PL90206B1 - - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 15,10.1977 J I 90206 MKP C07c 47/04 Int. Cl2. C07C 47/04 czytelnia] Twórcawynalazku:- Uprawniony z patentu: Deutsche Gold-und Silber-Scheideanstalt vormals Roessler, Frankfurt n/Menem (Republika Federalna Niemiec) Sposób wytwarzania formaldehydu w zlozu fluidalnym o okreslonym gradiencie temperatury Przedmiotem omawianego wynalazku jest sposób wytwarzania formaldehydu z metanolu i powietrza na katalizatorze tlenkowym w zlozu fluidalnym.Na skale przemyslowa wytwarza sie formaldehyd z metanolu i powietrza na katalizatorach srebra a od niedawna takze na katalizatorach tlenkowych. Proces na katalizatorze tlenkowym przeprowadza sie na skale wielkotechniczna w reaktorach plaszczowo-rurowych. Poniewaz tworzenie sie formaldehydu jest procesem egzotermicznym ogranicza sie srednice rur reakcyjnych, aby uzyskac wystarczajace odprowadzanie ciepla i dlatego w wydajnych urzadzeniach nalezy instalowac duza ilosc rur reakcyjnych.W celu unikniecia wymienionych wyzej niedogodnosci reaktora plaszczowo-rurowego proponowano juz przeprowadzanie utleniania metanolu do formaldehydu w zlozu fluidalnym (Wylozeniowy opis patentowy , RFN (DAS) 1 162 343). Jednak znanymi niedogodnosciami techniki zloza fluidalnego jest tworzenie sie pecherzy, które prowadzi do przebicia nie przereagowanej czesci metanolu, oraz powrotne wymieszanie gazów w górnej czesci warstwy fluidalnej, co powoduje przedluzenie czasu przebywania formaldehydu i niepozadane dalsze jego spalanie do tlenku wegla. W celu usuniecia tych obydwu niedogodnosci, zwlaszcza w celu zapobiegniecia tworzenia sie pecherzy, zaproponowano od niedawna umieszczenie w zlozu fluidalnym wkladów uspakajajacych, jak na przyklad T. Ishii i G.L. Osberg przy izomeryzacji cyklopropanu w AJ.Ch. EJ. 11 (1965) 276-285.Wedlug literatury jako szczególna korzysc zloza fluidalnego uwaza sie równomierny rozklad temperatury wewnatrz zloza fluidalnego. Okazuje sie jednak, ze ta domniemana korzysc zloza fluidalnego w omawianej reakcji metanolu z powietrzem powoduje takze reakcje zmniejszajaca wydajnosc formaldehydu: HCHO+ 1/2 02 -? CO + H20, co na przyklad nie ma miejsca w przypadku zloza nieruchomego, w którym na ogól wytwarza sie gradient temperatury.Stwierdzono, ze osiaga sie niespodziewanie wysokie stopnie przemiany metanolu i bardzo dobre wydajnosci formaldehydu, jezeli w zlozu fluidalnym pod wplywem swobodnego ruchu czastek spowodowanego wkladami ustawi sie okreslony, ujemny gradient temperatury w stosunku do kierunku strumienia reagentów przez zloze fluidalne.2 90206 1 Korzystna forma przeprowadzania procesu wedlug wynalazku polega na tym, ze dobiera sie gradient temperatury 0,1—2,0°C/cm, korzystnie do okolo 1°C/cm wysokosci zloza fluidalnego.Jako wklady w sposobie wedlug wynalazku mozna umiescic wewnatrz zloza fluidalnego ulozone prostopadle do kierunku strumienia siatki albo pólki sitowe, spiralne druciane albo warstwy cial rozpryskowych, takich jak pierscienie albo siodelka Berla, odcinki rur albo walców i podobne.Ustawienie okreslonego gradientu temperatury powoduje obok uzyskania prawie calkowitej przemiany metanolu wydajnosc wsadu przewyzszajaca dotychczas znane procesy i zwiekszenie trwalosci katalizatora.W wyniku ustawienia gradientu temperatury zgodnie z wynalazkiem nastepuje przemiana glównej czesci metanolu we wzglednie krótkiej strefie wysokiej temperatury, podczas gdy reszta metanolu reaguje w nizszych temperaturach,w których takze reakcja rozkladu formaldehydu jest w duzym stopniu powstrzymana, wynikiem czego jest poprawa wydajnosci.Dalsza korzysc sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze zmiana szybkosci strumienia przy zachowaniu pozostalych parametrów umozliwia w waskich granicach wywieranie wplywu na gradient tempera¬ tury; zmniejszenie szybkosci strumienia powoduje podwyzszenie gradientu temperatury a zwiekszenie szybkosci strumienia powoduje zmniejszenie gradientu temperatury.Nastepujace przyklady objasniaja dalej sposób wedlug wynalazku.Doswiadczenie sluzace za podstawe przykladów przeprowadzano w reaktorze o srednicy 200 mm wypel¬ nionym katalizatorem skladajacym sie z tlenków zelaza, molibdenu i tytanu.Przyklad I—V. Stosowano katalizator o wielkosci ziarna 0,3—2 mm w ilosci 8 kg. Ilosc uzytego gazu wynosila 14Nm3/kg katalizatora i godzine ze stezeniem metanolu wynoszacym 13,7% objetosciowych.Temperatura gazu doprowadzanego wynosila 180°C a maksymalna temperatura zloza fluidalnego 420°C.W tablicy I zestawione sa dla przeprowadzonych doswiadczen wartosci przemiany, wydajnosci, wydajnosci katalizatora i powstawania tlenku wegla zaleznie od wielkosci ujemnego gradientu temperatury dla róznych gradientów temperatury w zlozu fluidalnym spowodowanych róznymi wkladami.Pr zy k lad y VI—VII. Wdanym przypadku zastosowano 15 kg katalizatora o wielkosci ziarna 0,3—1,5 mm. Temperatury gazu doprowadzanego i zloza fluidalnego wynoszace odpowiednio 150°C i 400°C byly dobrane nieco nizsze niz w przykladach I—V. Ilosc uzytego gazu wynosila 7 N m3/kg katalizatora i godzine przy czym stezenie metanolu wynosilo 18,8% objetosciowych. W przykladzie VI wprowadzono w ruch zloze fluidalne bez wkladów przy gradiencie temperatur wynoszacym 0 a w przykladzie VII z 50 siatkami o wielkosci oczka 5 mm i w danym przypadku umieszczonych w odstepach 3 cm. Gradient temperatury wynosil to 0,6°C/cm.Przyklad VIII. Stosowano katalizator o wielkosci ziarna 0,3—2 mm w ilosci 10 kg. Wprowadzano gaz w ilosci 10 N m3/kg katalizatora i godzine z 14,2% objetosciowymi metanolu i o temperaturze 130°t.Tempera¬ tura zloza fluidalnego wynosila 405° C z ujemnym gradientem temperatury 1,0°C/cm spowodowanym przez umieszczenie w przestrzeni reakcyjnej 25 I pierscieni rozpryskowych.Wyniki doswiadczen przykladów VI—VIII przedstawione sa w tablicy II.Porównanie przedstawionych w tablicy I i II wynikówr przykladu I i VI z jednej strony i przykladów II—VII i VIII z drugiej strony, wykazuje, ze wytworzenie zgodnie z wynalazkiem gradientu temperatury w zlozu fluidalnym wywiera dodatni wplyw na wszystkie parametry istotne dla technicznego i ekonomicznego wyniku doswiadczenia i stanowi dlatego znaczne udoskonalenie. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania formaldehydu przez reakcje metanolu z tlenem w zlozu fluidalnym na katalizatorze tlenowym, znamienny tym, ze gaz przepuszcza sie przez uklad wkladów w zlozu fluidalnym, zapewnia¬ jacy w zlozu ujemny gradient temperatury w kierunku strumienia gazu, przy czym dobiera sie gradient temperatury wynoszacy 0,1—2,0°C/cm wysokosci zloza fluidalnego.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, z n a m i e n n y tym, ze jako wklady w zlozu fluidalnym stosuje sie siatki, pólki sitowe, spiralne druciane albo warstwy cial rozpryskowych.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze stosuje sie warstwe fluidalna utworzona z kataliza¬ tora skladajacego sie z tlenków zelaza, molibdenu i tytanu.90206 Przyklad Nr I II III IV V Gradianet temperatury °C/cm 0 0,2 1,0 . 1,15 1,8 Wklady Brak 10 siatek odstep: co 10 cm 5 siatek odstep: co 6 cm 20 siatek odstep: co 3 cm 31 siatek odstep: co 3 cm 50 siatek odstep: Tabl / Przemiana metanolu % molowe 92,6 96,5 98,8 99,1 99,5 ica I Wydajnosc przemiany % molowe 90,1 93,5 94,8 95,0 93,5 wsadu % molowe 83,4 90,3 93,7 94,1 93,0 Wydajnosc katalizatora kg H2CO/kg godz. 2,14 2,32 2,40 2,42 2,38 Tlenek wegla % molowe 9,2 6,2 5,1 5,0 6,5 co 2 cm Przyklad Nr VI VII VIII Gradient temperatury °C/cm 0 0,6 1,0 Wklady brak 50 siatek odstep: co 3 cm Pierscienie rozpryskowe 25 1 Tabl Przemiana metanolu % molowe 95,6 99,1 99,3 Lica II Wydajnosc przemiany % molowe 91,2 95,4 95,3 wsadu % molowe 87,2 94,5 94,6 Wydajnosc katalizatora kg H2 CO/kg godz. 1,54 1,67 1,80 Tlenek wegla % molowe 8,4 4,6 4,7 PL