage reactor, wherein a number of reactor units are arranged in series. In this embodiment, the propylene and the first reaction mixture are fed to the most upstream localized reactor unit of the number of the reactor units that form the multi-stage reactor, and the reaction is carried out in the most upstream localized reactor unit. Subsequently, the reaction mixture obtained at the most upstream localized reactor unit is fed to the next reactor, where the reaction is further carried out, and then the resulting reaction mixture in the next reactor unit is fed to the further following reactor unit, the reaction being further carried out . By repeating this feed of the reaction mixture from one reactor unit to the next reactor unit, the reaction being further carried out as described, the conversion of propylene is increased. It can be noted that optionally the second reactor can be constructed in such a way that the propylene can additionally be supplied via a pipe connecting the reactor units which are arranged next to each other.
In de tweede reactor 12, reageert waterstofperoxide in het eerste reactiemengsel 20 met het propyleen dat zich in de vloeistoffase bevindt, in de aanwezigheid van een titanium katalysator om propyleenoxide te produceren, waarbij het tweede reactiemengsel wordt verkregen. Zoals onmiddellijk te zien is, bevat het tweede reactiemengsel zuurstof, waterstof, stikstof optioneel voor verdunning, waterstofperoxide, propyleen en propyleenoxide.In the second reactor 12, hydrogen peroxide in the first reaction mixture 20 reacts with the liquid phase propylene in the presence of a titanium catalyst to produce propylene oxide, thereby obtaining the second reaction mixture. As can be seen immediately, the second reaction mixture contains oxygen, hydrogen, nitrogen optional for dilution, hydrogen peroxide, propylene, and propylene oxide.
Dit tweede reactiemengsel wordt onttrokken uit de tweede reactor 12, en teruggevoerd naar de eerste reactor 10 via de retourleiding 14, voor de uitvoering van de terugvoerstap, terwijl een deel van het eerste reactiemengsel 20 wordt onttrokken uit het systeem, bijvoorbeeld uit de eerste reactor 10 door een eerste reactiemengsel buitenzijde van het systeem afvoerleiding 30. In het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding, is de verhouding, van een hoeveelheid van het oplosmiddel in het eerste reactiemengsel dat onttrokken wordt uit de eerste reactor 10 door het eerste reactiemengsel 22, tot een hoeveelheid oplosmiddel in het eerste reactie mengsel dat van buitenzijde van het systeem wordt onttrokken door de eerste reactiemengsel systeem buitenzijde afvoerleiding 30, die de verhouding is, van de hoeveelheid oplosmiddel die door het systeem wordt gecirculeerd ten opzichte van de hoeveelheid oplosmiddel die wordt onttrokken uit het systeem, en is bij voorkeur in het bereik tussen 1 en 12.000, en met een hogere voorkeur in het bereik tussen 10 en 5000 en met de hoogste voorkeur in het bereik tussen 50 en 500. Met een dergelijke grote gecirculeerde hoeveelheid, is het mogelijk dat het eerste reactiemengsel en het tweede reactiemengsel een hoge concentratie van propyleenoxide bevat, ondanks dat de concentratie van waterstofperoxide in het eerste reactiemengsel laag is. Opgemerkt kan worden, dat een deel van het tweede reactiemengsel kan worden afgevoerd uit de retourleiding 14 door een tweede reactiemengsel buitenzijde systeem afvoerleiding 30' zoals te zien is in Figuur 2, en dan kan propyleenoxide die wordt geproduceerd in de tweede reactor van dat deel worden verkregen.This second reaction mixture is withdrawn from the second reactor 12, and returned to the first reactor 10 via the return line 14, for carrying out the recycling step, while a part of the first reaction mixture 20 is withdrawn from the system, for example from the first reactor 10 through a first reaction mixture outside of the system discharge line 30. In the production process for propylene oxide as set forth in the present invention, the ratio of an amount of the solvent in the first reaction mixture withdrawn from the first reactor 10 is through the first reaction mixture 22, to an amount of solvent in the first reaction mixture withdrawn from outside of the system by the first reaction mixture system outside discharge line 30, which is the ratio of the amount of solvent circulated through the system to the amount of solvent withdrawn from the system em, and is preferably in the range between 1 and 12,000, and more preferably in the range between 10 and 5000 and most preferably in the range between 50 and 500. With such a large circulated amount, it is possible that the first reaction mixture and the second reaction mixture contain a high concentration of propylene oxide, although the concentration of hydrogen peroxide in the first reaction mixture is low. It can be noted that part of the second reaction mixture can be discharged from the return line 14 through a second reaction mixture outside system discharge line 30 'as seen in Figure 2, and then propylene oxide produced in the second reactor of that part can be obtained.
Opgemerkt kan worden, dat wanneer het tweede reactiemengsel door de retourleiding 14 wordt teruggevoerd, het indirect kan worden geretourneerd naar de eerste reactor 10 in plaats van directe terugkeer naar de eerste reactor 10, zoals te zien is. Zo wordt bijvoorbeeld de retourleiding 14 aangesloten op een toevoerleiding 40 die de reactie grondstof levert aan de eerste reactor 10, en wordt het tweede reactiemengsel geretourneerd naar de eerste reactor 10 door de toevoerleiding 40, zoals dat getoond wordt in Figuur 3.It can be noted that when the second reaction mixture is recycled through the return line 14, it can be indirectly returned to the first reactor 10 instead of direct return to the first reactor 10, as can be seen. For example, the return line 14 is connected to a supply line 40 that supplies the reaction raw material to the first reactor 10, and the second reaction mixture is returned to the first reactor 10 through the supply line 40, as shown in Figure 3.
Een verdere uitvoeringsvorm van het productieproces voor propyleenoxide zoals uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding wordt getoond in Figuur 4. In de getoonde uitvoeringsvorm, omvat de eerste reactor 10 een aantal reactor eenheden, in het bijzonder drie reactor eenheden 10-1, 10-2 en 10-3, en de verbindingsleidingen 22-1 en 22-1 zijn aangebracht tussen de twee aangrenzende reactor eenheden. De reactie grondstof 18 die waterstof, zuurstof en eventueel stikstof bevat, wordt toegevoerd aan de eerste reactor eenheid 10-1, waarbij de reactie verloopt om een reactiemengsel te produceren, dat op zijn beurt wordt toegevoerd door de verbindingsleiding 22-1 naar de tweede reactor eenheid 10-2, waar de reactie verder verloopt om een reactiemengsel te produceren, dat op zijn beurt wordt toegevoerd via de verbindingsleiding 22-2 naar de derde reactor eenheid 10-3, waar de reactie verder verloopt om een reactiemengsel te produceren, dat wordt afgevoerd door de verbindingsleiding 22-3 van de derde reactor eenheid 10-3.A further embodiment of the propylene oxide production process as set forth in the present invention is shown in Figure 4. In the embodiment shown, the first reactor 10 comprises a number of reactor units, in particular three reactor units 10-1, 10-2 and 10-3, and the connecting lines 22-1 and 22-1 are arranged between the two adjacent reactor units. The reaction raw material 18 containing hydrogen, oxygen and optionally nitrogen is supplied to the first reactor unit 10-1, the reaction proceeding to produce a reaction mixture, which in turn is supplied through the connecting line 22-1 to the second reactor unit 10-2, where the reaction proceeds to produce a reaction mixture, which in turn is fed through the connecting line 22-2 to the third reactor unit 10-3, where the reaction proceeds to produce a reaction mixture, which is discharged through the connecting line 22-3 of the third reactor unit 10-3.
Opgemerkt kan worden, dat de verbindingsleiding 22-3 overeenkomt met de eerste reactiemengsel leiding 22 en het eerste reactiemengsel 20 dat wordt afgevoerd uit de derde reactor eenheid 10-3 en die dus wordt afgevoerd uit de eerste reactor 10 en wordt toegevoerd aan de tweede reactor 12. In deze uitvoeringsvorm, kan de reactie grondstof die waterstof, zuurstof en optioneel stikstof bevat, worden toegevoegd aan ten minste een van de verbindingsleidingen. Deze uitvoeringsvorm wordt getoond in Figuur 5, waarbij de grondstof toevoerleidingen 18-1 en 18-2 zijn verbonden met de verbindingsleidingen 22-1 en 22-2 respectievelijk. De toevoeging van de reactie grondstof zoals werd beschreven houd een afgesplitste toevoer van de reactie grondstof in, waardoor mogelijk wordt om een reactie snelheid te controleren van de bij de reactie gebruikte grondstoffen in elk van de reactor eenheden, zodat de reactie hoeveelheid van zuurstof en waterstof gemakkelijk kan worden gecontroleerd.It can be noted that the connecting line 22-3 corresponds to the first reaction line 22 and the first reaction mixture 20 which is discharged from the third reactor unit 10-3 and thus is discharged from the first reactor 10 and is supplied to the second reactor 12. In this embodiment, the reaction raw material containing hydrogen, oxygen and optionally nitrogen can be added to at least one of the connecting lines. This embodiment is shown in Figure 5, wherein the raw material supply lines 18-1 and 18-2 are connected to the connecting lines 22-1 and 22-2 respectively. The addition of the reaction raw material as described involves a split feed of the reaction raw material, thereby enabling a reaction rate of the raw materials used in the reaction in each of the reactor units, so that the reaction amount of oxygen and hydrogen can be easily checked.
Een andere uitvoeringsvorm van het productieproces voor propyleenoxide, zoals uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding, wordt getoond in Figuur 6. In de getoonde uitvoeringsvorm wordt een deel van het eerste reactiemengsel dat wordt toegevoerd aan de tweede reactor 12 geretourneerd naar de eerste reactor 10. In de uitvoeringsvorm zoals uiteen wordt gezet in Figuur 6(a), wordt het eerste reactiemengsel direct teruggevoerd naar de eerste reactor 10, door de circulatieleiding 42 omvat, en in de uitvoeringsvorm zoals uiteen wordt gezet in Figuur 6(b), wordt het eerste reactiemengsel indirect geretourneerd naar de eerste reactor 10, door de circulatieleiding 44 die verbonden is met de toevoerleiding 40. Door het retourneren van een deel van het eerste reactiemengsel naar de eerste reactor 10, zoals hierboven beschreven is, wordt een deel van het eerste reactiemengsel gecirculeerd, waardoor de hoeveelheid van de katalysator in de eerste reactor 10 kan worden verminderd. Met andere woorden, de omzetting in de eerste reactor is verhoogd, zodat de katalysator gebruiksefficiëntie is verbeterd.Another embodiment of the propylene oxide production process, as set forth in the present invention, is shown in Figure 6. In the embodiment shown, part of the first reaction mixture supplied to the second reactor 12 is returned to the first reactor 10. In the embodiment as set forth in Figure 6 (a), the first reaction mixture is returned directly to the first reactor 10, included in the circulation line 42, and in the embodiment as set forth in Figure 6 (b), the first reaction mixture indirectly returned to the first reactor 10, through the circulation line 44 connected to the feed line 40. By returning a portion of the first reaction mixture to the first reactor 10, as described above, a portion of the first reaction mixture is circulated whereby the amount of the catalyst in the first reactor 10 can be reduced. In other words, the conversion in the first reactor is increased, so that the catalyst utilization efficiency is improved.
Weer een andere uitvoeringsvorm van het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding wordt getoond in Figuur 7. In de getoonde uitvoeringsvorm, omvat de tweede reactor 12 een aantal reactor eenheden, in het bijzonder drie reactor eenheden 12-1, 12-2 en 12-3, waarbij de verbindingsleidingen 23-1 en 23-1 zijn aangebracht tussen de twee aangrenzende reactor eenheden. Het eerste reactiemengsel en propeen worden toegevoerd aan de eerste reactor eenheid 12-1, waarbij de reactie verloopt om een reactiemengsel te produceren, dat op zijn beurt wordt toegevoerd door de verbindingsleiding 23-1 naar de tweede reactor eenheid 12-2, waarbij de reactie verder verloopt om een reactiemengsel te produceren, dat op zijn beurt weer wordt toegevoerd via de verbindingsleiding 23-2 naar de derde reactor eenheid 12-3, waar de reactie verder verloopt om een reactiemengsel te produceren, dat afgevoerd wordt uit de derde reactor eenheid 12-3. In deze uitvoeringsvorm, kan de reactie grondstof die propyleen bevat worden toegevoerd aan ten minste een van de verbindingsleidingen. Deze uitvoeringsvorm wordt getoond in Figuur 8, waarbij de propyleen toevoerleidingen 26-1 en 26-2 zijn verbonden met verbindingsleidingen 23-1 en 23-2, respectievelijk. De toevoeging van de reactie grondstof zoals is beschreven, maakt het mogelijk om de hoeveelheid propeen te bepalen, die moet worden geleverd in elk van de reactor eenheden, zodat de hoeveelheid reactiewarmte gemakkelijk gecontroleerd kan worden.Yet another embodiment of the propylene oxide production process as set forth in the present invention is shown in Figure 7. In the embodiment shown, the second reactor 12 comprises a plurality of reactor units, in particular three reactor units 12-1, 12 -2 and 12-3, the connecting lines 23-1 and 23-1 being arranged between the two adjacent reactor units. The first reaction mixture and propylene are supplied to the first reactor unit 12-1, the reaction proceeding to produce a reaction mixture, which in turn is supplied through the connecting line 23-1 to the second reactor unit 12-2, the reaction further proceeds to produce a reaction mixture, which in turn is fed through the connecting line 23-2 to the third reactor unit 12-3, where the reaction proceeds to produce a reaction mixture, which is discharged from the third reactor unit 12 -3. In this embodiment, the reaction raw material containing propylene can be supplied to at least one of the connecting lines. This embodiment is shown in Figure 8, wherein the propylene supply lines 26-1 and 26-2 are connected to connecting lines 23-1 and 23-2, respectively. The addition of the reaction raw material as described makes it possible to determine the amount of propene to be supplied in each of the reactor units, so that the amount of reaction heat can be easily controlled.
Weer een andere uitvoeringsvorm van het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding wordt getoond in Figuur 9. In de getoonde uitvoeringsvorm, wordt een deel van het tweede reactiemengsel dat wordt toegevoerd aan de eerste reactor weer teruggevoerd naar de tweede reactor.Yet another embodiment of the propylene oxide production process as set forth in the present invention is shown in Figure 9. In the embodiment shown, a portion of the second reaction mixture fed to the first reactor is recycled back to the second reactor.
In de uitvoeringsvorm zoals die uiteen wordt gezet in Figuur 9(a), wordt het tweede reactiemengsel direct teruggevoerd naar de tweede reactor 12 door de circulatieleiding 46, en in de uitvoeringsvorm zoals die uiteen wordt gezet in Figuur 9(b) wordt het tweede reactiemengsel indirect weer naar de tweede reactor 12 teruggevoerd door de circulatieleiding 46, die verbonden is met de eerste reactiemengsel leiding 22. Door het weer terugvoeren van een deel van het tweede reactiemengsel naar de tweede reactor 12, zoals hierboven beschreven is, wordt een deel van het tweede reactiemengsel gecirculeerd, waardoor de hoeveelheid van de katalysator in de tweede reactor kan worden verminderd. Met andere woorden, de conversie in de tweede reactor wordt verhoogd zodat de katalysator gebruiksefficiëntie wordt verbeterd.In the embodiment as set forth in Figure 9 (a), the second reaction mixture is returned directly to the second reactor 12 through the circulation line 46, and in the embodiment as set forth in Figure 9 (b) the second reaction mixture becomes indirectly returned to the second reactor 12 through the circulation line 46, which is connected to the first reaction line 22. By recycling a part of the second reaction mixture back to the second reactor 12, as described above, part of the The second reaction mixture is circulated, whereby the amount of the catalyst in the second reactor can be reduced. In other words, the conversion in the second reactor is increased so that the catalyst utilization efficiency is improved.
Tijdens het herhalen van de bovengenoemde eerste reactiestap en tweede reactiestap in deze volgorde, worden het gasmengsel 18 en propyleen 26 aan de eerste reactor 10 en de tweede reactor 12 toegevoerd, respectievelijk, afhankelijk van een hoeveelheid van het eerste reactiemengsel, dat naar buiten het systeem wordt afgevoerd. Bovendien, omdat het oplosmiddel dat uit het systeem wordt afgevoerd samen gaat met het eerste reactiemengsel, wordt samengesteld oplosmiddel 28 toegevoerd aan de eerste reactor 10. Het mengsel gas 18, propyleen 26 en samenstelling oplosmiddel 28 worden toegevoerd en een deel 30 van het eerste reactiemengsel wordt afgevoerd zodanig dat een evenwichtstoestand wordt verwezenlijkt en behouden. In weer een andere uitvoeringsvorm, kan in plaats van, of naast de toevoer van het gasmengsel 18, de samenstelling oplosmiddel 28 worden toegevoerd aan de eerste reactiemengsel leiding 22 die het eerste reactiemengsel levert.During the repeating of the above-mentioned first reaction step and second reaction step in this order, the gas mixture 18 and propylene 26 are supplied to the first reactor 10 and the second reactor 12, respectively, depending on an amount of the first reaction mixture going outside the system is disposed of. In addition, because the solvent discharged from the system coincides with the first reaction mixture, composite solvent 28 is supplied to the first reactor 10. The mixture of gas 18, propylene 26 and composition solvent 28 is supplied and a portion 30 of the first reaction mixture is discharged in such a way that a state of equilibrium is achieved and maintained. In yet another embodiment, instead of or in addition to the supply of the gas mixture 18, the solvent composition 28 can be supplied to the first reaction line 22 which supplies the first reaction mixture.
Zoals goed te zien is voor de deskundige die bekwaam is in het vakgebied, teneinde evenwichtstoestand te bereiken en te behouden, worden de toevoer van het gasmengsel 18 naar de eerste reactiestap, de toevoer van een deel van het eerste reactiemengsel 20 uit de eerste reactiestap naar de tweede reactiestap, de toevoer van propeen 26 en de terugvoer van een deel van het tweede reactiemengsel uit de tweede reactiestap naar de eerste reactor 10, bij voorkeur continu uitgevoerd. Aldus verdient het de voorkeur dat stappen (1) tot en met (3) van het productieproces voor propyleenoxide, zoals deze uiteen worden gezet in de onderhavige uitvinding, continu worden uitgevoerd. In deze uitvoeringsvorm is het ook de voorkeur dat de toevoer van buiten naar het systeem en het uit het systeem naar buiten continu worden uitgevoerd.As can be seen clearly by those skilled in the art, in order to achieve and maintain equilibrium, the supply of the gas mixture 18 to the first reaction step, the supply of a portion of the first reaction mixture 20 from the first reaction step to the second reaction step, the supply of propylene 26 and the recycling of part of the second reaction mixture from the second reaction step to the first reactor 10, preferably carried out continuously. Thus, it is preferred that steps (1) to (3) of the propylene oxide production process, as set forth in the present invention, are performed continuously. In this embodiment, it is also preferable that the supply from the outside to the system and the supply from the system are carried out continuously.
Het is echter niet noodzakelijk vereist, om alles volledig continu uit te voeren, zoals hierboven is beschreven, en onderbroken operatie is ook mogelijk, zodanig dat de samenstellingen van het eerste reactiemengsel en het tweede reactiemengsel schommelen binnen vooraf bepaalde marges. In een weer een andere uitvoeringsvorm kan ten minste een deel van de toevoer en ten minste een deel van de afvoer continu worden uitgevoerd, terwijl de overige delen onderbroken worden uitgevoerd.However, it is not necessarily required to perform everything completely continuously, as described above, and interrupted operation is also possible, such that the compositions of the first reaction mixture and the second reaction mixture fluctuate within predetermined margins. In yet another embodiment, at least a part of the supply and at least a part of the discharge can be made continuously, while the remaining parts are interrupted.
In het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding, omvat de vloeibare fase van de eerste reactor 10, namelijk het eerste reactiemengsel 20, acetonitril en water als oplosmiddel, waterstofperoxide dat geproduceerd wordt in de eerste reactiestap, waterstofperoxide dat niet gereageerd heeft in en teruggevoerd is van de tweede reactiestap, propyleenoxide die geproduceerd wordt in de tweede reactiestap en toegevoerd is naar de eerste reactor 10, en propyleen dat niet gereageerd heeft in de tweede reactiestap en teruggevoerd is naar de eerste reactor 10. Het is normaal dat een deel van het eerste reactiemengsel ook hetzelfde is als dat wat uit de eerste reactor 10 wordt afgevoerd naar de buitenzijde van het systeem door de eerste reactie mengsel systeem naar buiten afvoerleiding 30. Om te voorkomen dat de katalysator palladium naar buiten wordt gevoerd, doordat het met het eerste reactie mengsel wordt afgevoerd wordt het eerste reactiemengsel afgevoerd via een filter 32.In the production process for propylene oxide as set forth in the present invention, the liquid phase of the first reactor 10, namely the first reaction mixture 20, comprises acetonitrile and water as a solvent, hydrogen peroxide produced in the first reaction step, hydrogen peroxide that is unreacted has been fed into and recycled from the second reaction step, propylene oxide produced in the second reaction step and fed to the first reactor 10, and propylene that has not reacted in the second reaction step and returned to the first reactor 10. It is normal that part of the first reaction mixture is also the same as that which is discharged from the first reactor 10 to the outside of the system through the first reaction mixture system to the outside discharge line 30. To prevent the catalyst from being discharged palladium outwards, with the first reaction mixture being discharged, the first reaction mixture becomes l discharged via a filter 32.
Opgemerkt kan worden, zoals boven is beschreven, dat het eerste reactiemengsel 20 naast propyleenoxide, zuurstof, waterstof en optioneel stikstof die zijn opgelost of zijn verspreid in het eerste reactie mengsel, eveneens andere componenten bevat. Derhalve, om propyleenoxide als doelproduct te winnen van het eerste reactiemengsel, dat wordt afgevoerd door de eerste reactiemengsel buiten systeem afvoerleiding 30, worden de overige bestanddelen verwijderd in een nabehandeling stap (die hier niet is getoond). Deze nabehandeling stap kan elke geschikte bewerking te zijn, en bijvoorbeeld kunnen de gasvormige componenten (waterstof, zuurstof en stikstof) eerst worden verwijderd door drukafname in het systeem. Waterstofperoxide kan eveneens op gelijkerwijze worden verwijderd. Propyleen en het oplosmiddel kunnen door destillatie onder druk worden verwijderd om de propyleenoxide te winnen. Het tweede reactiemengsel bevat voornamelijk dezelfde componenten als het eerste reactiemengsel, terwijl de samenstelling verschilt van die van het eerste reactiemengsel. Daarom, zelfs wanneer een deel van het tweede reactiemengsel dat uit de tweede reactor 12 terug wordt gevoerd naar de eerste reactor 10, en wordt afgevoerd via de tweede reactiemengsel buiten systeem afvoerleiding 30', kan het gewenste propyleenoxide worden teruggewonnen uit het genoemde deel van het tweede reactiemengsel. Deze winning kan worden uitgevoerd op elke passende wijze, vergelijkbaar met de hierboven beschreven nabehandeling.It can be noted, as described above, that the first reaction mixture 20 contains other components in addition to propylene oxide, oxygen, hydrogen and optionally nitrogen dissolved or dispersed in the first reaction mixture. Therefore, in order to recover propylene oxide as the target product from the first reaction mixture, which is discharged by the first reaction mixture outside of system discharge line 30, the remaining components are removed in an after-treatment step (not shown here). This post-treatment step can be any suitable operation, and for example, the gaseous components (hydrogen, oxygen and nitrogen) can first be removed by pressure reduction in the system. Hydrogen peroxide can also be removed in the same way. Propylene and the solvent can be removed by distillation under pressure to recover the propylene oxide. The second reaction mixture contains essentially the same components as the first reaction mixture, while the composition differs from that of the first reaction mixture. Therefore, even when a portion of the second reaction mixture returned from the second reactor 12 to the first reactor 10, and discharged through the second reaction mixture outside system discharge line 30 ', the desired propylene oxide can be recovered from said portion of the second reaction mixture. This extraction can be carried out in any suitable manner, similar to the after-treatment described above.
Zoals goed te zien is uit de bovenstaande beschrijving, wordt een van de kenmerken van het productieproces voor propyleenoxide, zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding, gekenmerkt doordat het tweede reactiemengsel wordt geretourneerd naar de eerste reactor 10. Een productie apparaat voor propyleenoxide zoals uiteen dat wordt gezet in de onderhavige uitvinding, dat gebruikt kan worden voor deze productie omvat de retourleiding 14. Dat wil zeggen, het productie apparaat voor propyleenoxide, zoals uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding, wordt gekenmerkt doordat deze omvat: (A) de eerste reactor die de reactie verzorgt tussen waterstof en zuurstof in de aanwezigheid van een palladium katalysator in het oplosmiddel, om het eerste reactiemengsel dat waterstofperoxide bevat te produceren; (B) de tweede reactor, die de reactie verzorgt tussen het eerste reactiemengsel en propeen in de aanwezigheid van de vaste titaniumkatalysator, om het tweede reactiemengsel dat propyleenoxide bevat te produceren; en (C) de terugvoerleiding die het tweede reactiemengsel weer naar de eerste reactor terugvoert.As can be clearly seen from the above description, one of the characteristics of the propylene oxide production process as set forth in the present invention is characterized in that the second reaction mixture is returned to the first reactor 10. A propylene oxide production apparatus such as explained in the present invention that can be used for this production includes the return line 14. That is, the propylene oxide production apparatus as set forth in the present invention is characterized in that it comprises: (A) the first reactor which provides the reaction between hydrogen and oxygen in the presence of a palladium catalyst in the solvent to produce the first reaction mixture containing hydrogen peroxide; (B) the second reactor, which provides the reaction between the first reaction mixture and propylene in the presence of the solid titanium catalyst, to produce the second reaction mixture containing propylene oxide; and (C) the recycle line which returns the second reaction mixture to the first reactor.
In het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding zoals die hierboven is beschreven, wordt de eerste reactiestap die waterstofperoxide produceert uitgevoerd in de eerste reactor en de tweede reactiestap die propyleenoxide produceert uitgevoerd in de tweede reactor, terwijl bij de terugvoerstap het tweede reactiemengsel naar de eerste reactor wordt uitgevoerd, zodat propyleenoxide effectief kan worden verkregen, zelfs wanneer de concentratie van waterstofperoxide in het eerste reactiemengsel dat wordt toegevoerd naar de tweede reactor laag is.In the propylene oxide production process as set forth in the present invention as described above, the first reaction step which produces hydrogen peroxide is carried out in the first reactor and the second reaction step which produces propylene oxide is carried out in the second reactor, while in the recycle step the second reaction mixture is exported to the first reactor so that propylene oxide can be effectively obtained even when the concentration of hydrogen peroxide in the first reaction mixture fed to the second reactor is low.
Specifiek kan het productieproces voor propyleenoxide zoals dat uiteen wordt gezet in de onderhavige uitvinding worden gesimuleerd, gebaseerd op het materiaal evenwicht zoals dat hieronder beschreven is.Specifically, the propylene oxide production process as set forth in the present invention can be simulated based on the material equilibrium as described below.
Propyleenoxide wordt in voornamelijk enkel in de tweede reactor geproduceerd. Wanneer het tweede reactiemengsel, dat 10% per gewicht propyleenoxide bevat, wordt afgevoerd naar buiten het systeem, door de tweede reactiemengsel buiten systeem afvoerleiding 30' zoals in Figuur 2 wordt getoond, met een snelheid van 1 kg/sec, dan moet propyleenoxide worden geproduceerd in de tweede reactor met een snelheid van 0,1 kg/seconde. Deze productie snelheid komt overeen met een propyleenoxide productie snelheid van 1,7 mol/seconde. Wanneer wordt aangenomen dat nagenoeg 100% van de waterstofperoxide toegevoerd aan de tweede reactor wordt gebruikt voor de oxidatie van propyleen, dan moet 1,7 mol/seconde waterstofperoxide worden toegevoerd aan de tweede reactor, zodat 1,7 mol/seconde propyleenoxide wordt geproduceerd. Bijvoorbeeld, wanneer het eerste reactiemengsel wordt toegevoerd aan de tweede reactor met 90 kg/seconde, dan is de concentratie van waterstofperoxide in het eerste reactie mengsel 0,064% per gewicht (1,7 x 34/90000 = 0,00064). Dat wil zeggen, het volstaat dat de waterstofperoxide concentratie in de eerste reactor ten hoogste 0,1% per gewicht is.Propylene oxide is mainly produced only in the second reactor. When the second reaction mixture, containing 10% by weight of propylene oxide, is discharged outside the system, through the second reaction mixture outside system discharge line 30 'as shown in Figure 2, at a rate of 1 kg / sec, then propylene oxide must be produced in the second reactor at a rate of 0.1 kg / second. This production speed corresponds to a propylene oxide production speed of 1.7 mol / second. If it is believed that nearly 100% of the hydrogen peroxide supplied to the second reactor is used for the oxidation of propylene, then 1.7 moles / second of hydrogen peroxide must be supplied to the second reactor to produce 1.7 moles / second of propylene oxide. For example, when the first reaction mixture is fed to the second reactor at 90 kg / second, the concentration of hydrogen peroxide in the first reaction mixture is 0.064% by weight (1.7 x 34/90000 = 0.00064). That is, it suffices that the hydrogen peroxide concentration in the first reactor is at most 0.1% by weight.
Wanneer het tweede reactiemengsel dat 10% per gewicht propyleenoxide bevat, wordt afgevoerd naar buiten het systeem met een snelheid van 1 kg/seconde zonder de terugvoer stap uit te voeren, dan moet propyleenoxide in de tweede reactor worden geproduceerd met een snelheid van 0,1 kg/seconde, namelijk 1,7 mol/seconde. In dit geval moet 0,9 kg /sec van het eerste reactiemengsel worden geleverd aan de tweede reactor gebaseerd op het materiaal evenwicht. Op dezelfde manier als in het bovenstaande beschreven is, onder de aanname dat nagenoeg 100 % van de waterstofperoxide die toegevoerd wordt naar de tweede reactor, wordt gebruikt voor de oxidatie van het propyleen, dan moet 1,7 mol/sec waterstofperoxide worden toegevoerd aan de tweede reactor om 1,7 mol/sec propyleenoxide te produceren. Daarom is de concentratie aan waterstofperoxide in het eerste reactiemengsel 6,4 gewicht % (1,7 x 34/900 = 0,064).When the second reaction mixture containing 10% by weight of propylene oxide is discharged outside the system at a rate of 1 kg / second without performing the recycle step, then propylene oxide must be produced in the second reactor at a rate of 0.1 kg / second, namely 1.7 mol / second. In this case, 0.9 kg / sec of the first reaction mixture must be supplied to the second reactor based on the material equilibrium. In the same way as described above, assuming that nearly 100% of the hydrogen peroxide fed to the second reactor is used for the oxidation of the propylene, then 1.7 mol / sec hydrogen peroxide must be supplied to the second reactor to produce 1.7 mol / sec propylene oxide. Therefore, the concentration of hydrogen peroxide in the first reaction mixture is 6.4% by weight (1.7 x 34/900 = 0.064).
Dat wil zeggen, in vergelijking met het geval van het uitvoeren van de terugvoer stap, dan moet de waterstofperoxide concentratie in de eerste reactor aanzienlijk hoog zijn wanneer de terugvoer stap niet wordt uitgevoerd.That is, compared to the case of carrying out the recycle step, then the hydrogen peroxide concentration in the first reactor must be considerably high when the recycle step is not performed.
[Referentie Tekens Lijst] 10: eerste reactor 10-1: eerste reactor eenheid, 10-2: tweede reactor eenheid, 10-3: derde reactor eenheid, 12: tweede reactor, 12-1: eerste reactor eenheid, 12-2: tweede reactor eenheid, 12-3: derde reactor eenheid, 14 : retourleiding, 16: oplosmiddel, 18: mengsel gas, 18-1, 18-2: grondstof toevoer leiding, 20: eerste reactiemengsel, 22: eerste reactiemengsel leiding, 22-1,22-2, 23-1, 23-2: verbinding leiding, 24: filter, 26: propyleen, 26-1,26-2: propyleen toevoer leiding, 28: oplosmiddel samenstelling, 30: eerste reactie mengsel systeem buiten afvoer leiding, 30': tweede reactie mengsel systeem buiten afvoer leiding, 32: filter, 40: toevoer leiding, 42, 44, 46: circulatie leiding.[Reference Characters List] 10: first reactor 10-1: first reactor unit, 10-2: second reactor unit, 10-3: third reactor unit, 12: second reactor, 12-1: first reactor unit, 12-2: second reactor unit, 12-3: third reactor unit, 14: return line, 16: solvent, 18: gas mixture, 18-1, 18-2: raw material feed line, 20: first reaction mixture, 22: first reaction line, 22- 1,22-2, 23-1, 23-2: connection pipe, 24: filter, 26: propylene, 26-1,26-2: propylene supply pipe, 28: solvent composition, 30: first reaction mixture system outside drain line, 30 ': second reaction mixture system outside discharge line, 32: filter, 40: supply line, 42, 44, 46: circulation line.
Claims (19)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011089344 | 2011-04-13 | ||
| JP2011089344 | 2011-04-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1039518A true NL1039518A (en) | 2012-10-16 |
| NL1039518C2 NL1039518C2 (en) | 2013-07-23 |
Family
ID=46001684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1039518A NL1039518C2 (en) | 2011-04-13 | 2012-04-04 | PRODUCTION PROCESS FOR PROPYLENE OXIDE AND PRODUCTION EQUIPMENT THEREFOR. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2012229197A (en) |
| BE (1) | BE1020089A3 (en) |
| NL (1) | NL1039518C2 (en) |
| WO (1) | WO2012141059A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107879998B (en) * | 2017-10-26 | 2021-03-30 | 河北美邦工程科技股份有限公司 | Sectional type epoxypropane preparation method |
| CN109180611B (en) * | 2018-10-12 | 2023-03-21 | 胜帮科技股份有限公司 | Device and method for preparing propylene oxide by HPPO method through raw material segmented injection |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1152299B (en) * | 1982-07-28 | 1986-12-31 | Anic Spa | PROCEDURE FOR THE EXPOSSIDATION OF HYDRAULIC COMPOUNDS |
| JPH10324507A (en) | 1997-05-26 | 1998-12-08 | Sumitomo Chem Co Ltd | Production of hydrogen peroxide |
| JPH10330103A (en) | 1997-05-28 | 1998-12-15 | Sumitomo Chem Co Ltd | Production of aqueous hydrogen peroxide solution |
| US5849937A (en) * | 1997-12-19 | 1998-12-15 | Arco Chemical Technology, L.P. | Epoxidation process using serially connected cascade of fixed bed reactors |
| CN100441572C (en) * | 2002-03-04 | 2008-12-10 | 住友化学工业株式会社 | Method for producing propylene oxide |
| JP4433843B2 (en) | 2004-03-22 | 2010-03-17 | 住友化学株式会社 | Propylene oxide production catalyst and propylene oxide production method |
| JP2009256301A (en) * | 2007-06-27 | 2009-11-05 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Process for preparing propylene oxide |
| JP2010159245A (en) | 2008-09-19 | 2010-07-22 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Method for producing oxidized compound |
-
2012
- 2012-02-28 JP JP2012041253A patent/JP2012229197A/en active Pending
- 2012-03-29 WO PCT/JP2012/059293 patent/WO2012141059A1/en active Application Filing
- 2012-04-04 NL NL1039518A patent/NL1039518C2/en not_active IP Right Cessation
- 2012-04-11 BE BE2012/0239A patent/BE1020089A3/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012229197A (en) | 2012-11-22 |
| NL1039518C2 (en) | 2013-07-23 |
| BE1020089A3 (en) | 2013-04-02 |
| WO2012141059A1 (en) | 2012-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI422526B (en) | Method for purifying hydrogen chloride | |
| CN106518608B (en) | The continuous preparation method and device of cyclohexanedimethanol | |
| CN101205199A (en) | Method for producing toluene diisocyanate | |
| US7803965B2 (en) | Method for recovery of ethylene in a recirculating gas process for the production of vinyl acetate | |
| Weber et al. | Noncatalyzed radical chain oxidation: Cumene hydroperoxide | |
| NL1039518C2 (en) | PRODUCTION PROCESS FOR PROPYLENE OXIDE AND PRODUCTION EQUIPMENT THEREFOR. | |
| CN101293637B (en) | Apparatus and method for producing chlorine gas with hydrogen chloride catalytic oxidation | |
| US20190248717A1 (en) | Oxidative dehydrogenation of alkanes to alkenes, and related system | |
| US8846994B2 (en) | Method for producing low-odor n-butane | |
| EP2398754B1 (en) | Continuous process to produce hexafluoroisopropanol | |
| CN202047018U (en) | Device for preparing cyclohexene from benzene through selective hydrogenation | |
| KR100754755B1 (en) | Process for the production of aromatic amines | |
| JP2007204388A (en) | Method of recovering reaction heat | |
| JP5574968B2 (en) | Method for producing alkylated aromatic compound, method for producing cumene and method for producing phenol | |
| CN109701360B (en) | Device and method for removing and utilizing carbon dioxide in low-carbon olefin and acetic acid co-oxidation product gas | |
| WO2006075777A1 (en) | Method for producing propylene oxide | |
| CN107106923B (en) | Process for revamping a plant for the production of cyclohexanone | |
| CN114364455A (en) | Use of fuel oil washing to remove catalyst from fluidized bed propane dehydrogenation reactor effluent | |
| JP2010077055A (en) | Method for producing isopropanol | |
| JP6695278B2 (en) | Method for producing toluenediamine | |
| JP2015533381A (en) | Pure plant mother liquor solvent extraction system and method | |
| CN112457215B (en) | Synthetic method of 3, 3-dimethoxypropionitrile | |
| JPS58185540A (en) | Preparation of unsaturated carboxylic ester | |
| JP2004155730A (en) | Method for producing alkylcyclohexane-based solvent | |
| CN104684874A (en) | Integrated process for producing cumene and purifying isopropanol |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20160501 |