RU1829957C

RU1829957C - Устройство дл получени @ , @ ненасыщенного нитрила

Info

Publication number: RU1829957C
Application number: SU914895746A
Authority: RU
Inventors: Муроя Хироаки; Исии Кандзи; Охта Масанобу; Танака Тетсуо
Original assignee: Асахи Касеи Когио Кабусики Кайся
Priority date: 1989-10-04
Filing date: 1991-06-03
Publication date: 1993-07-23
Also published as: KR920701135A; KR940007528B1; EP0446379B1; CA2042584A1; ES2051025T3; WO1991004961A1; EP0446379A4; EP0446379A1; CA2042584C; DE69007965T2; DE69007965D1

Abstract

Устройство дл получени а,/ -ненасыщенного нитрила, содержащего то же самое количество атомов углерода, что и исходное сырье, представл ющее собой олефин или трет-бутиловый спирт путем приведени во взаимодействие пропилена, изобутилена или трет-бутилового спирта, аммиака и кислородсодержащего воздуха, содержащее: реактор, питатель газового сырь , горизонтально расположенный в нижней части реактора и снабженный множеством выпускных сопел газового сырь параллельно ему, и питатель кислородсодержащего газа, расположенный в нижней Засти питател газового сырь параллельно ему, отсто щий от него на заданное рас- сто ние и снабженный выпускными патрубками кислородсодержащего газа, расположенными на верхней поверхности питател кислородсодержащего газа напротив выпускных сопел газового сырь , причем количество выпускных патрубков кислородсодержащего газа равно количеству выпускных сопел газового сырь , предусмотренных на питателе газового сырь , заданное рассто ние, определенное как соответствующие промежутки между соплами и патрубками, и интервалы между выпускными кислородсодержащего газа составл ют 90-250 мм, количество их составл ет 16-120 шт/м площади попереч ного сечени реактора 3 з.п. ф-лы, 4 ил. 3 табл.

Description

Изобретение относитс к устройству дл получени акрилонитрила или метакри- лонитрила с использованием в качестве исходных материалов пропилена, изобутилена или третбутилового спирта, и аммиака и кислородсодержащего газа.

На фиг. 1 представлен разрез реактора с псевдоожиженным слоем; на фиг. 2 - схематичное изображение, иллюстрирующее относительное положение выпускного патрубка кислородсодержащего газа и выпускных сопел газового сырь из питател газового сырь , и потока частиц катализатора и кислородсодержащего гагэ в варианте насто щего изобретени ; на фиг. 3 - вид в плане питател кислородсодержащего газа , на фиг. 4 - вид в плане питател газового сырь .

Устройство содержит реактор 1 с псевдоожиженным слоем, теплосъемный змеевик 2, питатель газового сырь 3 (ПГС), питатель кислородсодержащего газа 4 (ПКГ). На фиг. 2 иллюстрируетс пример идеи относительного позиционного расположени выходных патрубков 6 кислородсодержащего газа и выпускных сопел 5 газового сырь , и циркулирующего потока из частиц катализатора.

00

го ю ю ел XI

со

Помимо этого, степень, с которой выпускные сопла 5 газового сырь , расположенные е области внешней периферии, смещены в направлении оси реактора по отношению к выпускным патрубкам кисло- родсодержащего газа 7, расположенным в его более нижней части напротив них, зависит от интенсивности циркул ционного по- тока 8 частиц катализатора и относительных промежутков между выпускными соплами газового сырь и выпускными патрубками кислородсодержащего газа и выпускные сопла газового сырь предпочтительно смещены по направлению к оси реактора, таким образом, что угол, образованный линией, соедин ющей ось крайнего торца выпускного патрубка кислородсодержащего газа, и ось. крайнего торца выпускного сопла газового сырь и вертикальна лини , проход ща через ось крайнего торца выпускного патрубка кислородсодержащего газа (далее называемый как относительный угол 0), предпочтительно составл ет 40° или менее более предпочтительно 30° или менее.

П р и м е р 1 (сравнительный). Питатель кислородсодержащего газа был расположен в более нижней части реактора с псев- доожиженным слоем внутренним диаметром 3,7 м, а выпускные патрубки были расположены по квадрату со стороной

3QO мм. Питатель газового сырь был размещен в верхней части реактора с пеевдо- ожиженным слоем, причем питатель представл ет собой решетку трубчатого типа , расположенную по квадрату со стороной 300 мм, и содержит выпускные сопла дл - продувки газа сверху вниз.

Количество выпускных патрубков кислородсодержащего газа было одинаковым с количеством выпускных сопел газового сырь , и сопла газового сырь были расположены как раз на 100 мм выше противолежащих выпускных патрубков кислородсодержащего газа. Относительный угол 0 внешней периферии был установ- лен равным 0°, а рассто ни до стенки были установлены равными 150 мм.

Внутренний диаметр выпускного сопла кислородсодержащего газа был одинаковым и был определен таким, что скорость продувки из него газа составила 46 м/с.

Внутренний диаметр выпускного сопла . газового сырь был одинаков и определен таким, что скорость продувки выход щего из него газа составл ла 40 м/с.

Реактор был заполнен псевдоожижен- ным слоем катализатора в количестве 25 т, состо щего из молибден-висмут-железа на носителе из двуокиси кремни .

Воздух подавали в питатель кислородсодержащего газа 6 количестве 9100 нм3/ч, 96 мол.% очищенного пропилена в количестве 1000 нм3/ч и аммиака в количестве 1150 нм /с были введены в питатель газового сырь и они были приведены во взаимодействие между собой при температуре реакции.

Примеры 1-4. Были использованы реакторы, аналогичные использованному в сравнительном примере, за исключением того, что патрубки были установлены по квадрату со стороной различной длины соответственно . Были использованы те же катализатор и услови реакции, которые были использованы с сравнительном примере. Выпускные патрубки реактора на примере 3, однако, были расположены по пр моугольнику с длиной короткой стороны 90 мм и длиной стороны 180 мм. В табл. 1 представлен результат реакции полученный через 2 недели от начала реакции.

0П р и м е р 2 (сравнительный). Питатель кислородсодержащего газа был размещен в нижней части реактора с псевдоожиженным слоем внутренним диаметром 7,8 м, а выпускные патрубки были расположены по квадрату со стороной 160мм. Питатель газового сырь был размещён в более верхней части каталитического реактора с Ъсевдоожижен- ным слоем: причем питатель представл собой решетку трубчатого типа, расположенную по квадрату со стороной 160 мм, и снабженную выпускными соплами дл продувки газа сверху вниз. Количество выпускных патрубков кислородсодержащего газа было одинаковым с количеством выпускных сопел газового сырь , а относительные промежутки был установлены равными 75 мм. Относительный угол 0 внешней периферии был прин т равным 0°, а рассто ние до стенки были прин ты равными 50 мм.

Реактор был заполнен молибден-висмут-железным катализатором на носителе из двуокиси кремни , с размером частиц 10-100 мкм и средним размером частиц 50 мкм, так что высота статического сло составила 3 м. в питатель кислородсодержащего газа подавали воздух в количестве 41000 нм3/ч, в питатель газового сырь подавали 96 мол.% очищенный пропилен в количестве 4000 нм3/ч и аммиак в количестве 4000 нм3/ч, и их подвергали взаимодействию при температуре реакции «birc и давлении

1кгс/см2 избыт. В табл. 2 демонстрируетс результат реакции.

Примеры . Реакцию осуществл ли в реакторе, аналогичном реактору из сравнительного примера 2 при тех же самых услови х реакции, которые имели место в

сравнительном примере 2, с использованием питател кислородсодержащего газа и питател газового сырь , аналогичным питателем из примера 2, за исключением того, что рассто ние до стенки и относительный угол Э были установлены равными значени ми, продемонстрированным в табл. 2. В результате циркулирующий поток из частиц катализатора и количество непрореагировавшего пропилена в зоне внешней периферии были значительно уменьшены как продемонстрировано в табл. 2, и таким образом в реакторе в целом были повышены конверси (превращение прим, пер.) пропилена и выход акрилонитрила.

Приме р 8. Питатель кислородсодержащего газа был размещен в нижней части реактора с псевдоожиженным слоем внутренним диаметром 5,3 м и выпускные патрубки были размещены по квадрату со стороной 180мм. Питатель газового сырь был размещен в более верхней части реактора с псевдоожиженным слоем, причем пи- татель представл ет собой решетку трубчатого типа, расположенную по квадрату со стороной 180 мм, и оборудован выпускными соплами дл продувки газов сверху вниз. Количество выпускных патрубков кислородсодержащего газа было одинаковым с количеством сопел газового сырь , и относительные промежутки между выпускными патрубками кислородсодержащего газа, расположенным на участках, отличных от внешней периферии и выпускных сопел газового сырь , противолежащих им, были прин ты равным 100 мм. Относительный угол 0 внешней периферии был прин т равным 15 с. а рассто ние до стенки были прин ты равными 120 мм. Реактор был заполнен молибден-висмут-железным катализатором, нанесённым на носитель из двуокиси кремни с размером частиц 10- 100 мкм и средним размером частиц 50 мкм, так что высота статического сло составл ла Зм.

В питатель кислородсодержащего газа подавали воздух в количестве 28000 н3/ч.в питатель газового сырь вводили изобути- лен в количестве 2300 нм3/ч и аммиак в количестве 3000 нм3/ч и их подвергали взаимодействию при температуре реакции 430РС и при давлении 1 кгс/см избыт. В табл. 2 иллюстрируетс результат реакции;

Эффект этого устройства будет очевиден из результата, приведенного в табл. 2.

Пример 6 иллюстрирует то. что рассто ни до стенки, установленные равными 150 мм, позвол ют увеличить на реакторе в целом выход акрилонитрила, по сравнению

с сравнительным примером 2 в результате уменьшени количества непрореагировавшего пропилена в зоне внешней периферии .

5Помимо этого, результаты из примеров

5 и 6 демонстрируют то, что когда рассто ни до стенки установлены на том же самом значении, предпочтительно обеспечиваетс относительный угол в , в

0 частности, в примере 5 по сравнению с примером 6 обнаруживаетс эффективность установки относительного угла 0 внешней периферии, равным Т5°. Кроме того, как продемонстрировано в примере 7, очевид5 но, что когда промежутки до стенки велики , эффективность можно обеспечить увеличением относительного угла 0.

При м е р 9. Реакцию осуществл ли с использованием реактора и катализатора,

0 аналогичных реактору и катализатору из примера 8. В питатель кислородсодержащего газа вводили воздух в количестве 24000 нм3/ч, в питатель газового сырь вводили 84 вес.%: водного раствора очищенного

5 трет-бутилового спирта в количестве 3600 нм /ч в газовой фазе и аммиак в количестве 2600 нм3/ч, и их подвергали взаимодействию при температуре реакции 440°С и при давлении 1 кгс/см . Результаты реакции за0 ключаютс в следующем (см. табл. 3).

Устройство, предложенное в изобретении , обеспечивает исключительное промышленное преимущество тем, что выход ненасыщенного нитрила не уменьшаетс в

5 результате того, что реакционный газ остаетс в зоне, образованной в нижней части внутренней конструкции реактора из-за повышенного падени давлени на участке, где в реакторе предусматриваетс така

0 конструкци как насадка, перфорированна пластина или т.п., или потому что достаточное количество части катализатора на самом деле не опускаютс вниз, выход a ,fi -ненасыщенного нитрила возрастает за счет

5 просто установленного устройства, и помимо этого реактор может непрерывно работать в течение длительного периода времени, без забивани теплообменников, предусмотренных на выходе из реактора.

0 Формул а изобретени

Claims

1, Устройство дл получени а,/ -ненасыщенного нитрила, содержащего то же самое количество атомов углерода, что и сырье, состо щее из рлефина или трет-бутилового

5 спирта, путем приведени во взаимодействие пропилена, изобутилена или трет-бутилового спирта, аммиака и кислородсодержащего воздуха, содержащее реактор, питатель газового сырь /.горизонтально

расположенный в нижней части реактора и снабженный множеством .выпускных сопл газового сырь , размещенных на его нижней поверхности, и питатель кислородсодержащего газа, установленный в нижней части питате- л газового сырь параллельно ему. отсто щий от него на заданном рассто нии и содержащий выпускные патрубки кислородсодержащего газа, расположенные на верхней поверхности питател кислородсодержащего газа напротив выпускных сопл газового сырь , причем количество выпускных патрубков кислородсодержащего газа равно количеству выпускных сопл газового сырь на питателе газового сырь , о т- л и ч а ю щ е е с тем, что рассто ни между соплами и патрубками составл ет 25-300 мм и рассто ни между выпускными патрубками кислородсодержащего газа составл ют 90-250 мм, при этом количество патрубков составл ет 16-120 шт/м2 площади поперечного се- чени реактора.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с тем, что рассто ние между р дами выпускных патрубков кислородсодержащих газов , наиболее близких и внутренней стенке реактора, и внутренней стенкой составл ют 300 мм или менее.

3.Устройство по п. 1 или 2, о т л и ч а ю- щ е е с тем, что р ды выпускных сопл газового сырь , расположенных в зоне внешней периферии реактора, смещены в направлении оси реактора относительно р дов выпускных патрубков кислородсодержащего газа, расположенных напротив них,

4.Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ е е- с тем, что позиционное смещение между р дами сопл и р дами патрубков, расположенных напротив, составл ет 40° или менее относительно вертикали.

П р и о р и те т по пунктам 04.10.89 - по пп.,2-4; 05.10.89 - по п.. 1.

оТ а б л и ц а 1

Работа была прервана не из-за того, что теплообменники на выходе из реактора были забиты, а.из-за требований правил технической эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

Показатель

Центральна зона

Плотность псевдоожиженного катализатора, кг/м3

Непрореагировавший изобутилен , %

П р и м е ч а н и е. ( Поскольку третичный бутиловый спирт / трет-бутиловый спирт/ превращаетс в изобутилен и воду сразу же в реакторе, непрореагировавший изобутилен обнаруживаетс .

Т а б л и ц а 2

ТаблицаЗ

Внешн перифери

580 0,10

600 0,13

тпгппгтпг

1ППППППЛПППППППППППППП1

л6

inrtnrn4

фиёЗ