PL101434B1 - Sposob wytwarzania kwasu akrylowego przez katalityczne utlenienie propylenu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kwasu akrylowego na drodze dwustopniowego utleniania propylenu z dodatkowym utlenianiem nieprzereagowanego propylenu oraz z dalszym utlenianiem produktu posredniego syntezy, akroleiny, wstepnie wydzielonej z gazów, do kwasu akrylowego.

Wedlug znanych sposobów kwas akrylowy wytwarza sie na drodze katalitycznego utleniania propylenu dwoma metodami rózniacymi sie glównie tym, ze w procesie utleniania stosuje sie jeden lub dwa rózne katalizatory. Pierwsza metoda obejmuje bezposrednie utlenianie propylenu na katalizatorze promotorowanym najczesciej zwiazkami telluru, do mieszaniny kwasu akrylowego i akroleiny, z której wydziela sie w kolumnie rozdzielczej kwas akrylowy w postaci wodnego kondensatu lub roztworu w rozpuszczalnikach organicznych nierozpuszczalnych w wodzie stosujac alternatywnie zraszanie kolumny zimnym wodnym roztworem kwasu akrylowego krazacym w obiegu lub nierozpuszczalnym w wodzie rozpuszczalnikiem. Alternatywnie stosuje sie w kolumnie elementy chlodzace, przez które przeplywa czynnik chlodzacy w celu przeponowego schlodzenia i wykroplenia wodnego kondensatu kwasu akrylowego z par akroleiny i niekondensujacych sie gazów. Gazy zawierajace akroleine kieruje sie do kolumny absorpcyjnej, w której akroleine absorbuje sie przy pomocy wody, zas gazy zawierajace resztkowe ilosci propylenu kieruje sie do likwidacji. Absorbat wodny akroleiny kieruje sie nastepnie do destylacji, korzystnie w strumieniu powietrza, zawracajac pary akroleiny z powietrzem i para wodna do reaktora utleniania propylenu. Wyzej opisane rozwiazania chronione sa szeregiem patenów, w tym patentami PRL nr, nr 61669,64953, 64959, 76894 i 80485.

Odmiana metody utleniania propylenu przy uzyciu jednego rodzaju katalizatora polega na dwustopniowym procesie utleniania propylenu do kwasu akrylowego i akroleiny w dwóch reaktorach zawierajacych ten sam katalizator, z miedzystopniowym wydzieleniem kwasu akrylowego z gazów opuszczajacych reaktor I stopnia syntezy. Gazy o bardzo duzym stopniu rozcienczenia azotem, opuszczajace szczyt kolumny rozdzielczej po uzupelnieniu ich wymagana iloscia pary wodnej, kieruje sie nastepnie do drugiego reaktora w celu utlenienia zawartej tam akroleiny do kwasu akrylowego.

Dalsze stadium procesu obejmuje równiez absorpcje wodna lub roztworem kwasu akrylowego resztkowych2 101 434 ilosci akroleiny z gazów po drugim reaktorze, oddestylowanie akroleiny z absorbatui zawrócenie par akroleiny do drugiego reaktora.

Sposób ten wymaga rozbudowy aparatury sluzacej do wydzielania akroleiny z gazów, ze wzgledu na jej bardzo niskie stezenie w gazach po drugim reaktorze. Poza tym metoda ta wymaga stosowania bardzo duzych reaktorów, ze wzgledu na operowanie mieszaninami reakcyjnymi o wysokim stopniu rozcienczenia azotem.

Druga ze znanych i stosowanych zwlaszcza przez firmy japonskie metod wytwarzania kwasu akrylowego z propylenu polega na utlenieniu propylenu w systemie dwóch szeregowo polaczonych reaktorów, z których pierwszy zawiera katalizator aktywny wreakqi utlenienia propylenu do akroleiny, zas drugi zawiera katalizator aktywny w reakcji utlenienia akroleiny do kwasu akrylowego. Katalizatory pracuja w róznych temperaturach przy róznych czasach kontaktu przy wysokiej wydajnosci procesu utleniania do akroleiny w I reaktorze oraz do kwasu akrylowego w II reaktorze. Gazy poreakcyjne po drugim reaktorze o stezeniu akroleiny ponizej 0,5% objetosciowych zas o stezeniu kwasu akrylowego rzedu 2—4% objetosciowych kieruje sie do dwóch kolumn zraszanych woda w celu wydzielenia kondensatu kwasu akrylowego i akroleiny z gazów oraz oddestylowanie akroleiny z wodnego roztworu kwasu akrylowego. Wodny kondensat kwasu akrylowego kieruje sie do wieloetapowego wezla wydzielania stezonego kwasu akrylowego.

Mieszanina ^reakcyjna wstepujaca do pierwszego reaktora zawiera 3-5% objetosciowych propylenu, okolo 55-57%' objetosciowych powietrza oraz pare wodna. Stosowanie duzego nadmiaru powietrza potrzebne jest dla przereagowartia~w II-gim reaktorze akroleiny zawartej w gazach po I reaktorze. Gazy te zubozone sa w tlen, na skutek czesciowego jego przereagowania w I reaktorze. W konsekwencji do II-go reaktora wstepuje mieszanina reakcyjna zawierajaca opary akroleiny, nieprzereagowany propylen, powietrze, azot, C02, CO oraz pare wodna.

Stezenie akroleiny w tej mieszaninie waha sie w granicach 3-4,5% objetosciowych w zaleznosci od stopnia konwersji propylenu do akroleiny w I reaktorze. Reakcja w pierwszym a zwlaszcza w drugim reaktorze zachodzi wiec przyniskim stezeniu substratów oraz wobec duzego balastu azotu, co prowadzi do obnizenia wydajnosci z jednostki objetosci reaktorów. Pomimo wysokiej konwersji i selektywnosci reakcji w obydwu reaktorach, stezenie kwasu akrylowego w wodnym roztworze nie przekracza 15% wagowych, co niekorzystnie wplywa na koszty wydzielania kwasu akrylowego.

Znany jest z opisu patentowego St.Zjedn.A.P. nr 3801634 proces utleniania propylenu do kwasu akrylowego i akroleiny polegajacy na tym, ze utlenienie prowadzi sie w obecnosci katalizatorów rozcienczonych stalym, inertnym materialem, co pozwala na stosowanie wyzszych obciazen. Dalsza charakterystyczna cecha omawianego rozwiazania jest recykl gazów po drugim stopniu syntezy do I reaktora i zastosowanie ich jako rozcienczalnika mieszaniny reakcyjnej w miejsce pary wodnej.

Zastapienie pary wodnej gazem w mieszaninie propylen-powietrze pogarsza warunki bezpieczenstwa pracy instalacji.

Ujemna cecha znanych sposobów wytwarzania kwasu akrylowego jest wiec badz wysokie zuzycie propylenu na skutek czesciowego spalania akroleiny przy jej zawróceniu do reaktora utlenienia propylenu przy jednostopniowym prowadzeniu procesu, badz koniecznosc nadmiernej rozbudowy aparatury produkcyjnej w przypadku dwustopniowego prowadzenia procesu, w wyniku stosowania mieszanin reakcyjnych o duzym stopniu rozcienczenia propylenu azotem, lub rozcienczenia katalizatora stalym materialem inertnym. W rezulta¬ cie koszt wytwarzania kwasu akrylowego tymi metodami juz w wezle utleniania jest stosunkowo wysoki. Na dalsze podwyzszenie kosztu wplywa stosowana wieloetapowa metoda wydzielania kwasu akrylowego z rozcienczo¬ nego wodnego roztworu na drodze ekstrakcji i kilku operacji destylacyjnych. Nieoczekiwanie stwierdzono, ze mozliwe jest prowadzenie 2-stopniowego procesu utleniania propylenu do akroleiny i kwasu akrylowego przy znacznie obnizonych nakladach inwestycyjnych, surowcowych i energetycznych przez zmodyfikowanie tego procesu w wezlach syntezy i wydzielania surowego kwasu akrylowego z gazowo-parowej mieszaniny opuszczaja¬ cej reaktor syntezy kwasu akrylowego.

Istota wynalazku polega na wprowadzeniu do I stopnia syntezy utlenienia propylenu do akroleiny lub do akroleiny i kwasu akrylowego mieszaniny reakcyjnej propylenu, powietrza i pary wodnej zawierajacej wysokie stezenie propylenu w granicach 4—20% objetosciowych, optymalnie 6—15% objetosciowych, po czym kwas akrylowy i akroleine lub tylko akroleine wydziela sie z gazów na drodze absorpcji w kolumnie zraszanej woda.

Z absorbatu wodnego akroleiny odpedza sie pary akroleiny i pare wodna i sporzadza nowa mieszanine reakcyjna akroleiny, powietrza i pary wodnej dla II-giego stopnia utlenienia, zawierajaca wysokie stezenie akroleiny, wahajace sie od 3-15% obj., optymalnie 7-12% obj., która wprowadza sie do II reaktora syntezy, po czym z gazowo-parowej mieszaniny poreakcyjnej z II reaktora wydziela sie kwas akrylowy w kolumnie rozdzielczej, zraszanej rozpuszczalnym w wodzie i nielotnym z para wodna rozpuszczalnikiem organicznym lub tez, znanym sposobem, wodnym roztworem kwasu akrylowego. Resztkowe ilosci akroleiny wydziela sie z gazów po II stopniu101 434 3 syntezy w kolumnie absorpcyjnej zraszanej woda, natomiast gazy zawierajace nieprzereagowany propylen kieruje sie do dalszego utleniania resztkowych ilosci propylenu do akroleiny lub do akroleiny i kwasu akrylowego w nastepnym reaktorze.

Sposobem wedlug wynalazku przy dwustopniowym utlenianiu propylenu do kwasu akrylowego postepuje sie nastepujaco. Do reaktora I stopnia wprowadza sie mieszanine propylen-powietrze-para wodna o stezeniu propylenu wynoszacym 4—20% objet. optymalnie 6—15% objet. Stezenie pary wodnej wynosi 30—50% objetosciowych. W reaktorze znajduje sie katalizator aktywny w reakcji utleniania propylenu do akroleiny lub mniej korzystnie do akroleiny i kwasu akrylowego. Dzieki wysokiemu stezeniu propylenu w gazach reaktor opuszcza mieszanina poreakcyjna o duzym stezeniu akroleiny, która kieruje sie do kolumny zraszanej najkorzystniej zimna woda z dodatkiem inhibitora polimeryzaqi. W kolumnie absorpcyjnej wydziela sie akroleine z gazów w postaci wodnego absorbatu. Gazy opuszczajace szczyt kolumny kieruje sie do reaktora dotleniania nieprzereagowanego propylenu do produktów uzytecznych, akroleiny lub akroleiny i kwasu akrylowego.

W reaktorze dotleniania propylenu osiaga sie blisko 100%-owa konwersje propylenu. Absorbat akroleiny poddaje sie destylacji. Opary akroleiny zawierajace równiez pare wodna alternatywnie czesciowo kieruje sie do operacji wydzielania stezonej akroleiny w celu jej zagospodarowania do innych syntez, a czesciowo do dalszego utleniania do kwasu akrylowego lub kieruje je w calosci do dalszego utleniania do kwasu akrylowego. W tym celu miesza sie je z powietrzem i okreslona iloscia pary wodnej, przy czym sporzadza sie mieszanine reakcyjna o wysokim stezeniu akroleiny, wynoszacym 4—15% objet., optymalnie 7—12% objetosciowych. Stezenie pary wodnej w mieszaninie reakcyjnej waha sie od 30-50% objet. Mieszanine te bez dodatkowego balastu azotu i innych domieszek kieruje sie do drugiego reaktora zawierajacego katalizator aktywny w reakcji utleniania akroleiny do kwasu akrylowego. Reaktor opuszcza mieszanina poreakcyjna o duzym stezeniu par kwasu akrylowego ewentualnie zawierajaca resztkowe ilosci nieprzereagowanej akroleiny. Mieszanine te kieruje sie do kolumny rozdzielczej, której zadaniem jest wydzielenie kwasu akrylowego z gazów w postaci roztworu i oddzielenie akroleiny wraz z gazami wprowadzanymi nastepnie do kolumny absorpcyjnej, gdzie wydziela sie akroleine.

Akroleina krazac w obiegu nie jest tracona. Kolumna rozdzielcza alternatywnie zraszana jest znanym sposobem woda lub zimnym wodnym roztworem kwasu akrylowego, krazacego w obiegu, utrzymujac góre kolumny w niskiej temperaturze lub korzystniej sposobem wedlug wynalazku rozpuszczalnikiem organicznym nielotnym z para wodna typu glikoli o podwyzszonej temperaturze, co zapewnia oddzielenie w kolumnie wraz z gazami nie tylko par akroleiny ale równiez czesci pary wodnej. W tym celu utrzymuje sie zarówno dól jaki góre kolumny w podwyzszonej temperaturze. Dól kolumny opuszcza glikolowy roztwór kwasu akrylowego z mala domieszka wody o stezeniu kwasu akrylowego w wodzie ok. 50% wagowych, zas góre kolumny rozdzielczej opuszczaja gazy, pary akroleiny oraz duza czesc pary wodnej, które kieruje sie do kolumny absorbcyjnej. Roztwór glikolowy kwasu akrylowego kieruje sie do wydzielania kwasu uproszczonym sposobem wymagajacym jedynie 2—3 operacje destylacji, bez wstepnej ekstrakcji kwasu akrylowego w lotnym rozpuszczalniku ekstrakcyjnym typu octanu etylu lub inne.

Postepowanie wedlug wynalazku zapewnia otrzymywanie mieszanin poreakcyjnych z poszczególnych stopni syntezy o znacznie wyzszym stezeniu akroleiny i kwasu akrylowego niz w znanych sposobach, co w znacznym stopniu poprawia warunki wydzielania tych produktów z gazów, zmniejsza naklady energetyczne w tych operacjach i prowadzi do zmniejszenia wymiarów poszczególnych aparatów. Dotlenianie nieprzereagowa¬ nego propylenu do produktów uzytecznych prowadzi do znacznego obnizenia wskaznika zuzycia propylenu na jedna tone kwasu akrylowego, a stosowanie w operacji wydzielania z mieszaniny gazowo-parowej kwasu akrylowego nielotnego z para wodna rozpuszczalnika organicznego, bedacego zarazem dobrym absorbenzem kwasu akrylowego pozwala na czesciowe odpedzenie wody z kwasu akrylowego juz w trakcie tej operacji, co w znacznym stopniu upraszcza wydzielenie kwasu akrylowego, zmniejsza ilosc i objetosc aparatów w wezle wydzielania kwasu akrylowego oraz powoduje dalsze znaczne oszczednosci energii w tym wezle. W rezultacie proces wytwarzania kwasu akrylowego sposobem wedlug wynalazku charakteryzuje sie bardzo niskim wskaznikiem zuzycia surowca oraz mediów energetycznych i zapewnia znaczne oszczednosci inwestycyjne.

Przyklad I. Do reaktora Rl pierwszego stopnia utleniania wprowadza sie 100 ml katalizatora kobaltowo-molibdenowego promotorowanego tellurem, zas do reaktora drugiego stopnia utleniania wprowadza sie 20 ml katalizatora kobaltowo-molibdenowego bez dodatku telluru. Katalizator W reaktorze R I jest ukladem aktywnym w reakcji utleniania propylenu do mieszaniny kwasu akrylowego i akroleiny, zas katalizator w reaktorze R II jest aktywny w reakcji utlenienia akroleiny do kwasu akrylowego. Reaktor R I otrzymuje sie w temperaturze 380°C, zas reaktor RII w temperaturze 370°C. Do reaktora RI wprowadza sie 50Nl/godz mieszaniny reakcyjnej o skladzie: 7% objetosciowych propylenu, 53% objetosciowych powietrza i 40% objetosciowych pary wodnej. Po przejsciu przez zloze katalizatora reaktor R I opuszcza mieszanina reakcyjna4 101 434 zawierajaca 1,4% objetosciowych propylenu, 28,8% objetosciowych kwasu akrylowego, 1,5% objetosciowych akroleiny, 1% objetosciowy CO2, 0,3% objetosciowych CO, 43% objetosciowych H20, reszte stanowi azot i nieprzereagowany tlen oraz drobne ilosci innych ubocznych produktów utleniania, jak aldehyd mrówkowy, kwas octowy i inne. Konwersja propylenu wynosi 80%, wydajnosc kwasu akrylowego 40%, wydajnosc akroleiny %. Mieszanine poreakcyjna schladza sie do temperatury 140°C i wprowadza do srodkowej czesci kolumny rozdzielczej K 1 zraszanej ze szczytu krazacym w obiegu wodnym roztworem kwasu akrylowego z dodatkiem hydrochinonu o temperaturze 10°C. Ilosc kwasu akrylowego kierowana na szczyt kolumny ze zbiornika Z 1 dobiera sie tak, aby w srodkowej czesci kolumny temperatura wynosila okolo 80°C. Szczyt kolumny schladza sie dodatkowo za posrednictwem deflegmatora do temperatury 30°C. W tych warunkach dól kolumny rozdzielczej opuszcza poprzez chlodnice wodny kondensat kwasu akrylowego z minimalna domieszka akroleiny nie przekraczajaca 0,02% wagowych przy zawartosci kwasu akrylowego w kondensacie okolo 22% wagowych.

Gazy wraz zakroleina opuszczajace szczyt kolumny rozdzielczej w temperaturze 30°C kieruje sie nastepnie do kolumny absorpcyjnej K 2 zraszanej woda ze zbiornika Z 5 krazaca w obiegu poprzez wymiennik W. Absorbat wody, zawierajacy 2% wagowych akroleiny kieruje sie do kolumny destylacyjnej K 3, w której oddestylowuje sie pary akroleiny. Gazy z kolumny K 2 kieruje sie do likwidacji przez katalityczne spalanie. Do par akroleiny kieruje sie powietrze oraz pare wodna w ilosciach potrzebnych dla otrzymania mieszaniny reakcyjnej o skladzie % objetosciowych akroleiny, 40% pary wodnej i 50% objetosciowych powietrza. Otrzymana mieszanine reakcyjna kieruje sie do reaktora RII w którym zachodzi dalsze utlenienie akroleiny z konwersja akroleiny 80%, zas z selektywnoscia utleniania akroleiny do kwasu akrylowego 82%. Gazy poreakcyjne laczy sie z gazami z reaktora R 1 i kieruje do kolumny K 1. Ogólna wydajnosc procesu utleniania propylenu do kwasu akrylowego wynosi 57%. Dolna czesc kolumny K 1 opuszcza 22%-owy wodny roztwór kwasu akrylowego, który kieruje sie poprzez odbieralnik Z 1 do wezla wydzielania lodowatego kwasu akrylowego.

Przyklad II. Postepuje sie jak w przykladzie I z ta róznica, ze gazy poreakcyjne ochladza sie do temperatury 100°C, zas ilosc wodnego roztworu kwasu akrylowego o temperaturze 10°C kierowanego na szczyt kolumny K 1 dobiera sie tak, aby w srodkowej czesci kolumny panowala temperatura 20°C. W tych warunkach nastepuje czesciowa absorpcja akroleiny w wodnym roztworze kwasu akrylowego kierowanego do zbiornika Z 3.

Gazy z resztkowa iloscia akroleiny kieruje sie do kolumny absorpcyjnej K 2, równiez zraszanej wodnym roztworem kwasu akrylowego o temperaturze 5°C. Polaczenie absorbaty akroleiny z kolumnK 1 i K 2 kieruje sie poprzez zbiornik Z 3 do kolumny destylacyjnej K 3, w której oddestylowuje sie akroleine z wodnego roztworu kwasu akrylowego. Wywar kieruje sie poprzez wymiennik do odbieralnika Z 4, skad czesciowo kieruje sie go w obieg na kolumny K 1 i K 2 oraz do wezla wydzielania lodowatego kwasu akrylowego.

Przyklad III. Postepuje sie jak w przykladzie I z ta róznica^ze na szczyt kolumny K 1 kieruje sie glikol etylenowy o temperaturze 60°C z dodatkiem 0,02% wagowych hydrochinonu w ilosci zapewniajacej otrzymywanie roztworu kwasu akrylowego w glikolu etylenowym o stezeniu 15% wagowych. W tych warunkach w srodkowej czesci kolumny K 1 temperatura wynosi 105°C, zas szczyt kolumny opuszczaja gazy o temperaturze 80°C wraz z cala akroleina oraz z glówna masa pary wodnej. Gazy ochladza sie nastepnie kieruje do kolumny K 2 zraszanej woda. Dalsze postepowanie z absorbatem akroleiny jest identyczne jak w przykladzie I. Dól kolumny K 1 opuszcza roztwór glikolowy zawierajacy obok 15% wagowych kwasu akrylowego i 1,5% kwasu octowego jeszcze 0,8% wody. Roztwór ten kieruje sie poprzez zbiornik Z 2 do systemu trzech kolumn, z których oddestylowuje sie z glikolu wode, kwas octowy oraz lodowaty kwas akrylowy. Wywar, glikol etylenowy z domieszka polimerów po jego rektyfikacji i uzupelnieniu strat zawraca sie poprzez zbiornik Z 6 do operacji zraszania kolumnyKI.

Przyklad IV. W celach porównawczych prowadzi sie proces utleniania propylenu w jednym reaktorze Rl» zawierajacym katalizator jak w przykladzie I. Postepuje sie jak w przykladzie I z ta róznica, ze pary akroleiny opuszczajace kolumne K 3 po zmieszaniu z powietrzem i para wodna zawraca sie do reaktora R l.

Osiaga sie ogólna wydajnosc utleniania propylenu do kwasu akrylowego na poziomie 50%.

Przyklad V. Uruchamia sie aparature skladajaca sie z4-ch reaktorów. Do trzech reaktorów wprowadza sie taka sama ilosc katalizatora kobaltowo-molibdenowego promotorowanego tellurem, zas do czwartego reaktora katalizator bizmutowo-molibdenowy aktywny w reakcji utleniania propylenu do akroleiny.

Dwa pierwsze reaktory przeznacza sie do utleniania mieszaniny reakcyjnej propylen-powietrze-para wodna do kwasu akrylowego i akroleiny, trzeci reaktor RII do utleniania par akroleiny z kolumny K 3, zas czwarty reaktor do dotleniania propylenu zawartego w gazach poreakcyjnych opuszczajacych szczyt kolumny absorpcyjnej K 2.

Dwa pierwsze reaktory RI laczy sie z kolumnami K 1. Gazy po kolumnach K 1 oraz gazy po reaktorze RII wprowadza sie do jednej wspólnej kolumny K 2, a nastepnie absorbat akroleiny do jednej wspólnej kolumny destylacyjnej K 3. W kolumnach K 1 zachowuje sie parametry jak w przykladzie II. Wywary kwasu akrylowego z kolumn K 1 kieruje sie do wspólnego zbiornika Z 3.101434 5 W poszczególnych reaktorach przestrzega sie nastepujacych warunków utleniania. W reaktorach R l dla utlenienia mieszaniny propylenu, powietrza i pary wodnej o zawartosci propylenu 7% objetosciowych, pary 40% objetosciowych, powietrza 53% objetosciowych, temperature reakcji 380°C i obciazenie mieszanina reakcyjna 500 Nl/l.kat.godz, w reaktorze RII dla utlenienia akroleiny w mieszaninie reakcyjnej o zawartosci 10% akroleiny, 50% powietrza, 40% pary wodnej — obciazenie 500 NL/1 katalizatora .godz i temperature reakcji 365°C, zas w reaktorze RI dla dotleniania resztkowych ilosci propylenu zawartych w gazach poreakcyjnych do akroleiny, temperature reakcji 400°C i obciazenie 1000 Nl/1 kat.godz. W dwóch pierwszych reaktorach RI osiaga sie konwersje propylenu 80%, zas wydajnosc utleniania propylenu do kwasu akrylowego 40%, a do akroleiny 25%, w trzecim reaktorze RII osiaga sie konwersje akroleiny 80% z selektywnoscia utleniania akroleiny do kwasu akrylowego 85%, zas w czwartym reaktorze osiaga sie konwersje propylenu 75% z wydajnoscia utleniania propylenu do akroleiny 50%. Ogólna wydajnosc utleniania propylenu do kwasu akrylowego w porównaniu z przykladem I rosnie z 57% do 65,0%* Przyklad VI. Postepuje sie jak w przykladzie V z ta róznica ze do reaktora RII wprowadza sie katalizator stanowiacy uklad polaczen tlenowych Mn-W-V-Mo,aktywny w wyniku reakcji utleniania akroleiny do kwasu akrylowego w temperaturze ponizej 300°C. W reaktorze RII przestrzega sie temperatury 280° oraz obciazenie mieszanina reakcyjna o skladzie 5% objet. akroleiny, 40% objet. pary wodnej i 55% objet. powietrza 1000 Nl/1 kat. godz. W reaktorze RII osiaga sie konwersje akroleiny 95%, z selektywnoscia utleniania akroleiny do kwasu akrylowego 82%. Gazy poreakcyjne z reaktora II kieruje sie jedynie do kolumny K 1 pracujacej w parametrach podanych w przykladzie II, po czym gazy kieruje sie do likwidacji. Ogólna wydajnosc utleniania propylenu do kwasu akrylowego wynosi 64,8%.

Przyklad VII. Postepuje sie jak w przykladzie V z ta róznica, ze reaktory RI zawieraja katalizator bizmutowo-molibdenowy aktywny w reakcji utleniania propylenu do akroleiny, zas reaktor RII zawiera katalizator jak w przykladzie VI. W dwóch pierwszych reaktorach RI zachodzi w temp. 400°C oraz przy obciazeniu 1000 Nl/1 kat.godz. utlenienie propylenu zawartego w mieszaninie reakcyjnej o skladzie 15% objet.

C3H6, 30% objet. H20, 55% objet. powietrza, glównie do akroleiny z konwersja propylenu 75% oraz z selektywnoscia utleniania do akroleiny 80%. Gazy poreakcyjne kieruje sie kolejno do kolumny K 1 i K 2 zraszanych wodnym roztworem kwasu akrylowego ze zbiornika Z 4. Absorbat akroleiny kieruje sie do kolumny destylacyjnej K 3, w której odpedza sie pary Lkroleiny, które nastepnie miesza sie z para wodna i powietrzem.

Mieszanine reakcyjna o skladzie 5% objet. akroleiny, 40% objet. pary wodnej i 55% objet. powietrza kieruje sie do reaktora utleniania RII, w którym w,temperaturze 290°C oraz przy obciazeniu 1000 Nl/1 kat.godz zachodzi utlenienie akroleiny z konwersja 97% oraz z selektywnoscia utleniania akroleiny do kwasu akrylowego 85%. Gazy poreakcyjne z reaktora RII kieruje sie do kolumny K 1 zraszanej wodnym roztworem kwasu akrylowego ze zbiornika Z 4. Gazy z kolumny K 2 po niepelnej reakcji utleniania propylenu do akroleiny kieruje sie do czwartego reaktora RI w celu dotlenienia nieprzereagowanego propylenu do akroleiny na katalizatorze bizmutowo-molibdenowym. Do strumienia gazów kieruje sie tylko 20% objet. pary wodnej. Utlenienie tych gazów prowadzi sie w temperaturze 420°C przy obciazeniu 1000 Nl/1 kat.godz. Osiagajac sumaryczna konwersje propylenu 97,8% przy sumarycznej selektywnosci utleniania propylenu do akroleiny 76%. Gazy poreakcyjne z czwartego reaktora RI laczy sie z gazami z reaktora RII i poddaje wspólnej absorpcji w kolumnie K 1, gdzie nastepuje calkowita absorpcja akroleiny z gazów przy temperaturze na wlocie polaczonych gazów rzedu 90°C oraz przy temperaturze w srodkowej czesci kolumny 10°C. Absorbaty akroleiny z kolumn K 1 oraz z kolumny K 2 laczy sie i poddaje wspólnej destylacji w kolumnie K 3. Osiaga sie ogólna wydajnosc kwasu akrylowego liczona na propylen na poziomie 64%. Zawartosc kwasu akrylowego w wodnym roztworze wynosi 27,5% wagowych.

Przyklad VII. Postepuje sie jak w przykladzie II z ta róznica, ze absorbat akroleiny poddaje sie desty' ,vji w kolumnie K 3 a nastepnie dodatkowej rektyfikacji odprowadzajac jako uboczny produkt handlowy akroleine o stezeniu 94,8% wagowych.

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1, Sposób wytwarzania kwasu akrylowego na drodze katalitycznego utleniania propylenu i akroleiny powietrzem w obecnosci pary wodnej na tlenkowych katalizatorach aktywnych w reakcji utleniania propylenu do mieszaniny kwasu akrylowego i akroleiny lub do akroleiny oraz na katalizatorach aktywnych w reakcji utleniania akroleiny do kwasu akrylowego, w ukladzie dwóch do kilku reaktorów i kolumn, przy czym w jednym lub kilku reaktorach utlenia sie wstepnie propylen do akroleiny lub do mieszaniny kwasu akrylowego i akroleiny a w drugim6 101 434 reaktorze utlenia sie akroleine do kwasu akrylowego, znamienny ty m7ze do pierwszego stopnia utleniania wprowadza sie mieszanine propylenu, powietrza i pary wodnej o wysokim stezeniu propylenu, wynoszacym 4-20% objetosciowych, optymalnie 6-15% objetosciowych po czym, po wydzieleniu z mieszaniny poreakcyjnej kwasu akrylowego w kolumnie rozdzielczej a akroleiny w kolumnie absorpcyjnej, z par akroleiny odpedzanych z absorbatu sporzadza sie mieszanine reakcyjna akroleiny, powietrza i pary wodnej o wysokim stezeniu akroleiny, wynoszacym 3—15% objetosciowych optymalnie 7-12%objetosciowych?która kieruje sie do reaktora II-go stopnia utleniania a gazy poreakcyjne po drugim reaktorze utleniania wprowadza sie do wspólnej kolumny rozdzielczej w której kwas akrylowy z gazów o wysokim stezeniu kwasu akrylowego wydziela sie na drodze absorpcji par kwasu akrylowego w wodzie, w krazacym w obiegu wodnym roztworze kwasu akrylowego lub w rozpuszczalniku organicznym, korzystnie rozpuszczalnym w wodzie i nielotnym z para wodna, o nizszej preznosci par od preznosci par kwasu akrylowego, po czym roztwór kwasu akrylowego w wodzie lub rozpuszczalniku organicznym kieruje sie do operacji wydzielania kwasu akrylowego, zas gazy zawierajace nieprzereagowany propylen kieruje sie do likwidacji lub korzystnie do nastepnego reaktora w celu calkowitego przereagowania zawartego w nich propylenu do akroleiny lub do akroleiny i kwasu akrylowego.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako rozpuszczalniki organiczne do zraszania kolumny rozdzielczej stosuje sie alkohole wielowodorotlenowe lub/i estry tych alkoholi, nakorzystniej kwasu akrylowego lub kwasu octowego. akroletnd do nyditel 1eb*A/d24*l. i purge Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl