RU2205818C1 - Method for preparing isopropanol - Google Patents
Method for preparing isopropanol Download PDFInfo
- Publication number
- RU2205818C1 RU2205818C1 RU2002111264A RU2002111264A RU2205818C1 RU 2205818 C1 RU2205818 C1 RU 2205818C1 RU 2002111264 A RU2002111264 A RU 2002111264A RU 2002111264 A RU2002111264 A RU 2002111264A RU 2205818 C1 RU2205818 C1 RU 2205818C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zone
- acetone
- liquid
- reactor
- carried out
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к органической химии, к области получения алифатических соединений, имеющих гидроксильную группу, восстановлением кислородсодержащей функциональной группы водородом, а именно к способам получения изопропанола гидрированием ацетона. The invention relates to organic chemistry, to the field of producing aliphatic compounds having a hydroxyl group, by reduction of an oxygen-containing functional group with hydrogen, and in particular to methods for producing isopropanol by hydrogenation of acetone.
Изопропанол (изопропиловый спирт) используется как растворитель, а также в качестве исходного сырья в производстве катализаторов, химикатов для сельского хозяйства, лекарственных препаратов, изопропилацетата. Isopropanol (isopropyl alcohol) is used as a solvent, and also as a starting material in the production of catalysts, chemicals for agriculture, pharmaceuticals, isopropyl acetate.
Известны два основных направления промышленного синтеза изопропанола: гидратацией пропилена [патент РФ 2158725, кл. С 07 С 29/04, оп. 20.11.2000 г.] и гидрированием ацетона [Kirk-Othmer, 3-ed, vol 19, р. 198-215]. Two main areas of industrial synthesis of isopropanol are known: hydration of propylene [RF patent 2158725, cl. C 07 C 29/04, op. November 20, 2000] and the hydrogenation of acetone [Kirk-Othmer, 3-ed, vol 19, p. 198-215].
Применение того или иного способа в основном определяется наличием сырья и стоимости пропилена и ацетона. The application of a particular method is mainly determined by the availability of raw materials and the cost of propylene and acetone.
В промышленности применяется газофазная и жидкофазная технологии получения изопропанола гидрированием ацетона на стационарном катализаторе. К газофазной технологии относится способ [авт.св. СССР 1051055, кл. С 07 С 31/10, оп. 30.10.1983]. In industry, gas-phase and liquid-phase technologies for producing isopropanol by hydrogenation of acetone on a stationary catalyst are used. To gas-phase technology relates to a method [ed. St. USSR 1051055, class S 07 S 31/10, op. 10/30/1983].
Жидкофазные процессы гидрирования по сравнению с газофазными более производительны и селективны. Liquid-phase hydrogenation processes are more productive and selective compared to gas-phase ones.
Известен способ жидкофазного гидрирования ацетона [патент США 5081321, кл. С 07 С 029/145; С 07 С 031/10 on. 14.01.1990, ЕР 379323, кл. С 07 С 29/145, on. 25.07.1990] . Способ заключается в каталитическом гидрировании жидкофазного ацетона газообразным водородом в реакторе, содержащем гетерогенный катализатор. Реагенты подаются в верхнюю часть реактора сопутствующим газожидкостным потоком. A known method of liquid-phase hydrogenation of acetone [US patent 5081321, class. C 07 C 029/145; C 07 C 031/10 on. 01/14/1990, EP 379323, class S 07 S 29/145, on. 07/25/1990]. The method consists in the catalytic hydrogenation of liquid-phase acetone with hydrogen gas in a reactor containing a heterogeneous catalyst. Reagents are fed into the upper part of the reactor by a concomitant gas-liquid stream.
Взаимодействие проходит в диапазоне от температуры окружающей среды до 200oС. В промышленном варианте температура составляет от 35 до 150oС. Более высокая температура способствует разложению ацетона, что приводит к снижению выхода целевого продукта. Давление может быть от атмосферного до 80 кг/см2, предпочтительно от 2 до 50 кг/см2. Соотношение газообразного водорода и ацетона на вводе соответствует 1-10:1, лучше 1,2-5 моль водорода на 1 моль ацетона.The interaction takes place in the range from ambient temperature to 200 o C. In an industrial embodiment, the temperature is from 35 to 150 o C. A higher temperature promotes the decomposition of acetone, which leads to a decrease in the yield of the target product. The pressure may be from atmospheric to 80 kg / cm 2 , preferably from 2 to 50 kg / cm 2 . The ratio of gaseous hydrogen and acetone at the input corresponds to 1-10: 1, preferably 1.2-5 mol of hydrogen per 1 mol of acetone.
Известен [заявка Японии 3133941, кл. С 07 С 31/10, on. 07.06.1991] способ получения изопропанола и аппарат для его осуществления, согласно которому исходная смесь, содержащая ацетон, подается в верхнюю часть реактора, заполненного катализатором, куда также вводится водород. Проходя через слой катализатора (например, никель Ренея), эти вещества взаимодействуют, образуя целевой продукт - изопропанол. Реакционная смесь выводится из нижней части реактора и вводится в сепаратор. Часть отделенной жидкости рециркулируется, при этом соотношение рециркулируемого продукта к подаваемому на синтез 1: 1-1:30. Остальная часть, пройдя через дегазатор и фильтр, выводится. Газообразные продукты, отделенные в сепараторе, охлаждаются в теплообменнике и частично рециклизуются или выводятся. Known [application of Japan 3133941, cl. S 07 S 31/10, on. 06/07/1991] a method for producing isopropanol and an apparatus for its implementation, according to which the initial mixture containing acetone is fed into the upper part of the reactor filled with catalyst, where hydrogen is also introduced. Passing through a catalyst bed (for example, Raney nickel), these substances interact to form the target product - isopropanol. The reaction mixture is discharged from the bottom of the reactor and introduced into the separator. Part of the separated liquid is recycled, while the ratio of the recirculated product to the supplied to the synthesis is 1: 1-1: 30. The rest, passing through the degasser and filter, is output. The gaseous products separated in the separator are cooled in a heat exchanger and partially recycled or removed.
Наиболее близким аналогом является способ получения изопропанола жидкофазным гидрированием ацетона [патент ЕР 1070698, кл. С 07 С 29/145, on. 24.01.01; патент ФРГ 19933691, кл. С 07 С 29/145, оп. 18.01.2001 г.]. The closest analogue is a method for producing isopropanol by liquid-phase hydrogenation of acetone [patent EP 1070698, cl. S 07 S 29/145, on. 01/24/01; German patent 19933691, class S 07 S 29/145, op. January 18, 2001].
По этому способу гидрирование проводится в двух реакторах, заполненных катализатором, содержащим никель. Температура взаимодействия от 60 до 140oС, давление от 10 до 50 бар, соотношение водород:ацетон по крайней мере от 1,5: 1 до 1:1. В оба реактора реагенты вводятся попутным потоком сверху, на слой катализатора. Первый реактор работает с рециклом жидкой реакционной смеси; второй - без рецикла. Тепловой режим реакторов - адиабатический.In this method, hydrogenation is carried out in two reactors filled with a catalyst containing nickel. The reaction temperature is from 60 to 140 o C, the pressure is from 10 to 50 bar, the ratio of hydrogen: acetone is at least from 1.5: 1 to 1: 1. In both reactors, the reactants are introduced in a passing stream from above, onto the catalyst bed. The first reactor operates with a recycle of the liquid reaction mixture; the second - without recycling. The thermal conditions of the reactors are adiabatic.
Задача предлагаемого изобретения - повышение производительности процесса при сохранении его высокой селективности. The objective of the invention is to increase the productivity of the process while maintaining its high selectivity.
Сущность изобретения состоит в том, что изопропанол получают жидкофазным гидрированием ацетона, которое проводится при температуре 50-130oC и давлении 1,0-2,0 МПа, в двух реакционных зонах (реакторах), заполненных катализатором, в пленочном режиме. Первая зона (реактор) работает с рециклом жидкой реакционной смеси, вторая - без рецикла. Водород последовательно подается в первую зону (или в первый реактор) под слой катализатора в противотоке с жидкой фазой, а затем во вторую зону (второй реактор) - попутным потоком с жидкостью сверху вниз. Тепловой режим в обоих реакторах адиабатический. Тепло химической реакции в первом реакторе отводится в теплообменнике, установленном на линии рецикла. В первой зоне (реакторе) достигается степень превращения ацетона 75-85%, после второй зоны степень превращения ацетона может составлять 99% и более.The essence of the invention lies in the fact that isopropanol is obtained by liquid-phase hydrogenation of acetone, which is carried out at a temperature of 50-130 o C and a pressure of 1.0-2.0 MPa, in two reaction zones (reactors) filled with a catalyst in a film mode. The first zone (reactor) operates with the recycling of the liquid reaction mixture, the second without recycling. Hydrogen is sequentially supplied to the first zone (or to the first reactor) under the catalyst bed in countercurrent with the liquid phase, and then to the second zone (second reactor) - in a downstream flow with liquid from top to bottom. The thermal conditions in both reactors are adiabatic. The heat of the chemical reaction in the first reactor is removed in a heat exchanger mounted on the recycle line. In the first zone (reactor), the degree of conversion of acetone is 75-85%, after the second zone, the degree of conversion of acetone can be 99% or more.
Процесс гидрирования по предлагаемому способу осуществляется в реакторном узле, включающем 2 реактора, однако конструктивно он может проводиться и в одном реакторе, разделенном на две реакционные зоны. Первая зона, так же как и первый реактор, должна иметь циркуляционный контур и работать в режиме противотока жидкость-газ, а вторая зона - без рецикла реакционной смеси, с попутным прохождением реагентов. The hydrogenation process according to the proposed method is carried out in a reactor unit, including 2 reactors, however, it can be structurally carried out in one reactor, divided into two reaction zones. The first zone, like the first reactor, must have a circulation circuit and operate in a liquid-gas countercurrent mode, and the second zone - without recycle of the reaction mixture, with passing reactants.
Предлагаемый способ подачи водорода, как показали сравнительные опыты, оказался эффективнее: при одинаковой контактной нагрузке на катализатор конверсия ацетона в первом реакторе и, соответственно, во всем реакторном узле оказалась выше, чем в прямоточной схеме. The proposed method for supplying hydrogen, as shown by comparative experiments, turned out to be more efficient: with the same contact load on the catalyst, the conversion of acetone in the first reactor and, accordingly, in the entire reactor unit was higher than in the direct-flow circuit.
Проведенные нами исследования позволили найти объяснение этому эффекту. Our studies have allowed us to find an explanation for this effect.
При работе по противоточной схеме свежий водород, вступая в контакт с нагретой до Твых жидкой реакционной смесью, насыщается до равновесия ее парами. Температура жидкой реакционной смеси при этом снижается в соответствии с отдачей теплоты испарения. По мере расходования водорода на химическую реакцию пары реакционной смеси по высоте слоя катализатора конденсируются, повышая при этом температуру жидкой фазы. В результате гидрирование в противоточном реакторе (или зоне) проходит при большем уровне температуры, чем в прямоточном реакторе.When working in a countercurrent scheme, fresh hydrogen, coming into contact with a liquid reaction mixture heated to T o , is saturated to its equilibrium by vapors. The temperature of the liquid reaction mixture decreases in accordance with the return of the heat of evaporation. As hydrogen is consumed in a chemical reaction, the vapors of the reaction mixture condense along the height of the catalyst bed, increasing the temperature of the liquid phase. As a result, hydrogenation in a countercurrent reactor (or zone) takes place at a higher temperature level than in a once-through reactor.
Противоток положительно влияет на ход процесса также в силу того, что вместе с парами изопропанола от выхода реактора в сторону входа переносятся пары непрореагировавшего ацетона, что снижает его концентрацию в реакционной смеси, поступающей на вход второго реактора, увеличивая этим общую степень превращения ацетона в реакторном узле. The counterflow also has a positive effect on the process due to the fact that, together with isopropanol vapors, unreacted acetone vapors are transferred from the reactor outlet to the inlet side, which reduces its concentration in the reaction mixture entering the second reactor inlet, thereby increasing the total degree of acetone conversion in the reactor unit .
Количественная оценка влияния противотока была проведена на установке (чертеж), включающей реактор 1 с циркуляцией реакционной смеси диаметром 50 мм, высотой 1,8 м, заполненный 3,5 л катализатора, и реактор 2, не имеющий циркуляционного контура, диаметром 50 мм и высотой 0,8 м с 1,4 л катализатора. Водород в реактор 1 подается противотоком, во второй - прямотоком. A quantitative assessment of the effect of the counterflow was carried out at the installation (drawing), which included
Приводимые ниже в таблице примеры иллюстрируют эффективность предлагаемого изобретения. Во всех примерах температура на входе в каждый реактор была равна 50oС, кратность циркуляции K=Q рец/Qисх составляла 4,3-4,6, адиабатический разогрев в обоих реакторах был равен 80oС.The following examples in the table illustrate the effectiveness of the invention. In all examples, the temperature at the inlet to each reactor was equal to 50 o C, the circulation ratio K = Q rec / Q max was 4.3-4.6, the adiabatic heating in both reactors was 80 o C.
Гидрирование проводилось при давлении 10 и 20 МПа, на двух типах катализаторов - никеле Ренея и никель-хромовом. Размеры гранул катализатора Ni-Ренея - 4-5 мм, таблетки Ni-Cr катализатора d=5 мм, L=4 мм. Hydrogenation was carried out at pressures of 10 and 20 MPa, on two types of catalysts - Raney nickel and nickel-chromium. The size of the granules of the Ni-Raney catalyst is 4-5 mm, the tablets of the Ni-Cr catalyst d = 5 mm, L = 4 mm.
Во всех примерах таблицы селективность гидрирования ацетона составляла 100% (концентрация побочных продуктов определялась с точностью до 50 ppm). In all examples of the table, the selectivity of acetone hydrogenation was 100% (the concentration of by-products was determined with an accuracy of 50 ppm).
Таким образом, основным отличительным признаком данного изобретения от способа по прототипу является проведение процесса с подачей газовой и жидкой фаз, включающих часть рециркулируемой реакционной смеси, в первый реактор противотоком, а во второй - прямотоком, проведение процесса при температуре 50-130oС и давлении 1-2 МПа.Thus, the main distinguishing feature of the present invention from the prototype method is the process with the supply of gas and liquid phases, including part of the recycled reaction mixture, into the first reactor in countercurrent flow, and in the second - in direct flow, carrying out the process at a temperature of 50-130 o C and pressure 1-2 MPa.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002111264A RU2205818C1 (en) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | Method for preparing isopropanol |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002111264A RU2205818C1 (en) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | Method for preparing isopropanol |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2205818C1 true RU2205818C1 (en) | 2003-06-10 |
Family
ID=29211862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002111264A RU2205818C1 (en) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | Method for preparing isopropanol |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2205818C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2472766C2 (en) * | 2007-10-04 | 2013-01-20 | Инеос Фенол Гмбх Унд Ко. Кг | Method to produce isopropanol by liquid-phase hydrogenation |
-
2002
- 2002-04-26 RU RU2002111264A patent/RU2205818C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2472766C2 (en) * | 2007-10-04 | 2013-01-20 | Инеос Фенол Гмбх Унд Ко. Кг | Method to produce isopropanol by liquid-phase hydrogenation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101385909B1 (en) | Process for the production of isocyanates | |
US6028215A (en) | Process for preparing esters of carboxylic acids | |
CN101774912B (en) | Technology for producing acetic ester | |
JPS6399039A (en) | Manufacture of maleic acid dialkyl | |
US5543548A (en) | Process for the preparation of dimethyl carbonate | |
US8410323B2 (en) | Process for downstream recovery of nitroalkane using dividing wall column | |
EP2890670B1 (en) | Process for vinyl acetate production having sidecar reactor for predehydrating column | |
KR20080056659A (en) | Process for the preparation of toluene-diisocyanate | |
JPH0235728B2 (en) | ||
US7041199B1 (en) | Process and device for hydrolytically obtaining a carboxylic acid alcohol from the corresponding carboxylate | |
RU2391331C2 (en) | Method of obtaining monochloracetic acid | |
RU2205818C1 (en) | Method for preparing isopropanol | |
US20070066855A1 (en) | Process for the production of dimethyl ether and the co-production of H2O | |
US10550052B2 (en) | Method for separating and purifying isobutylene and method for producing isobutylene | |
US7135597B2 (en) | Process for the preparation of monochloroacetic acid | |
US4207263A (en) | Manufacture of secondary amines by alkylating ammonia with alcohols | |
EP0655432B1 (en) | Process for continuously producing dimethyl carbonate | |
US20020183549A1 (en) | Method and apparatus of methyl acetate hydrolysis | |
EP0717022A2 (en) | Process for producing isopropyl alcohol by hydrating propylene | |
US6620965B1 (en) | Process for vinyl acetate | |
US4251460A (en) | Process for production of dimethylformamide | |
EP0012376B1 (en) | Process for producing tetrahydrofuran and 1,4-butanediol | |
CN115920788A (en) | Amination reaction system | |
RU2089536C1 (en) | Method of preparing tert-butanol | |
US8455676B2 (en) | Process for preparing carboxylic esters by reactive distillation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
HE4A | Notice of change of address of a patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner |