PL218074B1 - Sposób suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym i urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym - Google Patents

Sposób suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym i urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym

Info

Publication number
PL218074B1
PL218074B1 PL394515A PL39451511A PL218074B1 PL 218074 B1 PL218074 B1 PL 218074B1 PL 394515 A PL394515 A PL 394515A PL 39451511 A PL39451511 A PL 39451511A PL 218074 B1 PL218074 B1 PL 218074B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
hydrogen chloride
column reactor
zone
mass
dispersion zone
Prior art date
Application number
PL394515A
Other languages
English (en)
Other versions
PL394515A1 (pl
Inventor
Marian Spadło
Piotr Semrau
Marcin Goździkiewicz
Lech Ruczyński
Andrzej Brzezicki
Lech Iwański
Sylwester Krzyżanowski
Grzegorz Kiełkowski
Marek Koziel
Tadeusz Koziel
Robert Szczepaniak
Original Assignee
Inst Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia
Zakłady Chemiczne Zachem Spółka Akcyjna
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia, Zakłady Chemiczne Zachem Spółka Akcyjna filed Critical Inst Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia
Priority to PL394515A priority Critical patent/PL218074B1/pl
Priority to PCT/PL2012/000013 priority patent/WO2012141602A1/en
Publication of PL394515A1 publication Critical patent/PL394515A1/pl
Publication of PL218074B1 publication Critical patent/PL218074B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/62—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by introduction of halogen; by substitution of halogen atoms by other halogen atoms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/232—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
    • B01F23/2323—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by circulating the flow in guiding constructions or conduits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/433—Mixing tubes wherein the shape of the tube influences the mixing, e.g. mixing tubes with varying cross-section or provided with inwardly extending profiles
    • B01F25/4331—Mixers with bended, curved, coiled, wounded mixing tubes or comprising elements for bending the flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0431—Numerical size values, e.g. diameter of a hole or conduit, area, volume, length, width, or ratios thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym i urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym. Sposób suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym, w którym reakcję gazowego chlorowodoru z nieprzereagowaną gliceryną i izomerami monochlorohydryn do mieszaniny izomerów dichloropropanoli przeprowadza się w urządzeniu do suchego chlorowodorowania w zakresie ciśnień 5-11 bar (a) w temperaturze 120 -160°C, polega na tym, że: masę z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym wprowadza się do strefy dyspersji urządzenia (1) do suchego chlorowodorowania i zapoczątkowuje się reakcję poprzez wprowadzenie gazowego chlorowodoru; tworzy się wymuszony, turbulentny przepływ ciekłej masy z gazowym chlorowodorem w strefie dyspersji do otrzymania dwufazowej mieszaniny; dwufazową mieszaninę wprowadza się do strefy barbotażu, którą stanowi reaktor kolumnowy (3) urządzenia (1), stycznie do jego wewnętrznego obwodu; doprowadza się do swobodnego przepływu gazowych pęcherzyków chlorowodoru ku górze strefy barbotażu urządzenia (1) w słupie cieczy o ustalonej wysokości; otrzymaną w wyniku reakcji mieszaninę izomerów dichloropropanoli odprowadza się z urządzenia (1). Urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym, w którym reakcję gazowego chlorowodoru z nieprzereagowaną gliceryną i izomerami monochlorohydryn do mieszaniny izomerów dichloropropanoli przeprowadza się w reaktorze kolumnowym (3), charakteryzuje się tym, że urządzenie zawiera strefę dyspersji i połączoną z nią strefę barbotażu, przy czym strefę barbotażu stanowi reaktor kolumnowy (3).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym i urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym.
Szybki rozwój paliw, opartych o estry metylowe kwasów występujących w oleju rzepakowym pociąga za sobą konieczność zagospodarowania gliceryny, która jest drugim produktem towarzyszącym powstawaniu estrów. Gliceryna, wytwarzana w tym procesie w skali przemysłowej, oprócz przeznaczenia w przemyśle kosmetycznym, coraz częściej wykorzystywana jest do produkcji epichlorohydryny.
Powszechnie znaną metodą wytwarzania mieszaniny izomerów dichloropropanoli o wysokim stężeniu jest chlorowodorowanie gliceryny w temperaturze 105 do 120°C w obecności stężonego kwasu octowego pełniącego rolę katalizatora (Ł. A. Oszin; Promyszliennyje chlororganiczeskije produkty, Moskwa, Izdatieistwo Chimija.1978 r.) dodawanego do masy w ilości od 2 do 3% wagowych. Proces technologiczny składa się z następujących etapów: przygotowanie mieszaniny gliceryny z kwasem, octowym, syntezy dichloropropanoli, neutralizacji masy po reakcji i rektyfikacyjnego wydzielania czystych dichloropropanoli.
Wszystkie nowsze metody wytwarzania stężonej mieszaniny izomerów dichloropropanoli opierają się o wcześniej przytoczony sposób, a różnice dotyczą stosowanych katalizatorów, inżynieryjnych rozwiązań aparatów i prowadzenia reakcji pod ciśnieniem.
W zgłoszeniu patentowym WO 2006/100311 zastrzegana jest baza surowcowa w produkcji gliceryny i innych alkoholi wielowodorotlenowych, w zgłoszeniu patentowym WO 2005/021476 zastrzegana jest czystość stosowanej gliceryny, a w zgłoszeniu patentowym WO 2005/054167 rozszerzenie gamy katalizatorów na organiczne kwasy mono- i dikarboksylowe i ich bezwodniki. Różnice w stosunku do wcześniej przytoczonego sposobu dotyczą rozwiązań inżynieryjnych i warunków prowadzania reakcji, takich jak stosowanie kaskady reaktorów, stosowanie reaktora kolumnowego, stosowanie odpowiedniego zakresu stężeń katalizatorów w reagującej masie, sposobu jego odzysku na przykład poprzez krystalizację. W zgłoszeniu patentowym WO 2006/106154 zastrzega się skład masy po reakcji chlorowodorowania gliceryny, w której zawartość sumy izomerów dichloropropanoli jest wyższa od 10% molowych i niższa od 98% molowych.
Nowością w sposobie chlorowodorowania gliceryny zastrzeganą w zgłoszeniu patentowym WO 2006/20234 jest prowadzenie reakcji pod ciśnieniem od 2,5 do 44 bar w temperaturze do 140°C. W wynalazku stosuje się katalizatory z grupy kwasów karboksylowych, bezwodników kwasów karboksylowych, chlorków kwasowych, estrów, laktonów, laktanów. Z grupy kwasów karboksylowych zastrzeżono kwasy zawierające od 1 do 60 atomów węgla w cząsteczce. Z grupy bezwodników kwasów karboksylowych zastrzegany jest bezwodnik kwasu octowego, propionowego, masłowego i tym podobne. Z grupy chlorków kwasowych zastrzegany jest kwas 6-chloroheksanowy, kwas 5-chloropentanowy, kwas 4-chloromasłowy i tym podobne. Z grupy estrów zastrzega się ester gliceryny, ester glikolu etylenowego i ester glikolu polipropylenowego pochodzący z kwasów karboksylowych. Z grupy laktonów i laktanów zastrzegany jest ε-kaprolakton, γ-butylolakton, ω-walerolakton. Podczas prowadzenia reakcji z jej środowiska nie odprowadza się powstającej wody, a mieszaninę po reakcji poddaje się operacjom destylacji dla rozdzielenia nieprzereagowanego chlorowodoru rozpuszczonego w wodzie (kwasu solnego), stężonego produktu reakcji, który jest mieszaniną izomerów 1,3- i 2,3-dichloropropanolu i pozostałości składającej się głównie z poligliceryn i ich estrów.
Zgłoszenie patentowe WO 2006/100317 zastrzega stosowanie do wykonania aparatury i orurowania do prowadzenia reakcji chlorowodorowania alkoholi wielohydroksylowych, metalicznych i niemetalicznych materiałów odpornych na czynniki chlorowodorujące. Wśród materiałów metalicznych zastrzeżono tantal, cyrkon tytan, platynę i ich stopy, stopy molibdenu, niklu i miedzi, a także stopy złota i srebra, a wśród materiałów niemetalicznych elastomery, termoplasty, laminaty szklane, ceramiczne, metaloceramiczne, materiały ogniotrwałe, samoutwardzacze, grafit impregnowany, węgiel, szkło, emalię, porcelanę i kamionkę. Materiały te są odporne na temperaturę w zakresie od 0 do 200°C.
Wynalazek według polskiego zgłoszenia P-383486 dotyczy sposobu wytwarzania mieszaniny 1,3- i 2,3-dichloropropanoli powstających w wyniku reakcji chlorowodorowania gliceryny gazowym chlorowodorem. Proces prowadzi się w kaskadzie czterech reaktorów zbiornikowych, w obecności kwasu adypinowego w roli katalizatora z krzyżowym zasilaniem reaktorów gazowym chlorowodorem i szeregowym przepływem reagującej ciekłej masy przez reaktory, czas przebywania mieszaniny
PL 218 074 B1 w reaktorach dobiera się tak, aby uzyskać założone przereagowanie gliceryny po reaktorze i założoną zawartość dichloropropanoli 1,2- i 1,3 po reaktorze, z każdego reaktora kaskady odbiera się wodę z reakcji łącznie z częścią powstałej mieszaniny 1,3- i 2,3- dichloropropanoli, a wydzielanie produktu z wywaru reaktora kaskady prowadzi się w kolumnie rektyfikacyjnej posiadającej co najmniej 28 półek teoretycznych, przy czym wywar wprowadza się na półkę mieszczącą się między 10 a 18 półką teoretyczną a nieprzereagowane alfa- i beta- monochlorohydryny zawraca się do reaktora.
Wynalazek według polskiego zgłoszenia P-383987 przedstawia sposób wytwarzania mieszaniny 1,3- i 2,3-dichloropropanoli, surowca do produkcji epichlorohydryny, z gliceryny. Do kolumny absorpcyjnej wprowadza się glicerynę z rozpuszczonym w niej katalizatorem, a przeciwprądowo nieprzereagowany gazowy chlorowodór z reaktora przepływowego zmieszany z chlorowodorem ze skraplacza kolumny odwadniającej, strumień częściowo przereagowanej gliceryny z kolumny absorpcyjnej podaje się do reaktora przepływowego, w przeciwprądzie podaje się świeży gazowy chlorowodór, strumień po reakcji z reaktora przepływowego kieruje się do kolumny odwadniającej, skroplony destylat dzieli się na orosienie zawracane na szczyt kolumny odwadniającej i na roztwór dichloropropanoli kwaśnych kierowanych do produkcji epichlorohydryny, a parametry całego procesu dobiera się tak, aby przereagowanie gazowego chlorowodoru w całym procesie było nie mniejsze niż 98%, a gliceryny nie mniejsze niż 99%.
Celem wynalazku jest opracowanie bardziej skutecznego i ekonomicznego sposobu i urządzenia do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym.
Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że:
- masę z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym wprowadza się do strefy dyspersji urządzenia 1 do suchego chlorowodorowania, i zapoczątkowuje się reakcję poprzez wprowadzenie gazowego chlorowodoru,
- proces prowadzi się przy wymuszonym, turbulentnym przepływie ciekłej masy z gazowym chlorowodorem w strefie dyspersji, zapewniając liczbę Reynoldsa wyższą niż 2300, do otrzymania dwufazowej mieszaniny zawieszonych pęcherzyków chlorowodoru w cieczy,
- dwufazową mieszaninę wprowadza się do strefy barbotażu, którą stanowi reaktor kolumnowy 3 urządzenia, stycznie do jego wewnętrznego obwodu,
- doprowadza się do swobodnego przepływu gazowych pęcherzyków chlorowodoru ku górze strefy barbotażu urządzenia w słupie cieczy wysokości nieprzekraczającej 6/7 wysokości reaktora kolumnowego, przy stosunku wysokości reaktora kolumnowego do jego średnicy mieszczącym się w zakresie 4,5-7,
- otrzymaną w wyniku reakcji mieszaninę izomerów dichloropropanoli odprowadza się z urządzenia 1.
Korzystnie jest, jeżeli gazowy chlorowodór w strefie dyspersji do ciekłej masy wprowadza się w jednym, dwóch bądź więcej miejscach wzdłuż jej długości, umieszczonych pomiędzy miejscem wprowadzenia ciekłej masy, a końcem strefy dyspersji, przy czym wprowadzenie gazowego chlorowodoru do ciekłej masy realizuje się poprzez bezpośredni kontakt połączeń przewodów z masą i chlorowodorem.
Korzystnie jest, jeżeli gazowy chlorowodór w strefie dyspersji do ciekłej masy wprowadza się w jednym, dwóch bądź więcej miejscach wzdłuż jej długości, umieszczonych pomiędzy miejscem wprowadzenia ciekłej masy, a końcem strefy dyspersji, przy czym wprowadzenie gazowego chlorowodoru do ciekłej masy realizuje się z użyciem mieszaczy statycznych.
Korzystnie jest, jeżeli gazowy chlorowodór w strefie dyspersji do ciekłej masy wprowadza się w jednym, dwóch bądź więcej miejscach wzdłuż jej długości, umieszczonych pomiędzy miejscem wprowadzenia ciekłej masy, a końcem strefy dyspersji, przy czym wprowadzenie gazowego chlorowodoru do ciekłej masy realizuje się z użyciem dysz.
Urządzenie według wynalazku zawiera strefę dyspersji i połączoną z nią strefę barbotażu, przy czym:
• strefę dyspersji stanowi zewnętrzna wężownica 2, w której stosunek powierzchni bocznej do przekroju rury zawiera się w przedziale od 1700 do 2700 i której króciec wyjściowy 01 połączony jest z króćcem wejściowym I5 reaktora kolumnowego 3, albo strefę dyspersji stanowi zintegrowana wężownica 5, zawierająca króciec wlotowy I1, nawinięta na zewnętrznej stronie reaktora kolumnowego 3, przy czym dolna część zintegrowanej wężownicy 5 znajduje się we wnętrzu reaktora kolumnowego 3, a stosunek wysokości nawinięcia wężownicy na zewnętrznej ścianie reaktora kolumnowego do wysokości strefy barbotażu w reaktorze kolumnowym zawiera się w przedziale 0,4-0,65, albo strefę dyspersji
PL 218 074 B1 stanowi zewnętrzny płaszcz 4 owijający reaktor kolumnowy 3, przy czym dolna część zewnętrznego płaszcza 4 połączona jest z wnętrzem reaktora kolumnowego 3, a górna część zaopatrzona jest w króciec wejściowy I1, a stosunek wysokości zewnętrznego płaszcza 4 do wysokości reaktora kolumnowego 3 zawiera się w przedziale 0,35-0,6.
• stosunek długości strefy dyspersji stanowiącej zintegrowaną wężownicę 5 albo zewnętrzny płaszcz 4 do wysokości reaktora kolumnowego 3 mieści się w zakresie 15 do 1 do 25 do 1, • strefę barbotażu stanowi reaktor kolumnowy 3, zaopatrzony w króciec odpływowy cieczy 02 i króciec odpływowy gazu 03.
Korzystnie jest, jeżeli stosunek wysokości reaktora kolumnowego do jego średnicy mieści się w zakresie 4,5-7.
Korzystnie jest, jeżeli przekrój poprzeczny strefy dyspersji, utworzony przez zintegrowaną wężownicę 5 jest półkolem, a utworzony przez zewnętrzną wężownicę 2 jest kołem.
Korzystnie jest, jeżeli króciec wejściowy 11 w górnej części zewnętrznego płaszcza 4 umieszczony jest stycznie do powierzchni reaktora kolumnowego 3.
Korzystnie jest, jeżeli strefa dyspersji zaopatrzona jest wzdłuż swojej długości w jeden lub więcej króćców doprowadzających gazowy chlorowodór.
Korzystnie jest, jeżeli strefa dyspersji wyposażona jest w mieszacz statyczny.
Korzystnie jest, jeżeli strefa dyspersji wyposażona jest w dysze.
Urządzenie według wynalazku w przykładzie wykonania obrazuje rysunek, którego fig. 1 przedstawia urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym z zewnętrzną wężownicą, fig. 2 urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym z zintegrowaną wężownicą, a fig. 3 urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym z płaszczem zewnętrznym.
Fig. 1 przedstawia urządzenie 1 do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym zawierające zewnętrzną wężownicę 2 stanowiącą strefę dyspersji oraz reaktor kolumnowy 3 stanowiący strefę barbotażową. Zewnętrzna wężownica 2 zbudowana jest ze zwojów o średnicy zewnętrznej Dzw wężownicy 2 i wyposażona jest w króciec I1 wejściowy, którym do zewnętrznej wężownicy 2 wpływa masa z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym. Zewnętrzna wężownica 2 króćcem wyjściowym 01 połączona jest z reaktorem kolumnowym 3. Zewnętrzna wężownica 2 wyposażona jest w króćce ]2, I3, I4, służące do doprowadzania gazowego chlorowodoru do reakcji chlorowodorowania. Króćcem wyjściowym 01 gazowo cieczowa mieszanina wpływa z zewnętrznej wężownicy 2 do reaktora kolumnowego 3 przez króciec 5, gdzie następuje dokończenie reakcji chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym. Masa po reakcji wyprowadzana jest króćcem bocznym 02, a nieprzereagowany chlorowodór odprowadzany jest króćcem 03.
Fig. 2 przedstawia urządzenie 1 do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym zawierające zintegrowaną wężownicę 5 stanowiącą strefę dyspersji oraz reaktor kolumnowy 3 stanowiący strefę barbotażową. Zintegrowana wężownica 5 zbudowana jest ze zwojów oplatających zewnętrzny płaszcz reaktora kolumnowego 3 i wyposażona jest w króciec I1 wejściowy, którym do zintegrowanej wężownicy 5 wpływa masa z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym. Króćce ]2, I3, I4, służą do doprowadzania gazowego chlorowodoru do reakcji chlorowodorowania. Z dolnej części zintegrowanej wężownicy 5 gazowo cieczowa mieszanina napływa do reaktora kolumnowego 3, gdzie następuje dokończenie reakcji chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym. Masa po reakcji wyprowadzana jest króćcem bocznym 02, a nieprzereagowany chlorowodór odprowadzany jest króćcem 03.
Fig. 3 przedstawia urządzenie 1 do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym zawierające reaktor kolumnowy 3 z zewnętrznym płaszczem 4, który stanowi strefę dyspersji. Dolna część zewnętrznego płaszcza 4 połączona jest z wnętrzem reaktora 3, a górna część zaopatrzona jest w króciec wejściowy 11. Króciec wejściowy 11 w umieszczony jest stycznie do powierzchni ściany reaktora kolumnowego 3 i króćcem tym do wnętrza zewnętrznego płaszcza 4 wpływa masa z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym.
Zewnętrzny płaszcz 4, owijający reaktor 3, wyposażony jest w króćce ]2, I3, I4, służące do doprowadzania gazowego chlorowodoru do reakcji chlorowodorowania. Z dolnej części zewnętrznego płaszcza 6 gazowo cieczowa mieszanina napływa do reaktora kolumnowego 3, gdzie następuje dokończenie reakcji chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym. Masa po
PL 218 074 B1 reakcji wyprowadzana jest króćcem bocznym 02, a nieprzereagowany chlorowodór odprowadzany jest króćcem 03.
Budowa reaktora w przedstawionych przykładach wykonania, do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym, w którym przebiega reakcja gazowego chlorowodoru z nieprzereagowaną gliceryną i izomerami monochlorohydryn do mieszaniny izomerów dichloropropanoli w zakresie ciśnień 5-11 bar w temperaturze 120-160°C, będącego reaktorem kolumnowym, sprowadza się zatem do tego, że stanowi on połączenie konstrukcyjne dwu stref przebiegu reakcji: strefy dyspersji gazowego chlorowodoru w ciekłej masie I zapoczątkowania w niej reakcji chlorowodorowania oraz strefy barbotażu gazu przez ustaloną położeniem króćca odpływu wysokość słupa cieczy dla dokończenia w niej reakcji chlorowodorowania.
Strefę dyspersji gazowego chlorowodoru i zapoczątkowania w niej reakcji tworzy wymuszony turbulentny przepływ ciekłej masy z gazowym chlorowodorem, spełniającym kryterium burzliwości charakteryzowanej liczbą Reynoldsa w przekroju kołowym lub półkolistym, przy czym droga turbulentnego przepływu ciekłej masy z gazowym chlorowodorem może przebiegać od góry do dołu po zewnętrznej części płaszcza reaktora kolumnowego lub znajdować się poza reaktorem kolumnowym, po czym dwufazowa mieszanina wpływa od dołu reaktora kolumnowego, stycznie do jego obwodu, do strefy barbotażu o swobodnym przepływie gazowych pęcherzyków ku górze w słupie cieczy o wysokości ustalonej położeniem króćca odpływu cieczy.
Stosunek długości strefy dyspersji do wysokości strefy barbotażu mieści się w zakresie od 20 do 1.
Ciekłą mieszaninę nieprzereagowanej gliceryny i mieszaniny izomerów monochlorohydryn doprowadza się w najwyższym punkcie strefy dyspersji gazowego chlorowodoru.
Gazowy chlorowodór w strefie dyspersji do ciekłej masy wprowadzany jest w jednym, dwóch bądź więcej miejscach wzdłuż jej długości, umieszczonych pomiędzy miejscem wprowadzenia ciekłej masy, a końcem strefy dyspersji, przy czym wprowadzenie gazowego chlorowodoru do ciekłej masy realizuje się poprzez bezpośredni kontakt połączeń przewodów z masy i chlorowodoru, bądź z użyciem mieszaczy statycznych, bądź z użyciem dysz.
Konstrukcja urządzenia do suchego chlorowodorowania gazowym chlorowodorem masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym pozwala przeprowadzić w jednym aparacie reakcje wytwarzania mieszaniny izomerów dichloropropanoli z taką samą wydajnością i sele ktywnością jaką osiąga się prowadząc ją w przytoczonych w stanie techniki w innych układach reaktorowych. Dzięki wykorzystaniu w jednym aparacie dwu stref przebiegu reakcji: strefy dyspersji i strefy barbotażu, konstrukcja reaktora staje się zwarta i łatwa w praktycznym zastosowaniu dla różnych skal produkcji mieszaniny izomerów dichloropropanoli.
Przykłady nieograniczające stosowania sposobu i urządzenia według wynalazku:
P r z y k ł a d 1
Fig. 1 przedstawia urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym dla skali produkcyjnej mieszaniny sumy izomerów dichloropropanoli 16000 ton/rok. Strefa dyspersji gazowego chlorowodoru i zapoczątkowania w niej reakcji chlorowodorowania składa się z 24 zwojów wężownicy o średnicy zwoju 900 mm. Króćcem I1 wpływa do wężownicy 2 o średnicy wewnętrznej 50 mm masa z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym, a króćcami I2, I3 i I4 gazowy chlorowodór. Króćcem 01 wypływa gazowo-cieczowa mieszanina do reaktora kolumnowego 3, w którym kończy się reakcję chlorowodorowania. Ustawienie króćców ]3, I4 i 01 względem króćca ]2 jest takie, aby drogi przepływu dwufazowej mieszaniny pomiędzy króćcami I2 i I3, I3 i I4 oraz ]4 i 01 były do siebie zbliżone. Króciec ]5 w reaktorze kolumnowym jest styczny do jego obwodu. Średnica reaktora kolumnowego 3D wynosi 800 mm, a wysokość słupa cieczy 5200 mm.
P r z y k ł a d 2
Fig. 2 przedstawia urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym dla skali produkcyjnej mieszaniny sumy izomerów dichloropropanoli 16000 ton/rok. Króćcem I1 do urządzenia 1 wpływa masa z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym, a króćcami ]2, ]3 i I4 gazowy chlorowodór, którego sumaryczną masę rozdziela się na trzy niezależne strumienie. Zetknięcie ciekłej masy z gazowym chlorowodorem jest początkiem strefy dyspersji i jednocześnie zapoczątkowaniem w niej reakcji przebiegającej w wymuszonym turbulentnym przepływie ciekłej masy z gazowym chlorowodorem w przekroju półkolistym na drodze od góry do dołu po zewnętrznej części płaszcza reaktora kolumnowego. Następnie dwufazowa mieszanina wpływa
PL 218 074 B1 do strefy barbotażu o swobodnym przypływie gazowych pęcherzyków ku górze w słupie cieczy przy stosunku wysokości nawinięcia wężownicy na zewnętrznej ścianie reaktora kolumnowego do wysokości strefy barbotażu w reaktorze kolumnowym równym 0,55, wystarczającym dla uzyskania założonej konwersji reagentów. Miejsca doprowadzenia gazowego chlorowodoru wzdłuż wysokości strefy dyspersji oblicza się jako podział jej wysokości Hd przez 3 licząc od miejsca najwyższego. Króćcem 02 odprowadza się ciekłą masę po reakcji, a króćcem 03 nieprzereagowany chlorowodór.
P r z y k ł a d 3
Fig. 3 przedstawia urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym dla skali produkcyjnej mieszaniny sumy izomerów dichloropropanoli 16000 ton/rok, w którym strefa dyspersji gazowego chlorowodoru w ciekłej masie oraz strefa barbotażu przez ustaloną wysokość słupa cieczy znajdują się w jednym aparacie. Króćcem I1 doprowadza się ciekłą masę z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym, a króćcami I2, I3 i ]4 gazowy chlorowodór. Dyspergowanie gazowego chlorowodoru i zapoczątkowanie reakcji prowadzi się w przestrzeni pierścieniowej, dla której stosunek średnic Dz/D wynosi 1.125. Ustawienie króćców ]2, 13 i 14 względem wysokości strefy dyspersji gazowego chlorowodoru w ciekłej masie jest takie, aby wysokości pomiędzy króćcami I2 i I3, I3 i I4 oraz I4 i końcem strefy dyspersji były do siebie zbliżone. Stosunek wysokości strefy dyspersji Hd do wysokości strefy barbotażu wynosi 0.50, a stosunek wysokości zewnętrznego płaszcza do wysokości reaktora kolumnowego wynosi 0.45. Króćcem 01 odprowadza się masę po reakcji, a króćcem 02 nieprzereagowany chlorowodór.

Claims (11)

1. Sposób suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym, w którym reakcję gazowego chlorowodoru z nieprzereagowaną gliceryną i izomerami monochlorohydryn do mieszaniny izomerów dichloropropanoli przeprowadza się w urządzeniu do suchego chlorowodorowania w zakresie ciśnień 5-11 bar w temperaturze 120-160°C, znamienny tym, że:
- masę z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym wprowadza się do strefy dyspersji urządzenia (1) do suchego chlorowodorowania, i zapoczątkowuje się reakcję poprzez wprowadzenie gazowego chlorowodoru,
- proces prowadzi się przy wymuszonym, turbulentnym przepływie ciekłej masy z gazowym chlorowodorem w strefie dyspersji, zapewniając liczbę Reynoldsa wyższą niż 2300, do otrzymania dwufazowej mieszaniny zawieszonych pęcherzyków chlorowodoru w cieczy,
- dwufazową mieszaninę wprowadza się do strefy barbotażu, którą stanowi reaktor kolumnowy (3) urządzenia, stycznie do jego wewnętrznego obwodu,
- doprowadza się do swobodnego przepływu gazowych pęcherzyków chlorowodoru ku górze strefy barbotażu urządzenia w słupie cieczy wysokości nieprzekraczającej 6/7 wysokości reaktora kolumnowego, przy stosunku wysokości reaktora kolumnowego do jego średnicy mieszczącym się w zakresie 4.5-7,
- otrzymaną w wyniku reakcji mieszaninę izomerów dichloropropanoli odprowadza się z urządzenia (1).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gazowy chlorowodór w strefie dyspersji do ciekłej masy wprowadza się w jednym, dwóch bądź więcej miejscach wzdłuż jej długości, umieszczonych pomiędzy miejscem wprowadzenia ciekłej masy, a końcem strefy dyspersji, przy czym wprowadzenie gazowego chlorowodoru do ciekłej masy realizuje się poprzez bezpośredni kontakt połączeń przewodów z masą i chlorowodorem.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gazowy chlorowodór w strefie dyspersji do ciekłej masy wprowadza się w jednym, dwóch bądź więcej miejscach wzdłuż jej długości, umieszczonych pomiędzy miejscem wprowadzenia ciekłej masy, a końcem strefy dyspersji, przy czym wprowadzenie gazowego chlorowodoru do ciekłej masy realizuje się z użyciem mieszaczy statycznych.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gazowy chlorowodór w strefie dyspersji do ciekłej masy wprowadza się w jednym, dwóch bądź więcej miejscach wzdłuż jej długości, umieszczonych pomiędzy miejscem wprowadzenia ciekłej masy, a końcem strefy dyspersji, przy czym wprowadzenie gazowego chlorowodoru do ciekłej masy realizuje się z użyciem dysz.
5. Urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym, w którym reakcję gazowego chlorowodoru z nieprzereagowaną gliceryną i izomerami monoPL 218 074 B1 chlorohydryn do mieszaniny izomerów dichloropropanoli przeprowadza się w reaktorze kolumnowym, znamienne tym, że zawiera strefę dyspersji i połączoną z nią strefę barbotażu, przy czym;
• strefę dyspersji stanowi zewnętrzna wężownica (2), w której stosunek powierzchni bocznej do przekroju rury zawiera się w przedziale od 1700 do 2700 i której króciec wyjściowy (01) połączony jest z króćcem wejściowym (I5) reaktora kolumnowego (3), albo strefę dyspersji stanowi zintegrowana wężownica (5), zawierająca króciec wlotowy (I1), nawinięta na zewnętrznej stronie reaktora kolumnowego (3), przy czym dolna część zintegrowanej wężownicy (5) znajduje się we wnętrzu reaktora kolumnowego (3), a stosunek wysokości nawinięcia wężownicy na zewnętrznej ścianie reaktora kolumnowego do wysokości strefy barbotażu w reaktorze kolumnowym zawiera się w przedziale 0.4-0.65, albo strefę dyspersji stanowi zewnętrzny płaszcz (4) owijający reaktor kolumnowy (3), przy czym dolna część zewnętrznego płaszcza (4) połączona jest z wnętrzem reaktora kolumnowego (3), a górna część zaopatrzona jest w króciec wejściowy (I1), a stosunek wysokości zewnętrznego płaszcza (4) do wysokości reaktora kolumnowego (3) zawiera się w przedziale 0.35-0.6.
• stosunek długości strefy dyspersji stanowiącej zintegrowaną wężownicę (5) albo zewnętrzny płaszcz (4) do wysokości reaktora kolumnowego (3) mieści się w zakresie 15 do 1 do 25 do 1.
• strefę barbotażu stanowi reaktor kolumnowy (3), zaopatrzony w króciec odpływowy cieczy (02) i króciec odpływowy gazu (03).
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że stosunek wysokości reaktora kolumnowego do jego średnicy mieści się w zakresie 4.5-7.
7. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że przekrój poprzeczny strefy dyspersji, utworzony przez zintegrowaną wężownicę (5) jest półkolem, a utworzony przez zewnętrzną wężownicę (2) jest kołem.
8. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że króciec wejściowy (I1) w górnej części zewnętrznego płaszcza (4) umieszczony jest stycznie do powierzchni reaktora kolumnowego (3)·
9. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że strefa dyspersji zaopatrzona jest wzdłuż swojej długości w jeden lub więcej króćców doprowadzających gazowy chlorowodór.
10. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że strefa dyspersji wyposażona jest w mieszacz statyczny.
11. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że strefa dyspersji wyposażona jest w dysze.
PL394515A 2011-04-11 2011-04-11 Sposób suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym i urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym PL218074B1 (pl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL394515A PL218074B1 (pl) 2011-04-11 2011-04-11 Sposób suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym i urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym
PCT/PL2012/000013 WO2012141602A1 (en) 2011-04-11 2012-03-18 Method for dry hydrochlorination of mass from glycerol hydrochlorination with hydrochloric acid and device for dry hydrochlorination of mass from glycerol hydrochlorination with hydrochloric acid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL394515A PL218074B1 (pl) 2011-04-11 2011-04-11 Sposób suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym i urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL394515A1 PL394515A1 (pl) 2012-10-22
PL218074B1 true PL218074B1 (pl) 2014-10-31

Family

ID=46045056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL394515A PL218074B1 (pl) 2011-04-11 2011-04-11 Sposób suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym i urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym

Country Status (2)

Country Link
PL (1) PL218074B1 (pl)
WO (1) WO2012141602A1 (pl)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ20032346A3 (cs) 2003-09-01 2005-04-13 Spolek Pro Chemickou A Hutní Výrobu,A.S. Způsob přípravy dichlorpropanolů z glycerinu
CA2597988A1 (en) 2003-11-20 2005-06-16 Solvay (Societe Anonyme) Process for producing epoxy resins
EP2181979B1 (en) 2004-07-21 2015-04-22 Dow Global Technologies LLC Conversion of a multihydroxylated aliphatic hydrocarbon or ester thereof to a chlorohydrin
BRPI0610745A2 (pt) 2005-05-20 2012-10-30 Solvay processo contìnuo de produçao de cloridrina e composição
KR20100016466A (ko) * 2007-04-12 2010-02-12 다우 글로벌 테크놀로지스 인크. 다중하이드록실화 지방족 탄화수소 화합물의 염화수소 첨가 반응 동안의 증기상 정제 방법 및 장치
PL211897B1 (pl) 2007-10-05 2012-07-31 Inst Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia Sposób wytwarzania mieszaniny 1,3- i 2,3-dichloropropanoli
AT507260B1 (de) * 2008-08-25 2010-10-15 Kanzler Walter Verfahren zur herstellung von epichlorhydrin aus glyzerin

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012141602A1 (en) 2012-10-18
PL394515A1 (pl) 2012-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113563197B (zh) 一种连续绝热硝化制备3-硝基-4-氯三氟甲苯的方法及微反应设备
KR100663853B1 (ko) 에틸아세테이트의 제조 방법 및 이 방법을 실행하기 위한장치
CN103130611B (zh) 新戊二醇缩合加氢生产工艺及其装置
CN104892423B (zh) 一种甲醇氧化羰基化制备碳酸二甲酯的工艺
JP7433584B2 (ja) パラキシレンからテレフタル酸を製造する内蔵マイクロ界面酸化システム及び方法
CN1984858A (zh) 借助直接氯化制备1,2－二氯乙烷的方法和装置
CN101328119A (zh) 一种乙酸甲酯的合成工艺方法及其装置
JP2011173880A (ja) ニトロベンゼンを連続的に製造する方法
CN113979861A (zh) 一种催化精馏制备丙二醇甲醚醋酸酯的方法
PL218074B1 (pl) Sposób suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym i urządzenie do suchego chlorowodorowania masy z chlorowodorowania gliceryny kwasem solnym
WO2011049682A1 (en) Isothermal reactor for hydrocarbon nitration
CN102020543B (zh) 一种生产9-芴酮的方法
TWI249517B (en) Process and apparatus for hydrolytically obtaining a carboxylic acid and alcohol from the corresponding carboxylic ester
CN1285562C (zh) 一种酯化反应器
PL215730B1 (pl) Sposób wytwarzania dichloropropanoli z gliceryny
PL211897B1 (pl) Sposób wytwarzania mieszaniny 1,3- i 2,3-dichloropropanoli
CN115282913A (zh) 一种制备丙酸甲酯的反应系统及方法
PL215800B1 (pl) Sposób chlorowodorowania glicerolu
SU1766486A1 (ru) Реактор хлорировани этилена
CN113842870A (zh) 一种连续制备高沸硅油的装置及方法
CN103962070B (zh) 一种用来进行浆态床反应的方法
CN110627751B (zh) 工业化生产四氢糠醇乙醚中循环使用溴元素的装置及方法
CN210885884U (zh) 工业化生产四氢糠醇乙醚中循环使用溴元素的装置
PL211744B1 (pl) Sposób wytwarzania mieszaniny 1,3- i 2,3-dichloropropanoli
CN120757578A (zh) 一种三乙基硅烷的合成方法