Uprawniony z patentu: Badische Anilin — u. Soda — Fabrik AG, Ludwigshafen (Republika Federalna Niemiec) Reaktor cisnieniowy Przedmiotem wynalazku jest reaktor cisnieniowy stosowany do wytwarzania kwasu propionowego w reakcji etylenu z tlenkiem wegla i woda w obecnosci kompleksów karbonylku niklu w temperaturze 250—320°C, w fazie cieklej pod cisnieniem 100—300 atmosfer.Wytwarzanie kwasu propionowego z etylenu, tlenku wegla i wody przeprowadza sie w znany sposób w cylindrycznych pionowo stojacych reaktorach cisnieniowych. Przy stosowanych warunkach reakcji, srodowisko reakcji jest jednakze tak agresywne, ze nawet odporne na korozje stale, o specjalnym skladzie, nie maja dlugiej zywotnosci. W nastepstwie tego praca ciagla nie jest dopuszczalna przez dluzszy czas i ze wzgledów bezpieczenstwa konieczne sa remonty w stosunkowo krótkich odstepach czasu. Dlatego wyklada sie cylindryczna wewnetrzna powierzchnie reaktora oraz wszystkie elementy wbudowane srebrem, które jest odporne w warunkach reakcji jak podano w niemieckim opisie patentowym 1 026 297.Problematyczna jest przy tym ochrona przed korozja scian czlowych, zwlaszcza dolnej. Poniewaz nie jest ona gladka, a wyposazona w rózne glówki bezpiecznikowe, krócce przewodowe i wsporniki dla elementów wbudowy, których pokrycie odpornych na korozje srebrem praktycznie jest niemozliwe. Postawiono wiec zadanie techniczne przeprowadzenia wytwarzania kwasu propionowego z etylenu, tlenku wegla i wódy w ten sposób, aby uniknac zjawisk korozji na scianach czolowych reaktora, lub ograniczyc je tak dalece, aby w reaktorze mozliwa byla praca ciagla przez dluzszy okres czasu.Stwierdzono, ze przedstawiony na rysunku cylindryczny reaktor cisnieniowy pracujacy w pionowym ustawieniu, którego wewnetrzna powierzchnia plaszcza 1 wylozona jest srebrem, górna 2 i dolna sciana czolowa 3 wylozone sa wewnatrz stala chromowo-nikJowo-molibdenowa, który posiada jako elementy wbudowane rure obiegowa 5 oraz rure impulsyjnej wymiany 6, równiez wylozone srebrem, zaopatrzony w rure zasilajaca 7 do doprowadzania cieklych skladników reakcji, rure zasilajaca 8 do doprowadzania gazowych skladników reakcji oraz rure 9 do wyladowania mieszaniny reakcyjnej, charakteryzujacy sie tym, ze posiada zamontowana równolegle do plaszczyzny podstawowej dolnej sciany czolowej 3, w niewielkiej odleglosci zarówno od sciany czolowej 3, jak równiez od wewnetrznego plaszcza 1 srebrna plyte 4 i ze rura wyladowcza 9 wystaje w glab reaktora.Reaktor wedlug wynalazku wykazuje te korzysc, ze korozja scian czolowych zostaje zmniejszona do dajacych sie pominac niewielkich rozmiarów i tym samym mozliwe sa dlugie okresy produkcji bez prac2 75746 konserwatorskich i rempntpwych, Miedzy srebrna plyta I dolna sciana eielowa wytwaria sie spokojna warstwa cieklej mtedianiny reakcyjnej, która nie powoduje prawie korosji na metalu szlachetnym, a gnrna sciana esolowa wskutek wystajacej w glab reaktora ryry wyladowczej jest oddzielna od fazy eieklej stosunkowo mniej agresywna podusika gazowa, Stosunek wysokosci hdp srednicy d wewnetrznej reaktora wynosi na ogól 1Q-28;1, Ewlttion 13~1Sht. Dlugosc, zryra wyladowcza 9 wystaje w glab reaktora wynpil korzystnie G,01S*0,0Bh f odleglosc srebrnej plyty 4 od powierzchni podstawowej dolne] sciany eseolowej korzystnie wynosi 0,0033^0,01 h, Srednica, koncentrycznie ustawionej z wyzlobieniem dla przewodu 8, srebrnej plyty wynosi zwlaf^eia 0,97-0,99 d. Stosunek dlugosci do srednicy w podobny sposób wspólosiowo ustawionej rury impuisacyjnej wymiany 6 korzystnie wynosi 5-20:1, a rury obiegowej odpowiednio 12-22 ! 1, Do praey reaktora, który nadaje sie do wytwarzania bez zaklócen kwasu propionowego z etylenu, tlenku wegla 1 wody, wymagane sa nastepujace warunki procesu: etylen i tlenek wegla stosuje sie na ogól w stotunku Objetosciowym 1 :0,8-2 zwlaszcza w stosunku objetosciowym 1 :1-1,5, Na ogól na mol etylenu stosuje sie 1,8-2,6 mole wody. Szczególnie dobre rezultaty otrzymuje sie przy zastosowaniu na mol etylenu 1*8-2,1 mola wody.Reakcje prowadzi sie w obecnosci kompleksów karbonylku niklu, Kompleksy karbonylku niklu mozna stosowac jako takie, lub wytwarzac in situ w warunkach reakcji z odpowiednich surowców, takich jak sole niklu, w szczególnosci sole niklu i kwasów tluszczowych, np. propionian niklu lub nikiel metaliczny. Korzystnie stosuje sie 0,5-3% wagowych kompleksów karbonylku niklu w przeliczeniu na metal w stosunku do etylenu, Szczególnie korzystne okazaly sie ilosci 1—2 procentów wagowych niklu.Reakcje prowadzi sie w temperaturze 250-320°C, korzystnie w temperaturze 270-300°C. Szczególne techniczne znaczenie, uzyskaly temperatury 275—285°C. Okazalo sie ponadto skutecznym szczególnie, jesli w podanych granicach utrzymuje sie jednolita temperature w calej przestrzeni reakcyjnej. Reakcje prowadzi sif pod cisnieniem 100—300 atmosfer, szczególnie korzystnie 200—250, a zwlaszcza 225—235 atmosfer.W podanych warunkach reakcji mieszanina reakcyjna az do wysokosci rury wyladowczej znajduje sie w fazie cieklej. Strefa gazowa zawiera blizej nie okreslone ilosci etylenu, tlenku wegla, gazów obojetnych jak etan, dwutlenek wegla i azot, dalej pare wodna i kwas propionowy odpowiednio do cisnienia par w warunkach reakcji. Przy przeprowadzeniu reakcji okazalo sie skuteczne, jesli gazowa mieszanine etylenu z tlenkiem wegla doprowadza sie do reaktora w kierunku podluznym tuz powyzej srebrnej plyty.Przyklad. Proces prowadzi sie w podanej na rysunku wylozonej srebrem rurze wysokiego cisnienia 1 o srednicy 800 mm i dlugosci 12 m, która zamknieta jest z góry i z dolu pokrywami 2 i 3, wylozonymi stala chromowo-niklowo-molibdenowa. W odleglosci 60 mm nad dolna pokrywa 3 umieszczona jest plyta srebrna 4, która pozostawia wolna szczeline 5 mm do rury wysokiego cisnienia. 295 mm nad dolna pokrywa 3umieszczona jest rura obiegowa 5 o srednicy 480 mm i dlugosci 8,5 m. Dalej w rurze obiegowej w tej samej odleglosci od dolnej pokrywy 3 umieszczona jest rura impulsyjnej wymiany 6 o srednicy 200 mm i dlugosci 1500m. Rura wyladowcza 9 wystaje w glab reaktora 300 mm, < Przez rure zasilajaca 7 doprowadza sie na godzine 2427 kg roztworu, zawierajacego 1379,1 kg kwasu propionowego, 944 kg wody, 37,3 kg propionianu niklu, 4,3 kg karbonylku niklu, 3,7 kg etylenu, 36,4 kg tlenku wegla, 7,6 kg etanu, 9,3 kg dwutlenku wegla i 5,3 kg produktów ubocznych z wytwarzania kwasu propionowego, takich jak ester kwasu propionowego, a przez rure zasilania 8 mieszanine 752 kg etylenu i 854 kg tlenku wegla, przy czym w strefie reakcyjnej utrzymuje sie temperature 285° C i cisnienie 230 atn. Róznica temperatury wewnatrz reaktora w rozmaitych miejscach wynosi 1—3°C. Otrzymuje sie na godzine nastepujacy wynik reakcji: 3256 kg kwasu propionowego 468,1 kg wody 21.5 kg propionianu niklu 17.3 kg karbonylku niklu 14.8 kg etylenu 148,4 kg tlenku wegla 37.4 kg etanu 46.9 kg dwutlenku wegla 22.6 kg produktów ubocznych.Mieszanine reakcyjna odprowadza sie przewodem 9. Otrzymana mieszanina reakcyjna zostaje po ochlodzeniu i rozprezeniu uwolniona od skladników gazowych, surowy kwas propionowy oddziela sie nastepnie przez destylacje i pozostalosc po uzupelnieniu woda zawraca z powrotem jako zasilanie. Surowy kwas propionowy zostaje odwodniony przez destylacje frakcjonowana. Wydajnosc odpowiada 95% teorii w odniesieniu do etylenu. Po rocznym okresie pracy na pokrywach 2 i 3 nie stwierdzono zadnych zjawisk korozji.75 746 3 Przy tym samym sposobie pracy w konwencjonalnym reaktorze bez srebrnej plyty i bez wystajacej w glab reaktora rury wyladowczej, a wiec zamiast tego, tylko z otworem wyladowczym, stwierdzono po szesciomiesiecznym ruchu ubytki 4 mm na pokrywach 2 i 3. PL PL PL