PL64856B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 29. II. 1972 64856 KI. 12 o, 27 MKP C 07 b, 1/00 CZYTELNIA JB^B Palentow-qo Mskiftj Rzesza :?!;t«j l -ej Wspóltwórcy wynalazku: Stanislaw Ciborowski, Andrzej Krzysztoforski Wlasciciel patentu: Instytut Chemii Przemyslowej, Warszawa (Polska) Sposób wykorzystania wodoru z gazów resztkowych z procesów uwodorniania zwiazków organicznych w fazie gazowej Przedmiotem wynalazku jest sposób wykorzy¬ stania wodoru z gazów resztkowych z procesów uwodorniania zwiazków organicznych w fazie ga¬ zowej gazami zawierajacymi wodór.W znanych procesach uwodorniania zwiazków or¬ ganicznych w fazie gazowej z reguly stosuje sie nadmiar wodoru. Po schlodzeniu produktów reakcji wykropleniu ulega wiekszosc zwiazków organicznych, które oddziela sie i poddaje dalszej przeróbce, na¬ tomiast gazy, zawierajace glównie wodór i jego gazowe zanieczyszczenia oraz pozostale pary zwiaz¬ ków organicznych zawraca sie do procesu uwodor¬ niania celem maksymalnego wykorzystania wodoru.Wodór stosowany w procesach uwodorniania, za¬ leznie od sposobu jego otrzymania, zawiera mniejsze lub wieksze ilosci zanieczyszczen, glównie gazów obojetnych, takich jak na przyklad azot.Zawartosc zanieczyszczen waha sie w granicach od dziesietnych czesci procenta dla wodoru elektroli¬ tycznego do procenta i wiecej dla wodoru innego pochodzenia, jak na przyklad otrzymanego z meta¬ nu. Gazowe zanieczyszczenia jak metan, etan itd. moga tworzyc sie tez w samym procesie uwodor¬ niania wskutek przebiegu reakcji ubocznych.Wskutek cyrkulacji wodoru wzrasta w ukladzie 25 stezenie gazów obojetnych i odpowiednio maleje stezenie wodoru, w wyniku czego ulegaja pogorsze¬ niu warunki procesu uwodorniania, w którym cza¬ stkowe cisnienie wodoru odgrywa bardzo duza role.Z wyzej wymienionych przyczyn w procesach 30 10 15 20 2 uwodorniania konieczne jest odprowadzanie z ukla¬ du reakcyjnego pewnej ilosci gazów. Ilosc tych ga¬ zów jest zalezna od zawartosci gazów obojetnych w wodorze wprowadzanym do aparatury do uwo¬ dorniania. Niezaleznie od tego ilosc odprowadzanych gazów jest tym mniejsza im wieksze jest w nich stezenie gazów obojetnych. Im wieksze jest stezenie gazów obojetnych w odprowadzanych'gazach, tym mniejsze sa wiec straty wodoru w procesie. Z dru¬ giej jednak strony prowadzenie procesu uwodor¬ niania przy cyrkulacji wodoru zawierajacego duze ilosci gazów obojetnych ma swoje wady: cisnienie czastkowe wodoru w reaktorze maleje, co pociaga za soba zmniejszenie szybkosci uwodorniania. Prze¬ ciwdzialac temu mozna przez zwiekszenie cisnienia procesu, jednak przy takim rozwiazaniu koszit insta^ lacji jest wyzszy, wyzsze sa tez koszity eksploata¬ cyjne.Stwierdzono doswiadczalnie, ze powyzsze trud¬ nosci mozna ominac modyfikujac ogólnie stosowany sposób prowadzenia procesu uwodorniania zwiaz¬ ków organicznych w fazie gazowej.Sposobem wedlug wynalazku gazy resztkowe od¬ prowadzane z glównego reaktora uwodorniania kie¬ ruje sie do dodatkowego reaktora uwodorniania, dziala na nie nadmiarem swiezego substratu a na¬ stepnie produkt tej reakcji wprowadza do reaktora glównego. Ilosc substratu organicznego wprowa¬ dzanego do reaktora dodatkowego stanowi czesc ogólnej ilosci substratu wprowadzanego do reakcji, 648563 64856 4 przy czym ilosc te okresla sie indywidualnie dla kazdego przypadku w zaleznosci od rodzaju uwo¬ dornionego zwiazku parametrów procesu itp.Schemat rozwiazania przedstawiono na rysunku.Do reaktora glównego 1 wprowadza sie substraty skladajace sie z wodoru swiezego, obiegowego, par zwiazku uwodornianego i produktu uwodorniania z reaktora dodatkowego. Substraty przechodza przez ?reaktor gdzie ulegaja uwodornieniu w pozadanym stopniu. Nastepnie schladza sie je i oddziela w se¬ paratorze 2 gaiz od wykroplonej cieczy, która sta¬ nowi koncowy produkt uwodorniania. Niieskroplone gazy, którymi sa gazy obiegowe, tloczy sie pompa 3 i czesciowo zawraca do procesu, czesc zas odprowa¬ dza sie jako gazy resztkowe do reaktora dodatko¬ wego 4 do którego wprowadza sie czesc substratu w postaci pary. W reaktorze nastepuje czesciowe uwodornienie tej czesci substratu i zuzycie prawie calej ilosci wodoru. Produkt reakcji schladza sie i rozdziela w separatorze 5. Gazy stanowiace glów¬ nie gazy obojetne stanowia odpad, zas wykroplony produkt czesciowego uwodorniania kieruje sie do reaktora glównego.Powyzsze rozwiazanie umozliwia maksymalne wykorzystanie wodoru, przy czym nie jest to zwia¬ zane, jak w sposobach dotychczas stosowanych, z koniecznoscia utrzymywania wysokiego stezenia gazów obojetnych w procesie uwodorniania w rea¬ ktorze glównym, w którym zachodzi przewazajaca czesc reakcji uwodorniania. Ta przewazajaca czesc reakcji przeprowadzona jest wiec przy korzystnych parametrach, mianowicie przy stosunkowo niskim cisnieniu czastkowym gazów obojetnych. Wysokie cisnienie czastkowe gazów obojetnych wystepuje natomiast w reaktorze dodatkowym, w którym jed¬ nak warunki uwodorniania sa korzystne z tego po¬ wodu, ze stosuje sie nadmiar uwodornianego zwiazku, co sprzyja maksymalnemu zuzyciu wodoru w reakcji.Ilosc substratu kierowana do reaktora dodatko¬ wego zalezy od rodzaju uwodornianego zwiazku, zawartosci gazów obojetnych w stosowanym wodo¬ rze i od poziomu stezenia tych gazów w cyklu rea¬ ktora glównego. Ilosc te okresla sie indywidualnie dla kazdego przypadku, na ogól jednak ilosc ta wy¬ nosi imniej niz polowe ogólnej ilosci substratu or- ganiicznego wprowadzanego do reakcji.Stosowanie w omawianym procesie sposobu po¬ legajacego na wprowadzaniu do reaktora dodatko¬ wego tylko czesci .uwodornianego zwiazku nie sto¬ sujac przyjetego niekiedy w procesach chemicznych i fizykochemicznych systemu przeciwpradowego przeplywu dwóch mediów w baterii aparatów, poz¬ wala na stworzenie w tym reaktorze korzystniej¬ szych warunków reakcji z uwagi na to, ze nie roz¬ ciencza sie wodoru nadmierna iloscia drugiego sub¬ stratu. Jest to istotne z tego wzgledu, ze w reakcji uwodorniania zwiazków organicznych na ogól rzad reakcji w stosunku do wodoru jest duzo wyzszy niz w stosunku do zwiazku organicznego, z punktu widzenia wiec kinetyki chemicznej stosowanie dlu- 5 zego nadmiaru uwodornionego zwiazku jest nie¬ korzystny, gdyz wplywa ujemnie na szybkosc reakcji.Sposób wedlug wynalazku ma te jeszcze zaiete, ze wskutek znacznego zmniejszenia ilosci gazów od- 10 puszczanych z instalacji odpowiednio zmniejszaja sie straty produktu reakcji, który w postaci par zawarty jest w tych gazach.Przyklad. Do reaktora glównego wprowadza sie na godzine 880 Nm2 wodoru swiezego zawiera- 15 jacego 871 Nm3 (99,0%) H2 i 9 Nm3 (1,0%) gazów obojetnych oraz 1000 Nm3 wodoru obiegowego za¬ wierajacego 900 Nim3 (90,0%) H2 i 100 Nm3 (10,0%) gazów obojetnych, 800 kg benzenu i 207 kg produktu uwodorniania z reaktora dodatkowego. 20 Proces przebiega w temperaturze 160 °C w obec¬ nosci katalizatorów takich jak niklowe, platynowe i palladowe pod cisnieniem 10 at. Produkty reakcji schladza sie, oddziela sie z nich 1077 kg cyklohek¬ sanu oraz gazy zawierajace 981 Nm3 (90,0°/o) H2 25 i 109 Nm3 (10,0%) gazów obojetnych. Z gazów tych czesc, mianowicie 900 Nm3 H2 i 100 Nm3 gazów obojetnych zawraca sie do procesu. Reszte, zawie¬ rajaca 81 Nm3 H2 i 9 Nim3 gazów obojetnych zawra¬ ca sie do procesu. Reszte, zawierajaca 81 Nm3 H2 30 i 9 Nm3 gazów obojetnych wprowadza sie do rea¬ ktora dodatkowego, do którego wprowadza sie rów¬ niez 200 kg benzenu. Produkty reakcji schladza sie i rozdziela w separatorze.Produkty ciekle zawierajace 207 kg czesciowo 35 uwodornionego benzenu wprowadza sie do reaktora glównego, zas produkty gazowe, zawierajace 9 Nm3 (50,0%) H2 i 9 Nm3 50,0%) gazów obojetnych wy¬ puszcza sie do atmosfery. Przy ilosci zuzytego wo¬ doru równej 862 Nm3 ilosc odpuszczana do atmosfery *0 wynosi 9 Nm3 co stanowi okolo 1%. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 45 Sposób wykorzystania wodoru z gazów resztko¬ wych z procesów uwodorniania zwiazków orga¬ nicznych w fazie gazowej gazami zawierajacymi wodór znamienny tym, ze gazy te kieruje sie do ¦'! dodatkowego reaktora uwodorniania, do którego 50 wprowadza sde wspólpradowo czesc substratu prze¬ znaczonego do uwodorniania, po czym gazy pore¬ akcyjne z reaktora dodatkowego schladza sie, od¬ prowadza z niego gaz odpadowy stanowiacy glównie : gaz obojetny, zas wykroplony czesciowo uwodor- 55 niony substrat kieruje sie do procesu uwodorniania do rektora glównego, do którego wprowadza sie równoczesnie pozostala czesc substratu.KI. 12 o, 27 64856 MKP C 07 b, 1/00 gubctrat PL PL