RU2181071C2 - Система и способ каталитического конвертирования - Google Patents

Система и способ каталитического конвертирования Download PDF

Info

Publication number
RU2181071C2
RU2181071C2 RU99110935/04A RU99110935A RU2181071C2 RU 2181071 C2 RU2181071 C2 RU 2181071C2 RU 99110935/04 A RU99110935/04 A RU 99110935/04A RU 99110935 A RU99110935 A RU 99110935A RU 2181071 C2 RU2181071 C2 RU 2181071C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reaction
zone
reactor
reaction mixture
mixture
Prior art date
Application number
RU99110935/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU99110935A (ru
Inventor
Джон мл. ДЖАБИН
Уэйн УЭНТЦГЕЙМЕР
Original Assignee
Арко Кемикал Текнолоджи, Л.П.
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 Арко Кемикал Текнолоджи, Л.П. filed Critical Арко Кемикал Текнолоджи, Л.П.
Publication of RU99110935A publication Critical patent/RU99110935A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2181071C2 publication Critical patent/RU2181071C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00—Preparation of oxiranes
    • C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/19—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with organic hydroperoxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0285—Heating or cooling the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B01J8/0446—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
    • B01J8/0449—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds
    • B01J8/0453—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds the beds being superimposed one above the other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B01J8/0496—Heating or cooling the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00265—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2208/00283—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00327—Controlling the temperature by direct heat exchange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00327—Controlling the temperature by direct heat exchange
    • B01J2208/00336—Controlling the temperature by direct heat exchange adding a temperature modifying medium to the reactants
    • B01J2208/00353—Non-cryogenic fluids
    • B01J2208/00362—Liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00103—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor in a heat exchanger separate from the reactor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals

Abstract

Изобретение относится к системе каталитического конвертирования и способу проведения экзотермических реакций между, например, пропиленом и гидроперекисью этилбензола для получения окиси пропилена с использованием твердого гетерогенного катализатора. Реактор разделен на ряд отдельных зон, причем каждая зона содержит слой твердого катализатора эпоксидирования. Условия проведения экзотермических реакций поддерживают так, чтобы во всем реакторе сохранялась жидкая фаза без существенного парообразования. Подают в реактор холодный входной поток, который предварительно подогревают до температуры реакции путем отдельного косвенного теплообмена с реакционной жидкостью из различных отдельных зон реактора. Реакционную жидкость из последней по порядку реакционной зоны подвергают редуцированию давления для образования газожидкостной смеси при пониженной температуре, и эту газожидкостную смесь подогревают путем косвенного теплообмена с реакционной жидкостью из, по крайней мере, одной из отдельных зон реактора. Предложенная система позволяет добиться существенного снижения затрат, связанных с сооружением и эксплуатацией системы, при этом конверсия по гидроперекиси составляет 98%, а селективность превращения пропилена в окись пропилена составляет 99%. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Description

Область, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системе каталитического конвертера и способу проведения сильно экзотермических реакций между пропиленом и гидроперекисью этилбензола для получения окиси пропилена с использованием твердого гетерогенного катализатора.
Описание известных технических решений
При проведении сильно экзотермических реакций с участием чувствительных к температуре реагентов и/или продуктов возникают значительные трудности. Например, каталитическая жидкофазная реакция пропилена с органической гидроперекисью для получения окиси пропилена сильно экзотермична, а селективность реакции по целевому продукту сильно зависит от температуры. Таким образом, отвод тепла экзотермической реакции для предотвращения излишнего повышения температуры представляет серьезную проблему.
Обычные реакторы для экзотермических реакций бывают двух типов:
реакторы с промежуточным вводом холодного потока, состоящие из множества неподвижных слоев, в которых поток холодной исходной смеси вводят между слоями;
трубчатые реакторы, в которых катализатор помещен в трубы вертикального кожухотрубчатого теплообменника.
Если реакция проходит с выделением большого количества тепла, реактор первого типа обычно не обеспечивает достаточного теплоотвода. Этот недостаток может быть преодолен путем рециклизации холодного выходного потока из реактора, но при этом возникают недостатки, связанные с наличием реактора с обратным смешением.
Стоимость трубчатого реактора становится чрезмерно большой, если необходимо отводить большое количество тепла через поверхности теплообменника, работающего при низком коэффициенте теплопередачи. Кроме того, имеет место градиент температуры между центром и периферией трубы, который часто оказывает отрицательное влияние на процесс, для которого требуются приблизительно изотермические условия.
В европейском патенте 0323663 описан реактор с неподвижным слоем катализатора и способ проведения эпоксидирования олефина путем реакции с органической гидроперекисью при практически изотермических условиях. Как описано в этом европейском патенте, все тепло, выделяющееся при экзотермической реакции, отводят за счет испарения низкокипящего компонента реакционной смеси, в случае системы пропилен/органическая гидроперекись пропилена. В реактор вводят количество пропилена, достаточное для отвода всего избыточного тепла реакции. Реактор работает под давлением, при котором кипит реакционная смесь таким образом, чтобы обеспечить совместное движение вниз жидкой и газовой фаз. Утверждается, что этот способ представляет собой улучшенный вариант по сравнению с применяемыми в настоящее время способами, включающими многореакторные схемы с промежуточным охлаждением между стадиями.
Способ и устройство, описанные в европейском патенте 0323663, обладают рядом существенных недостатков. Если избыточное тепло реакции отводят путем испарения пропилена, как требует указанный европейский патент, то в систему приходится вводить в жидком виде избыточное количество пропилена. Действительно в упомянутом европейском патенте указано, что в реактор подают 16,67 молей пропилена на один моль гидроперекиси бензола. Если считать, что эпоксидирование является практически эквимолярной реакцией относительно пропилена и гидроперекиси, то способ, описанный в европейском патенте, неизбежно включает регенерацию и рециклизацию больших объемов пропилена со значительными затратами.
Кроме того, хотя в европейском патенте давление на выходе реактора указано как 26 бар (около 377 фунтов на кв. дюйм или 26,4 кг/см2), это представляется несовместимым с давлением пара жидкой реакционной смеси. Более вероятно, что действительное давление на выходе составит 150 фунтов на кв. дюйм (10,5 кг/см2) или менее, из чего следует дополнительная, весьма важная проблема охлаждения и/или повторного сжатия значительного объема возвратного пропилена.
Еще одна проблема, возникающая в связи с использованием системы по европейскому патенту 0323663, связана с низкой селективностью реакции, в результате чего концентрации пропилена в жидкой фазе в нижней части реактора будут низкими.
Краткое описание изобретения
В соответствии с изобретением предусмотрены реактор и способ, особенно полезные в производстве оксирановых соединений путем реакции олефина, например пропилена, с органической гидроперекисью с использованием твердого катализатора; изобретение характеризуется следующими признаками:
реактор разделен на ряд отдельных зон, причем каждая зона содержит слой твердого катализатора эпоксидирования;
условия поддерживают так, чтобы во всем реакторе сохранялась жидкая фаза без существенного парообразования;
подают в реактор холодный входной поток, который предварительно подогревают до температуры реакции путем отдельного косвенного теплообмена с реакционной жидкостью из различных отдельных зон реактора;
реакционную жидкость из последней по порядку реакционной зоны подвергают редуцированию давления для образования газожидкостной смеси при пониженной температуре, и эту газожидкостную смесь подогревают путем косвенного теплообмена с реакционной жидкостью из, по крайней мере, одной из отдельных зон реактора.
Описание чертежей
Прилагаемый чертеж иллюстрирует изобретение.
Подробное описание
Практика настоящего изобретения особенно пригодна для сильно экзотермических реакций, например, реакций между олефином, например пропиленом, и органической гидроперекисью, например гидроперекисью этилбензола, и может быть описана наилучшим образом со ссылками на прилагаемый чертеж.
Согласно чертежу, реактор 1 представляет собой вертикальный цилиндрический реактор, содержащий пять отдельных слоев 2, 3, 4, 5 и 6 твердого гетерогенного катализатора эпоксидирования. Предусмотрены фиксирующие устройства (не показанные на чертеже), поддерживающие твердый катализатор на месте, но обеспечивающие возможность прохождения через него жидкости.
Жидкая реакционная смесь, содержащая пропилен и гидроперекись этилбензола, предварительно подогретая до температуры реакции, поступает по трубопроводу 7 в нижнюю зону 8 реактора. Как показано на чертеже, поток реакционной смеси в реакторе направлен снизу вверх, однако стекание жидкости вниз также возможно.
Реакционная смесь из зоны 8 проходит через слой 2 катализатора, где образуется окись пропилена в результате реакции пропилена с гидроперекисью этилбензола в соответствии с известными способами. Условия регулируют таким образом, чтобы обеспечить умеренное повышение температуры, например, на 10-50oF(5-28oC) в результате выделения тепла реакции в слое 2.
Реакционная смесь из слоя 2 катализатора поступает в зону 9; из этой зоны ее отводят из реактора 1 по трубопроводу 10 и подают в косвенный теплообменник 11.
Относительно холодный, например 80 -120oF(27-49oC), исходный пропилен и продукт окисления этилбензола, содержащий гидроперекись этилбензола, подают в систему по линиям соответственно 12 и 13, а затем в виде смешанного потока по трубопроводу 14. Часть этого холодного потока поступает по трубопроводу 15 в теплообменник 11, где она подогревается путем косвенного теплообмена до температуры реакции. Охлажденная реакционная смесь, от которой отведено тепло экзотермической реакции, поступает по трубопроводу 16 в зону 17 реактора 1, в то время как предварительно подогретый исходный поток поступает в зону 8 реактора 1 по линиям 18 и 7.
Из зоны 17 жидкая реакционная смесь проходит через слой 3 катализатора, где происходит дальнейшая реакция пропилена с гидроперекисью этилбензола с образованием окиси пропилена. Условия опять-таки регулируют так, чтобы обеспечить умеренное повышение температуры, например, на 10-50oF(5-28oC) в результате выделения тепла реакции в слое 3.
Реакционная смесь из слоя 3 катализатора поступает в зону 19; из этой зоны ее отводят из реактора 1 по трубопроводу 20 и подают в косвенный теплообменник 21.
Вторая часть относительно холодного исходного потока поступает по трубопроводу 22 в теплообменник 21, где она подогревается путем косвенного теплообмена до температуры реакции. Охлажденная реакционная смесь, от которой отведено тепло экзотермической реакции, поступает по трубопроводу 23 в зону 24 реактора 1, в то время как предварительно подогретый исходный поток поступает в зону 8 реактора 1 по линиям 25 и 7.
Из зоны 24 жидкая реакционная смесь проходит через слой 4 катализатора, где происходит дальнейшая реакция пропилена с гидроперекисью этилбензола с образованием окиси пропилена. Условия регулируют так, чтобы обеспечить умеренное повышение температуры, например, на 10-50oF(5-28oC), в результате выделения тепла реакции в слое 4.
Реакционная смесь из слоя 4 катализатора поступает в зону 26; из этой зоны ее отводят из реактора 1 по трубопроводу 27 и подают в косвенный теплообменник 28.
Остаток относительно холодного исходного потока поступает по трубопроводу 44 в теплообменник 28, где он подогревается путем косвенного теплообмена до температуры реакции. Охлажденная реакционная смесь, от которой отведено тепло экзотермической реакции, поступает по трубопроводу 29 в зону 30 реактора 1, в то время как предварительно подогретый исходный поток поступает в зону 8 реактора 1 по линиям 31 и 7.
Из зоны 30 жидкая реакционная смесь проходит через слой 5 катализатора, где происходит дальнейшая реакция пропилена с гидроперекисью этилбензола с образованием окиси пропилена. Условия регулируют так, чтобы обеспечить умеренное повышение температуры, например, на 10-50oF(5-28oC) в результате выделения тепла реакции в слое 5.
Реакционная смесь из слоя 5 катализатора поступает в зону 32; из этой зоны ее отводят из реактора 1 по трубопроводу 33 и подают в косвенный теплообменник 34.
В теплообменнике 34 реакционная смесь из слоя 5 охлаждается, тепло экзотермической реакции отводится путем косвенного теплообмена, и охлажденная реакционная смесь поступает по трубопроводу 35 в зону 36 реактора 1.
Из зоны 36 реакционная смесь проходит через слой 6 катализатора, где завершается реакция пропилена с гидроперекисью этилбензола с образованием окиси пропилена. Во всем реакторе 1 поддерживают повышенное давление для предотвращения существенного испарения компонентов реакционной смеси. Для иллюстрации давления, поддерживаемые в реакторе 1, составляют, как правило, от 500 до 800 фунтов на кв. дюйм (от 35 до 56 кг/см2). В слое 6 катализатора происходит умеренное повышение температуры, например, на 10-50oF(5-28oC) в результате выделения тепла реакции в слое 6.
Реакционная смесь проходит через слой 6 катализатора в зону 37 и ее отводят из реактора 1 по трубопроводу 38. Выведенная смесь, являющаяся в основном жидкостью, проходит через устройство для редуцирования давления, где давление понижается до значения, при котором происходит испарение более легких компонентов, например пропилена, и понижение температуры вследствие испарения до уровня, существенно более низкого, например на 30-60oF(16-33oC), по сравнению с температурой реакционной смеси, отведенной из зоны 32 по трубопроводу 33. Как показано на чертеже, для выполнения редуцирования давления, в результате которого в трубопроводе 40 образуется смешанная фаза, может быть применен регулирующий клапан 39. Как правило, с целью достижения испарения и понижения температуры давление понижают от того, которое поддерживают в реакторе 1, до приблизительно 250-350 фунтов на кв. дюйм (17,5-24,5 кг/см2).
Смесь парообразных и жидких продуктов реакции поступает по трубопроводу 40 в теплообменник 34, где путем косвенного теплообмена смесь нагревается теплом экзотермической реакции в слое 5. Реакционная смесь из зоны 32, из которой отведен избыток тепла, поступает по трубопроводу 35 в зону 36 реактора 1, как описано выше.
В результате косвенного теплообмена в теплообменнике 34 от реакционной смеси из зоны 32 к парожидкостной смеси в трубопроводе 40 передается тепло, необходимое для отделения компонентов С3, например пропилена, от более тяжелых компонентов путем последующей обычной операции дистилляции. При отсутствии описанного редуцирования давления с помощью устройства 39 и сопутствующего понижения температуры соответствующая теплопередача не могла бы иметь место.
Нагретая смесь парообразных и жидких продуктов реакции из теплообменника 34 поступает по трубопроводу 41 в устройства для разделения различных компонентов в соответствии с известными способами.
Реакцию эпоксидирования по настоящему изобретению проводят в соответствии с известными условиями. См., например, патент США 3351635, содержание которого включено в настоящее описание в качестве ссылки.
Как правило, температуры реакции лежат в пределах от 150 до 250oF(65-120oС), обычно от 180 до 225oF(82-107oC), а давления достаточны для сохранения в реакторе 1 жидкой фазы и составляют, например, от 500 до 800 фунтов на кв. дюйм (от 35 до 56 кг/см2).
Как правило, повышение температуры в различных реакционных зонах поддерживают на умеренном уровне, например 10-50oF(5-28oC), с целью достижения высокой селективности реакции. Как правило, целесообразно охлаждать реакционную смесь из каждой зоны приблизительно до температуры потока на входе в реактор с целью достижения изотермических условий реакции.
Применяют известные твердые гетерогенные катализаторы. В этом отношении делается ссылка на описание европейского патента 0323663, патент Велобритании 1249079, патенты США 4367342, 3829392, 3923843 и 4021454, содержание которых включено в настоящее описание в качестве ссылки.
Изобретение применимо, в частности, для эпоксидирования альфа-олефинов, содержащих от 3 до 5 углеродных атомов, гидроперекисью алкиларила.
Нижеследующий пример иллюстрирует особо предпочтительный вариант осуществления изобретения, описанного со ссылкой на прилагаемый чертеж.
Согласно чертежу, исходный пропилен с температурой около 100oF(38oC) и под давлением около 700 фунтов на кв. дюйм (49 кг/см2) подают по трубопроводу 13 с массовой скоростью около 794072 фунтов в час (359715 кг/ч). Продукт окисления этилбензола также при 100oF и 700 фунтов на кв. дюйм (38oС, 49 кг/см2) подают по трубопроводу 12 с массовой скоростью около 560000 фунтов в час (253680 кг/ч). Исходные потоки соединяются в трубопроводе 14.
Исходный поток разделяют, и часть его направляют в теплообменники 11, 21 и 28. Около 473926 фунтов в час (214688 кг/ч) поступает по трубопроводу 15 в теплообменник 11, где он нагревается до приблизительно 195oF(90oC) путем косвенного теплообмена с реакционной смесью из зоны 9 реактора 1.
Около 473926 фунтов в час (214688 кг/ч) поступает по трубопроводу 22 в теплообменник 21, где он нагревается до приблизительно 195oF(90oC) путем косвенного теплообмена с реакционной смесью из зоны 19 реактора 1.
Остальная часть исходного потока в количестве 406221 фунтов в час (184018 кг/ч) поступает по трубопроводу 44 в теплообменник 28, где он нагревается до приблизительно 195oF(90oC) путем косвенного теплообмена с реакционной смесью из зоны 26 реактора 1.
Подогретые исходные потоки вновь объединяют и подают по трубопроводу 7 в зону 8 реактора 1 при температуре 195oF(90oC) и под давлением 570 фунтов на кв. дюйм (40 кг/см2).
Реактор 1 представляет собой вертикальный цилиндрический реактор, имеющий пять раздельных зон, содержащих отдельные слои 2, 3, 4, 5 и 6 твердого гетерогенного катализатора эпоксидирования, приготовленного в соответствии с Примером VII патента Нидерландов 145233.
Исходный жидкий поток вводят в зону 8, где он проходит через слой 2 катализатора, причем происходит экзотермическая реакция гидроперекиси этилбензола с пропиленом с образованием окиси пропилена. Жидкая реакционная смесь проходит через слой 2 в зону 9, откуда смесь с температурой 224,8oF(107,0oC) и под давлением 700 фунтов на кв. дюйм (49 кг/см2) поступает по трубопроводу 10 в теплообменник 11, где путем косвенного теплообмена происходит нагрев части исходного потока, как описано выше.
Реакционная смесь, из которой отведено избыточное тепло реакции в слое 2, с температурой около 197,6oF(92oC) и под давлением 700 фунтов на кв. дюйм (49 кг/см2) поступает по трубопроводу 16 в зону 17 реактора 1. Из зоны 17 реакционная смесь проходит через слой 3 катализатора, где происходит дальнейшая экзотермическая реакция гидроперекиси этилбензола с пропиленом с образованием окиси пропилена. Из слоя 3 катализатора реакционная смесь поступает в зону 19, откуда с температурой 225,3oF(103,4oC) и под давлением 675 фунтов на кв. дюйм (47 кг/см2) по трубопроводу 20 поступает в теплообменник 21. В теплообменнике 21 часть исходного потока подогревается до температуры реакции, как описано выше, путем косвенного теплообмена с реакционной смесью.
Реакционная смесь, из которой отведено избыточное тепло реакции в слое 3, с температурой около 198,2oF(92,3oC) и под давлением 675 фунтов на кв. дюйм (47 кг/см2) поступает по трубопроводу 23 в зону 24 реактора 1. Из зоны 24 реакционная смесь проходит через слой 4 катализатора, где происходит дальнейшая экзотермическая реакция гидроперекиси этилбензола с пропиленом с образованием окиси пропилена. Из слоя 4 катализатора реакционная смесь поступает в зону 26, а затем по трубопроводу 27 поступает с температурой около 222,8oF(106,0oC) и под давлением 650 фунтов на кв. дюйм (45,5 кг/см2) в теплообменник 28. В теплообменнике 28 часть исходного потока подогревается до температуры реакции, как описано выше, путем косвенного теплообмена с реакционной смесью.
Реакционная смесь, из которой отведено избыточное тепло реакции в слое 4, с температурой около 199,6oF(93,1oC) и под давлением 650 фунтов на кв. дюйм (45,5 кг/см2) поступает по трубопроводу 29 в зону 30 реактора 1. Из зоны 30 реакционная смесь проходит через слой 5 катализатора, где происходит дальнейшая экзотермическая реакция гидроперекиси этилбензола с пропиленом с образованием окиси пропилена. Из слоя 5 катализатора реакционная смесь поступает в зону 32, а затем по трубопроводу 33 поступает с температурой около 221,6oF(105,3oС) и под давлением 650 фунтов на кв. дюйм (45,5 кг/см2) в теплообменник 34.
В теплообменнике 34 реакционная смесь из зоны 32 охлаждают путем косвенного теплообмена с конечной реакционной смесью из зоны 37, которая, как будет описано ниже, подвергнута редуцированию давления и частично испарена.
Реакционная смесь, из которой отведено избыточное тепло реакции в слое 5, с температурой около 198,6oF(92,5oC) и под давлением 650 фунтов на кв. дюйм (45,5 кг/см2) поступает по трубопроводу 35 в зону 36 реактора 1. Из зоны 36 реакционная смесь проходит через слой 6 катализатора, где происходит дальнейшая экзотермическая реакция гидроперекиси этилбензола с пропиленом с образованием окиси пропилена. Из слоя 6 катализатора жидкая реакционная смесь поступает в зону 37, а затем ее отводят из реактора 1 по трубопроводу 38 при температуре около 223,9oF(106,6oC) и под давлением 650 фунтов на кв. дюйм (45,5 кг/см2).
Жидкая реакционная смесь по трубопроводу 38 поступает в редукционный клапан 39, где давление снижают с 650 (45,5 кг/см2) до 320 фунтов на кв. дюйм (22,4 кг/см2). Происходит частичное испарение реакционной смеси, и в результате редуцирования давления и частичного испарения температура жидкости и паров понижается приблизительно до 170oF(77oС).
Из редукционного клапана 39 смесь паров и жидкости при температуре около 170oF(77oC) и под давлением 320 фунтов на кв. дюйм (22,4 кг/см2) поступает по трубопроводу 40 в теплообменник 34. Эта смесь содержит около 354669 фунтов в час (160665 кг/ч) паров и около 999402 фунтов в час (452729 кг/ч) жидкости.
В теплообменнике 34 парожидкостную смесь, поступающую по трубопроводу 40, нагревают путем косвенного теплообмена с реакционной смесью из зоны 32; этот теплообмен выполняет двойную функцию, отводя тепло экзотермической реакции в слое 5 катализатора от потока, поступающего в зону 36, и в то же время сообщая реакционной смеси, отводимой по трубопроводу 41, тепло, необходимое для отделения путем одной или нескольких стадий дистилляции легких компонентов, например углеводородов С3, от более тяжелых компонентов реакционной смеси.
Подогретую смесь продуктов с температурой около 180,6oF(82,5oC) и под давлением 320 фунтов на кв. дюйм (22,4 кг/см2) подают по трубопроводу 41 на разделение компонентов общеизвестным способом.
В нижеследующей таблице представлены составы (в массовых процентах) различных технологических потоков. Обозначение " потока" в таблице означает технологический поток в соответствующем трубопроводе или зоне на прилагаемом чертеже.
В этом примере конверсия по гидроперекиси составляет 98%, а селективность превращения пропилена в окись пропилена составляет 99%, что демонстрирует эффективность изобретения. Затраты, связанные с сооружением и эксплуатацией системы, существенно сведены к минимуму.

Claims (4)

1. Способ проведения каталитической жидкофазной экзотермической реакции олефина С3-С5 с гидроперекисью алкиларила, включающий пропускание смеси, содержащей олефин и гидроперекись, при условиях повышенной температуры и давления реакции, через ряд отдельных реакционных зон, каждая из которых содержит слой твердого катализатора эпоксидирования, удаление жидкой реакционной смеси из последней из упомянутых отдельных реакционных зон, редуцирование давления для обеспечения частичного испарения и понижения температуры реакционной смеси, удаленной из последней из отдельных реакционных зон, нагрев частично испаренной смеси путем косвенного теплообмена с реакционной смесью из первой или промежуточной реакционной зоны и нагрев исходной смеси, содержащей олефин и гидроперекись, путем косвенного теплообмена с реакционной смесью из первой или промежуточной реакционной зоны.
2. Способ по п. 1, в котором проводят реакцию пропилена с гидроперекисью этилбензола с образованием окиси пропилена.
3. Способ по п. 1, в котором частично испаренную смесь нагревают путем косвенного теплообмена с реакционной смесью из предпоследней реакционной зоны.
4. Реакционная система для проведения экзотермической реакции олефина с органической гидроперекисью с образованием оксиранового соединения, содержащая реактор, имеющий ряд отдельных зон, содержащих слои твердого катализатора эпоксидирования, устройства для отвода тепла экзотермической реакции путем косвенного теплообмена из реакционной жидкости из каждой отдельной зоны, кроме последней в ряду, устройства для редуцирования давления и частичного испарения реакционной смеси из последней отдельной зоны и устройства для нагрева путем косвенного теплообмена холодного потока на входе в реактор, а также частично испаренной смеси из последней отдельной зоны путем косвенного теплообмена с реакционной смесью из каждой отдельной зоны, кроме последней в ряду.
RU99110935/04A 1996-10-29 1997-10-27 Система и способ каталитического конвертирования RU2181071C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/740,461 US5840933A (en) 1996-10-29 1996-10-29 Catalytic converter system and progress
US08/740,461 1996-10-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99110935A RU99110935A (ru) 2001-05-20
RU2181071C2 true RU2181071C2 (ru) 2002-04-10

Family

ID=24976627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99110935/04A RU2181071C2 (ru) 1996-10-29 1997-10-27 Система и способ каталитического конвертирования

Country Status (12)

Country Link
US (2) US5840933A (ru)
EP (1) EP0938370B1 (ru)
JP (1) JP4121154B2 (ru)
KR (1) KR100469038B1 (ru)
CN (1) CN1106878C (ru)
AU (1) AU4949497A (ru)
BR (1) BR9712395A (ru)
CA (1) CA2268961C (ru)
DE (1) DE69704566T2 (ru)
ES (1) ES2155677T3 (ru)
RU (1) RU2181071C2 (ru)
WO (1) WO1998018547A1 (ru)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5849937A (en) * 1997-12-19 1998-12-15 Arco Chemical Technology, L.P. Epoxidation process using serially connected cascade of fixed bed reactors
JP2001270874A (ja) * 2000-03-24 2001-10-02 Sumitomo Chem Co Ltd プロピレンオキサイドの製造方法
JP2001270879A (ja) 2000-03-24 2001-10-02 Sumitomo Chem Co Ltd オキシラン化合物の製造方法
JP2001270871A (ja) 2000-03-24 2001-10-02 Sumitomo Chem Co Ltd オキシラン化合物の製造方法
DE10020632A1 (de) * 2000-04-27 2001-10-31 Merck Patent Gmbh Verfahren zur Expodierung von Olefinen
US7156977B2 (en) * 2000-11-11 2007-01-02 Haldor Topsoe A/S Hydroprocessing process and method of retrofitting existing hydroprocessing reactors
ATE277918T1 (de) 2001-05-08 2004-10-15 Shell Int Research Verfahren zur herstellung von alkylenoxid (epoxid,oxiran)
US7273941B2 (en) * 2001-12-05 2007-09-25 Dow Global Technologies Inc. Process of preparing an olefin oxide from olefin and organic hydroperoxide
US6562987B1 (en) * 2002-02-28 2003-05-13 Arco Chemical Technology, L.P. Method for highly exothermic epoxidation reactions
US6583300B1 (en) * 2002-10-17 2003-06-24 Arco Chemical Technology, L.P. Epoxidation system with fixed bed reactors
KR101103212B1 (ko) * 2003-09-18 2012-01-05 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 쿠멘의 제조 방법
US20080132717A1 (en) * 2006-12-04 2008-06-05 Bernard Cooker Propylene oxide system
ITMI20070932A1 (it) * 2007-05-08 2008-11-09 Basf Ag Procedimento per la preparazione di un ossido olefinico
EP2534097B1 (en) * 2010-02-13 2015-10-07 McAlister Technologies, LLC Reactor vessels with pressure and heat transfer features for producing hydrogen-based fuels and structural elements, and associated systems and methods
CN105294605A (zh) * 2014-07-24 2016-02-03 中国石油化工股份有限公司 过氧化氢乙苯与丙烯制环氧丙烷的循环方法
CN105294606B (zh) * 2014-07-24 2017-11-17 中国石油化工股份有限公司 过氧化氢乙苯与丙烯制环氧丙烷的反应方法
CN110787739A (zh) * 2018-08-03 2020-02-14 中国石化工程建设有限公司 一种烷基苯过氧化物与低碳烯烃反应生成环氧烷烃的装置和方法
CN114715847B (zh) * 2022-03-22 2023-06-02 中国矿业大学 一种双燃料供给式可变流量重整器及运行方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2271646A (en) * 1939-05-17 1942-02-03 Universal Oil Prod Co Control of contact catalytic reactions
US3351635A (en) * 1966-03-14 1967-11-07 Halcon International Inc Epoxidation process
DE1904078A1 (de) * 1969-01-28 1970-08-13 Basf Ag Verfahren zur Durchfuehrung exothermer Reaktionen
US4367342A (en) * 1969-04-02 1983-01-04 Shell Oil Company Olefin epoxidation
GB1249079A (en) * 1969-04-02 1971-10-06 Shell Int Research A process for epoxidizing olefins with organic hydroperoxides
US3829392A (en) * 1970-10-01 1974-08-13 Shell Oil Co Heterogeneous catalysts for olefin epoxidation
US4021454A (en) * 1971-08-19 1977-05-03 Shell Oil Company Olefin epoxidation
US3792981A (en) * 1971-09-15 1974-02-19 Phillips Petroleum Co Catalytic reactor
US3923843A (en) * 1972-03-13 1975-12-02 Shell Oil Co Epoxidation process with improved heterogeneous catalyst
DE2430769A1 (de) * 1974-06-26 1976-01-15 Linde Ag Verfahren zur durchfuehrung einer stark exothermen chemischen reaktion
US4510123A (en) * 1982-11-26 1985-04-09 C F Braun & Co. Temperature controlled ammonia synthesis process
US4867959A (en) * 1986-11-20 1989-09-19 Santa Fe Braun, Inc. Process for synthesizing ammonia
GB8729555D0 (en) * 1987-12-18 1988-02-03 Shell Int Research Alkylation process
US5081267A (en) * 1989-10-05 1992-01-14 Arco Chemical Technology, Inc. Epoxidation process
CA2137310C (en) * 1993-12-20 2004-02-17 John C. Jubin Jr. Catalytic converter and method for highly exothermic reactions

Also Published As

Publication number Publication date
WO1998018547A1 (en) 1998-05-07
EP0938370B1 (en) 2001-04-11
AU4949497A (en) 1998-05-22
CA2268961A1 (en) 1998-05-07
US6153153A (en) 2000-11-28
DE69704566D1 (de) 2001-05-17
EP0938370A1 (en) 1999-09-01
BR9712395A (pt) 1999-08-31
JP4121154B2 (ja) 2008-07-23
ES2155677T3 (es) 2001-05-16
DE69704566T2 (de) 2002-04-11
JP2001506977A (ja) 2001-05-29
US5840933A (en) 1998-11-24
CN1106878C (zh) 2003-04-30
KR100469038B1 (ko) 2005-01-29
KR20000052927A (ko) 2000-08-25
CA2268961C (en) 2005-07-12
CN1235560A (zh) 1999-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2181071C2 (ru) Система и способ каталитического конвертирования
EP0099701B1 (en) Process and apparatus for converting olefins into gasoline and distillate
US5760253A (en) Catalytic converter and method for highly exothermic reactions
JPH0254808B2 (ru)
CN1004270B (zh) 生产c6+烃类的工艺过程
US6137021A (en) Conversion of an HF alkylation unit
IL173542A (en) Dual pressure catalytic distillation hydrogenation column system for the front end of an ethylene plant
CN1756727B (zh) 制备烷基芳香烃的方法
US20210292257A1 (en) Ethane recovery process and alkylation process with ethane recovery
JPS62190132A (ja) 改良された脱水素環化二量化法
JP5425630B2 (ja) メタノールからオレフィンへの統合処理
WO2013043606A1 (en) Dividing wall column for alpha-methylstyrene and cumene distillation
US4709111A (en) Oligomerization process with integrated heat utilization
US6100435A (en) Use of catalytic distillation to produce cyclopentane or cyclopentene
US5491275A (en) Process for the dehydrogenation of paraffinic hydrocarbons
CN104039740A (zh) 生产轻烯烃的方法
US4217461A (en) Olefinic hydrocarbon isomerization process
JPS58110524A (ja) 軽質オレフイン系炭化水素の異性化方法
MXPA99006918A (en) Catalytic converter and method for highly exothermic reactions
JPS6261931A (ja) 塔頂コンデンサ−を使用した混合相炭化水素添加法