SK1994A3 - High productivity process for production of maleic anhydride - Google Patents
High productivity process for production of maleic anhydride Download PDFInfo
- Publication number
- SK1994A3 SK1994A3 SK19-94A SK1994A SK1994A3 SK 1994 A3 SK1994 A3 SK 1994A3 SK 1994 A SK1994 A SK 1994A SK 1994 A3 SK1994 A3 SK 1994A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- catalyst
- bed
- gas
- temperature
- activity
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 94
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 62
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 52
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 408
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 234
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 153
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 129
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 101
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 100
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 96
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 11
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 10
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims abstract 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 62
- 239000001273 butane Substances 0.000 claims description 42
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 31
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 21
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 18
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 17
- -1 phosphorus compound Chemical class 0.000 claims description 16
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 8
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N but-2-ene Chemical compound CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims description 3
- XNMQEEKYCVKGBD-UHFFFAOYSA-N dimethylacetylene Natural products CC#CC XNMQEEKYCVKGBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims 3
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 claims 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 23
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 20
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 17
- 150000002903 organophosphorus compounds Chemical class 0.000 abstract description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 abstract 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 65
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 23
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 18
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 18
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 18
- WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N trimethyl phosphate Chemical compound COP(=O)(OC)OC WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 16
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 16
- 239000003570 air Substances 0.000 description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 description 10
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 9
- 229940035429 isobutyl alcohol Drugs 0.000 description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 7
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 7
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 2
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 2
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000002815 homogeneous catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N phosphoryl Chemical class [P]=O LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000007420 reactivation Effects 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N trifluralin Chemical compound CCCN(CCC)C1=C([N+]([O-])=O)C=C(C(F)(F)F)C=C1[N+]([O-])=O ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N uranium Chemical compound [U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U] DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- BHMLFPOTZYRDKA-IRXDYDNUSA-N (2s)-2-[(s)-(2-iodophenoxy)-phenylmethyl]morpholine Chemical compound IC1=CC=CC=C1O[C@@H](C=1C=CC=CC=1)[C@H]1OCCNC1 BHMLFPOTZYRDKA-IRXDYDNUSA-N 0.000 description 1
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000037237 body shape Effects 0.000 description 1
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012907 honey Nutrition 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000008450 motivation Effects 0.000 description 1
- 238000003541 multi-stage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000012258 stirred mixture Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OCC DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYTQBVOFDCPGCX-UHFFFAOYSA-N trimethyl phosphite Chemical compound COP(OC)OC CYTQBVOFDCPGCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
- C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
- C07C51/215—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of saturated hydrocarbyl groups
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- 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
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
- B01J27/186—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J27/195—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with vanadium, niobium or tantalum
- B01J27/198—Vanadium
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/34—Mechanical properties
- B01J35/37—Crush or impact strength
-
- 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
- B01J8/06—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 in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
-
- 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
- B01J8/06—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 in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
- B01J8/067—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
- B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
-
- 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
- B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
- B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
- B01J2208/00044—Temperature measurement
-
- 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
- B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
- B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
- B01J2208/0007—Pressure measurement
-
- 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
- B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
- B01J2208/00212—Plates; Jackets; Cylinders
-
- 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
- B01J2208/00539—Pressure
-
- 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
- B01J2208/00548—Flow
-
- 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
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/55—Cylinders or rings
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Furan Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
Oblasť.......techniky
Vynález sa týka oblasti katalytickej oxidácie uhľovodíkov produkujúcej oxidované uhľovodíky a najmä zlepšeného spôsobu výroby maleínanhydridu a iných oxidovaných uhľovodíkov so zvýšenou produktivitou.
Doterajší stav technik y
Maleínanhydrid sa spravidla vyrába prechodom plynu obsahujúceho n-bután a kyslík cez pevné lôžko katalyzátora v rúrkovom reaktore s piestovým tokom, obsahujúce katalyzátor, ktorý sa skladá zo zmesných oxidov vanádu a fosforu. Katalyzátor môže obsahovať menšie množstvo promótorov alebo aktivátorov, ako sú železo, lítium, zinok, chróm, urán, volfrám, rôzne iné kovy, bór a/alebo kremík. Možno použiť tiež iné nearomatické uhľovodíkové materiály, ktoré majú aspoň štyri atómy uhlíka v lineárnom reťazci, ako je napríklad 1-butén, 2-butén, 1,3-butadién a ich zmesi. Uhľovodíkové materiály reagujú s kyslíkom za vzniku maleínanhydridu a rôznych vedľajších produktov vrátane oxidu uhoľnatého a uhličitého.
Oxidácia n-butánu alebo iných vyššie uvedených materiálov je vysoko exotermická. Konverzia n-butánu na maleínanhydrid uvoľňuje asi 1465 kJ na mol. Konverzia na oxid uhličitý, ktorá je ekvivalentná spaľovaniu n-butánu, uvoľňuje asi 2721 kJ na mol. Je teda nevyhnutné počas reakcie odviesť podstatné množstvo tepla. Obyčajne sa používa rúrkový výmenník tepla s plášťom ako reaktor s katalyzátorom naplneným v rúrkach, ktorými prechádzajú reagujúce plyny.
Chladiaca kvapalina, typicky roztavená soľ, obteká rúrky z vonkajšej strany.
Pretože pomer dĺžky rúrok k ich priemeru je veľký, reakčná sústava sa približuje piestovému toku. Chladiaca kapacita je vo vnútri reaktora v podstate rovnomerná, ale reakčná rýchlosť sa široko mení s koncentráciou a teplotou, katalytické rýchlosť v nízka napriek tomu,
Pretože lôžko reagujúce plyny pri relatívne oblasti bezprostredne že koncentrácia reagujúceho uhľovodíka sa normálne privádzajú na nízkej teplote, reakčná susediacej s prívodom je reagujúceho uhľovodíka je maximálna. Akonáhle sa počiatočnej reakcie, teplo ako funkcia vzdialenosti plynu tepla na jednotku pozdĺž dĺžky reaktorovej ktorom spotrebovanie uhľovodíka spôsobí, v tom mieste v dôsledku ktorá rastie vyžaduje zvyšovanie teploty aby sa účinnosť chladenia na rýchlosti uvoľňovania so vzdialenosťou dosiahne bod, v uvoľňovanie reakčného tepla reaktora pracoval pri nižšom miesto maximálnej teploty, horúce miesto reaktora, kontrolou, horúce miesto katalytického lôžka a sa od tohto bodu po prúde teplota plynu zvýši sa vytvára rýchlosťou, v smere toku plynu, čo ako funkcie vzdialenosti, jednotku dĺžky rúrky vyrovnala dĺžky rúrky. Teplota rúrky stúpa, až že sa spomalí, čo umožní, aby zvyšok teplotnom rozdiele. Tu sa objaví ktoré sa zvyčajne označuje ako Pokiaľ je reaktor pod správnou vyskytuje v strednej oblasti k výstupu plynu teplota spravidla klesá.
Pri prevádzkovaní reaktora sa objavia problémy, ak teplota horúceho miesta príliš vzrastie. Zvlášť vážne problémy môžu vzniknúť, ak sa horúce miesto šíri alebo posúva ku koncu reakčnej zóny. Soľná chladiaca kvapalina sa typicky udržuje pri teplote od asi 380 C do asi 460 eC. Pokiaľ teplota plynu prekročí asi 500 “C, alebo rozdiel medzi teplotou plynu a teplotou soľnej chladiacej kvapaliny by bol podstatne väčší než je asi 80 ’C, katalyzátor degraduje zvýšenou rýchlosťou v dôsledku sintrovania a iných javov, čo znižuje produktivitu zariadenia a niekedy aj selektivitu katalyzátora. Pretože konštanta reakčnej rýchlosti sa s teplotou exponenciálne zvyšuje, reakcia sa okrem toho môže vymknúť spod kontroly, ak by teplota plynu bola podstatne vyššia o viac než 80 ’C než teplota chladiacej kvapaliny. Naviac vyššie teploty uľahčujú úplnú oxidáciu uhľovodíka na oxid uhličitý a vodu. Nielenže to znižuje výťažok žiadaného produktu a produktivitu, ale vyššie reakčné teplo uvoľnené pri konverzii na oxid uhličitý spôsobí, že problém sa ďalej zväčšuje ďalším zvýšením teploty.
Nadbytočná dezaktivácia katalyzátora teplotnou degradáciou môže spôsobiť posunutie horúceho miesta ku koncu reakčnej zóny. V tom prípade sa stáva nevyhnutným zníženie koncentrácie uhľovodíka alebo objemovej rýchlosti. Inak by vychádzajúci plyn mohol obsahovať dostatok nezreagovaného uhľovodíka na to, aby vzniklo reakcie v nasledujúcom uhľovodíka alebo objemovej produktivity.
Z týchto dôvodov je smere navrhnúť a nebezpečenstvo nekontrolovanej zariadení. Zníženie koncentrácie rýchlosti vedie priamo k strate reaktorové regulovala takzvaného teda vrcholnou prioritou prevádzkovať sústavy katalytickej tak veľkosť, ako aj horúceho miesta reakcie.
maleínanhydridové oxidácie tak, teplotného sa taktiež zameralo poloha Úsilie v tomto a iné aby sa maxima na rozvoj sústav, v ktorých najrovnomernejší, čo dovoľuje je teplotný prevádzku pri vyššej priemernej profil reaktora čo teplote v záujme vyššej produktivity.
Boli navrhnuté katalytické lôžka, ktoré majú stupňovanú aktivitu v smere toku plynu tak, aby sa splnili rôzne požiadavky. Také katalytické sústavy spravidla zahrnujú oblasť relatívne nízkej aktivity, kde sa nachádza takzvané horúce miesto reaktora, aby sa minimalizovalo teplotné maximum tohto horúceho miesta. Tento postup slúži na mnohé účely. Po prvé pomáha chrániť sústavu pred nekontrolovateľnými reakciami, ku ktorým môže dôjsť, ak sú teplotné maximá horúceho miesta príliš vysoké. Ak je aktivita katalyzátora v tejto oblasti relatívne nízka, výsledné tlmenie reakčnej rýchlosti zabraňuje, aby teplota vystúpila tak vysoko, ako by ináč vo všeobecnosti vystúpila. Naviac pri danej teplote je reakčná rýchlosť relatívne nízka, takže sa zabráni jej samovoľnému zrýchleniu do nebezpečných podmienok. Riadenie teplotného maxima zvýhodňuje preferované reakcie oproti postranným reakciám s vysokými aktivačnými energiami, pri ktorých vznikajú oxid uhoľnatý a uhličitý. Taktiež sa minimalizuje rýchlosť degradácie katalyzátora, ktorá sa zvyšuje s teplotou. Naviac to dovoľuje prevádzku pri vyšších než konvenčných teplotách po prúde a najmä proti prúdu od horúceho miesta bez toho, aby sa riskovali nekontrolovateľné reakcie, čím sa zabezpečuje vyššia celková účinnosť rozptylu tepla, čo sa rovná vyššej špecifickej produktivite.
Palmer a i., US patent 4 342 699, opisujú spôsob výroby maleínanhydridu pomocou pevného lôžka katalyzátora, ktoré je odstupňované tak, že sa reaktivita zvyšuje aspoň v časti dĺžky účinnej reakčnej zóny od minimálnej aktivity najbližšie k vstupnému koncu reakčnej zóny k maximálnej aktivite najbližšie k výstupnému koncu. Maleínanhydri d sa odstraňuje z výstupného plynu reaktora a nezreagovaný n-bután sa recykluje do nástreku po čistení a odstránení inertov. Zloženie nástrekového plynu je na krivke zápalnosti na strane bohatej na uhľovodík. Tvrdí sa, že kombinácia nástreku bohatého na n-bután a odstupňovaného katalyzátora vedie k zlepšeniu produktivity maleinanhydridu v porovnaní so spôsobmi, ktoré nevyužívajú túto kombináciu. Palmer a i. dávajú prednosť tomu, aby celá účinná dĺžka reakčnej zóny bola odstupňovaná od minimálnej aktivity pri vstupnom konci reakčnej zóny po maximálnu aktivitu v blízkosti výstupného konca, ale uvažujú tiež o odstupňovaní len časti účinnej dĺžky takýmto spôsobom so zabezpečením zóny vysokej alebo strednej aktivity pri vstupnom konci, aby sa tak získala predhrievacia zóna. Palmer a i. popisujú odstupňovanie aktivity katalyzátora zriedovaním inertnými časticami, ktoré majú rozmer a tvar aspoň zhruba podobný peletám katalyzátora. Zmieňujú sa o rade cfalších spôsobov na dosiahnutie požadovaného gradientu aktivity. Jeden používa katalyzátor s nosičom, v ktorom podiel nosiča klesá a úmerne tomu podiel aktívneho katalyzátora rastie od zóny minimálnej reaktivity k zóne maximálnej reaktivity. V inom sa plní nosič Katalyzátorom len čiastočne. V treťom sa používajú rôzne katalyzátory alebo rôzne zmesi rôznych katalyzátorov v jednotlivých zónach reaktivity.
Mummey, US patent č. 4 855 459, opisuje zlepšený proces katalytickej oxidácie C4 uhľovodíkov na maleínanhydrid za podmienok dostatočných na zaistenie aspoň 70% konverzie jedným prechodom uhľovodíkového nástreku. Katalyzátor sa riedi inertným tuhým materiálom, ktorý účinne stabilizuje výťažok maleinanhydridu, takže priemerný pokles výťažku je menší než 0,30% stanoveného výťažku maleinanhydridu za mesiac počas dlhého obdobia trvalej prevádzky. Alternatívne sa používa katalyzátor s nosičom a podiel aktívneho katalyzátora v nosiči rastie od maximálneho k minimálnemu zriedeniu. Pri spôsobe podľa tohto patentu nie sú vhodné konfigurácie zriedenej katalyzátor ovej náplne príliš kritické a menia sa v závislosti od celkovej dĺžky lôžka katalyzátora, rýchlosti produkcie, aktívneho katalyzátora, reakčných ooc.mienok
Neobmedzujúce príklady je lôžko zriedeného tak. že zriedenie klesá zloženia a podobne.
v ktorej zriedením zahrnujú (a) konfigu'áciu.
katalyzátora odstupňované aspoň v časti dĺžky lôžka katalyzátora od maximálneho zriedenia v blízkosti vstupného k minimálnemu zriedeniu najbližšie k výstupnému koncu časť lôžka katalyzátora, koncu, má minimálne konca konfiguráciu, v ktorej prvá počínajúc od zriedenie a maximálneho vstupného konca zvyšok lôžka zriedenia v k výstupnému katalyzátora blízkosti k minimálnemu je odstupňovaný od vstupného zriedeniu najbližšie k výstupnému koncu. V tomto prípade je zóna počiatočného minimálneho zriedenia relatívne konca krátka a môže slúžiť ako predhrievacia zóna pre prúd vstupného plynu. Zriedenie lôžka katalyzátora je odstupňované tak, že k minimálnemu zriedeniu dochádza v oblasti reakčnej zóny, ktorá sa prestiera na viac ako počiatočných 50% dĺžky lôžka katalyzátora, v ktorej sa nachádza najteplejšie miesto reakčnej zóny.
Smith a Carberry: Použitie čiastočne impregnovaných katalyzátorov na zvýšenie výťažku v neizotermických neadiabatických reaktoroch s pevným lôžkom, The Canadian Journal of Chemical Enaineering 53 . str. 347-349 ( 1975 ), vysvetľujú použitie peliet katalyzátora, ktoré sú čiastočne impregnované aktívnym katalyzátorom, pri oxidácii naftalénu na ftalanhydrid. Článok uvádza výsledky zmien tak podielu povrchu peliet obsadeného naneseným katalyzátorom, ako aj celkového množstva naneseného katalyzátora. Zistilo sa, že čiastočná \
impregnácia zlepšuje výťažok. V porovnaní s čiastočne impregnovaným katalyzátorom úplne impregnovaný katalyzátor vyžaduje relatívne malé častice katalyzátora, vyšší pokles tlaku a v dôsledku toho vyšší tlak vstupného plynu. Tento odkaz sa zmieňuje o použití rôznych katalyzátorov v zónach lôžka, kde prebiehajú rôzne kroky mnohostupňovej reakcie, ale neopisuje odstupňovanie impregnácie katalyzátora alebo rozmeru peliet v smere dĺžky reaktora.
Buchanan a Sundaresan: Optimálne rozdelenie a zriedenie katalyzátora v neizotermických reaktoroch s pevným lôžkom.
G h e m . E n g . C om m . 5 2. s t r* . 3 3 — 5 i (1987). p r e d κ 1 e d a · ·} r? c d m í e n k v optimálneho plnenie u P vo j r e-z mer n eh o modelu reaktora a aplikujú ich na zriedenie katalyzátora v reaktore na oxidáciu butánu. Článok uvádza zriedenie katalyzátora inertami ako dôležitý zvláštny prípad nehomogénnej katalyzátorovej náplne a poznamenáva, že za istých okolností chemicky nehomogénna katalyzátorová náplň môže byť výhodnejšia než jednoduché fyzikálne riedenie inertami. Pri diskusii istých ďalších odkazov, ktoré popisujú chemicky nehomogénny katalyzátor, Buchanan a i. sa domnievajú, že motivácia pre jeho použitie môže čiastočne závisieť od výhodnosti spôsobov prípravy rôznych katalyzátorov alebo od zváženia životnosti katalyzátora. Poznamenávajú, že u vanádového katalyzátora, použitého na oxidáciu C4, môže vyšší obsah fosforu v okolí horúceho miesta pomáhať stabilizovať katalyzátor proti dezaktivácii. Ďalej zistili, že jedna možnosť chemickej obmeny vzniká, ked existuje inverzný vzťah medzi aktivitou a selektivitou. Pri oxidácii tak butánu, ako aj buténu, pri zväčšovaní obsahu fosforu v katalyzátore celková aktivita klesá, ale selekti vitá na maleínanhydrid rastie. Buchanan a i. uvádzajú údaje katalyzátora na
US ukazujúce účinok výťažok požadovaného patent číslo zlúčeniny vanádu a oxidu
474 na rôznych schém produktu.
041, opisuje reaktiváciu fosforu na oxidáciu zriedenia pridanie zmesného butánu na zavádzanie
Ker r , organofosforovej katalyzátora maleínanhydrid. Sú opísané organofosforovej zlúčeniny zavedenia zlúčeniny fosforu obsahujúceho bután á kyslík.
rôzne prostriedky na do lôžka katalyzátora, vrátane do nástrekového plynu reaktora, Hovorí sa, že najlepšie výsledky sa dosiahnu pridaním organofosforovej zlúčeniny po prerušení prúdu uhľovodíka a prefukovaním reaktivovaného katalyzátora vzduchom pred novým zavádzaním uhľovodíka. Odkaz poznamenáva, že zlúčenina fosforu môže slúžiť tak ako stabilizátor, ako aj ako reaktivátor katalyzátora.
Click a i., US patent 4 515 899, opisujú regeneráciu parou katalyzátora vanád/fosfor/kyslik, ošetreného fosforom, na oxidáciu butánu na maleínanhydrid. Odkaz poznamenáva, že ošetrenie katalyzátora zlúčeninou fosforu znižuje aktivitu, ale zvyšuje selektivitu. Strata aktivity sa kompenzuje zvýšením reakčnej teploty. Táto referencia uvádza praktické zistenia, že zlúčeniny fosforu sa koncentrujú v blízkosti nástrekového konca reaktora, čo vyžaduje, aby sa obmedzilo množstvo pridávaného fosforu. Pridanie pary po ošetrení fosforovou zlúčeninou prerozdeľuje rovnomernejšie zlúčeninu fosforu v reakčnej zóne.
Edwards, US patent 4 701 433, používa tak vodu, ako aj zlúčeninu fosforu, in situ v množstve dostatočnom na čiastočnú dezaktiváciu časti katalyzátora. Edwards hovorí, že prídavok kombinácie zlúčeniny fosforu a vody slúži k dezaktivácii oblasti, v ktorej sa vyskytuje horúce miesto reakcie, čím sa horúce miesto posúva po prúde a zrejme sa umožní reaktivácia oblasti, kde bolo horúce miesto predtým. Podobný opis obsahuje Edwards, US patent 4 810 803. Obe referencie popisujú použitie alkylfosfitov a alkylfosfátov na tento účel.
Edwards, US patent 4 780 548, tiež opisuje spôsob reaktivácie katalyzátora vanád/fosfor/kyslik na oxidáciu n-butánu na maleínanhydrid.
Hoci literatúra je plná publikácií, rozoberajúcich rôzne aspekty a účely modifikácie aktivity katalyzátora pri katalytickej oxidácii uhľovodíkov v pevnom lôžku, zostala potreba katalytickej sústavy, ktorá by zaistila výrobu maleinanhydridu s maximálnou produktivitou.
Produktivita katalytickej oxidačnej sústavy na výrobu maleinanhydridu sa dá definovať rovnicou počet libier vyrobeného maleínanhydridu produktivita = -------------------------- = stopa3-katalyzátor-hodina = 2,58xl0-5 x (molárne % výťažku maleínanhydridu) (HORP)(molárne % C4 v nástreku), kde HORP je hodinová objemová rýchlosť plynu (hod-1).
Výpočty ukazujú, že produktivitu možno konvertovať na metrické jednotky pomocou faktora 16,0, čo vedie k vzťahu počet kg vyrobeného maleinanhydridu produktivita = ------------------------------------------------------------------------- m3-katalyzátor-hodina = 4,14xlO“4 x (molárne % výťažku maleinanhydridu) ( H OR P ' { ííi o j. a r n e % v nastrekuj.
Molárny výťažok je zasa súčinom konverzie a selektivity. Konverzia je funkciou počtu účinných premenných, medziiným teploty, objemovej rýchlosti a hustoty aktívneho katalyzátora v rúrke reaktora. Pretože konštanta reakčnej rýchlosti silne závisí od teploty, molárny výťažok a produktivita sú ovplyvnené schopnosťou prevádzkovať reaktor pri relatívne vysokej priemernej teplote bez toho, aby došlo k nekontrolovanej reakcii, nadbytočnej produkcii oxidu uhličitého alebo k degradácii katalyzátora v dôsledku priveľkej teploty horúceho miesta.
Pokles tlaku v reaktorovej sústave je ďalšou premennou, ktorá má podstatný vplyv na produktivitu a výkonnosť reakčnej sústavy. Aby sa dosiahla rovnaká objemová rýchlosť pri vysokom pôk 1ΓΟΊΙ ťľä ktf; Ti i e lďň že sa spotrebúva mechanická'energia, ale vyžaduje to vysoký parciálny tlak uhľovodíka na vstupe reaktora. Pretože teplota horúceho miesta a tendencia k samovoľným reakciám môžu byť veľmi citlivé na parciálny tlak reagujúceho uhľovodíka, vysoký pokles tlaku môže vyžadovať, aby sa počiatočný obsah uhľovodíka obmedzil, čo zníži parametrickú citlivosť sústavy, ale nepriaznivo ovplyvni produktivitu.
Podstata vynálezu
Medzi viacerými cieľmi tohto vynálezu môžeme teda uviesť vypracovanie vylepšeného spôsobu výroby maleinanhydridu s vysokou produktivitou katalytickou oxidáciou n-butánu alebo iných uhľovodíkových plynov, vypracovanie takého spôsobu, ktorý vyrába maleínanhydrid s vysokým výťažkom, vypracovanie takého spôsobu, ktorý využíva katalytickú sústavu, ktorá zabráni samovoľným reakciám s minimálnym nepriaznivým ovplyvnením produktivity, vypracovanie takého spôsobu, ktorý pracuje pri relatívne nízkom poklese tlaku1, vypracovanie takého spôsobu, ktorý sa dá prevádzkovať pri vysokej priemernej teplote, aby sa dosiahla maximálna reakčná rýchlosť, vypracovanie takého spôsobu, ktorý pracuje pri vysokej priemernej teplote plynu bez rýchlej degradácie katalyzátora. vypracovanie takého spôsobu. ktorý umožňuje vysoký priemerný rozdiel medzi teplotou reagujúceho plynu a chladiacej kvapaliny, aby sa reakčné teplo'odvádzalo veľkou rýchlosťou.
Tento vynález je skrátka zameraný na zlepšenie spôsobu výroby maleinanhydridu prechodom plynu, obsahujúceho spočiatku kyslík a nearomatický uhľovodík, ktorý má aspoň štyri uhlíkové atómy v lineárnom reťazci, rúrkovým reaktorom. Rúrkový reaktor obsahuje pevné lôžko katalyzátora vanád/fosfor/kyslík, v ktorom uhľovodík a kyslík reagujú za vzniku maleínanhydridu v plynnej fáze a plyn a lôžko katalyzátora sa v priebehu reakcie chladia prenosom tepla do chladiacej kvapaliny stenou rúrkového reaktora. Podľa tohto zlepšenia plyn prechádza jediný raz pevným lôžkom katalyzátor a. v ktorom sa aktivita katalyzátora na jednotku objemu lôžka mení s teplotou a koncentráciou uhľovodíka v smere toku plynu tak, aby reakčná rýchlosť bola podporená vysokou aktivitou v oblasti nízkej t teploty a nízkej koncentrácie uhľovodíka v lôžku a aby bola obmedzená relatívne nízkou aktivitou v kritickej oblasti lôžka, kde by ináč kombinácia teploty a koncentrácie uhľovodíka mohla viesť k príliš vysokej rýchlosti reakcie alebo k prílišnému vzrastu teploty plynu.
Aktivita sa mení v smere toku plynu tak, že reaktor sa môže prevádzkovať pri počiatočných koncentráciách uhľovodíka nad 1,5 objem.%, integrovanom priemernom rozdiele medzi teplotou reagujúceho plynu a chladiacej kvapaliny aspoň asi 15 °C v tej časti lôžka, kde teplota plynu presahuje teplotu chladiacej kvapaliny, konverzii uhľovodíka aspoň 70% s produktivitou aspoň 80 kg maleínanhydriou na m3 katalyzátora za hodinu bez toho, aby rozdiel medzi teplotou plynu a chladiacej kvapaliny presiahol v priebehu reakcie 80 °C v ktoromkoľvek bode lôžka katalyzátora. Rýchlosť zavádzania uhľovodíka do lôžka katalyzátora sa reguluje tak, aby konverzia uhľovodíka bola aspoň 70% a rozdiel medzi teplotou plynu a chladiacej kvapaliny nepresiahol asi 80 °C v ktoromkoľvek bode lôžka katalyzátora, zatiaľ čo integrovaný priemerný rozdiel medzi teplotou reagujúceho plynu a teplotou
chladiacej kvapaliny bol aspoň asi 15 °C v tej časti lôžka, kde teplota plynu presahuje teplotu chladiacej kvapaliny.
Vynález sa zameriava na ďalšie zlepšenie vyššie uvedeného spôsobu, pri ktorom plyn, obsahujúci spočiatku kyslík a aspoň 1.5 objem.% uhľovodíka a prchavú zlúčeninu fosforu v pomere dostatočnom na zabezpečenie obsahu fosforu aspoň asi 2xl0-5 objem.%, prechádza pevným lôžkom katalyzátora. Aktivita lôžka sa mení s teplotou a koncentráciou uhľovodíka v smere toku plynu takým spôsobom, že reakčná rýchlosť je podporená vysokou aktivitou v oblasti nízkej teploty a nízkou koncentráciou uhľovodíka v lôžku a je obmedzená relatívne nízkou aktivitou v kritickej oblasti lôžka, kde by ináč kombinácia teploty a koncentrácie uhľovodíka mohla viesť k príliš vysokej rýchlosti reakcie alebo k prílišnému vzrastu reakčnej teploty. Rýchlosť zavádzania uhľovodíka do lôžka katalyzátora sa reguluje tak, aby rozdiel medzi teplotou plynu a chladiacej kvapaliny nepresiahol asi 80 °C v ktoromkoľvek bode lôžka katalyzátora, zatiaľ čo aby integrovaný priemerný rozdiel medzi teplotou reagujúceho plynu a teplotou chladiacej kvapaliny bol aspoň asi 15 °C v tej Časti lôžka, kde teplota plynu presahuje teplotu chladiacej kvapaliny.
Vynález sa tiež zameriava na iné zlepšenie vyššie uvedeného spôsobu, pri ktorom plyn prechádza pevným lôžkom katalyzátora, kde sa aktivita katalyzátora a permeabilita plynu menia s teplotou a koncentráciou uhľovodíka v smere toku plynu. Aktivita lôžka sa mení s teplotou a koncentráciou uhľovodíka v smere toku plynu takým spôsobom, že reakčná rýchlosť je podporená vysokou aktivitou v oblasti nízkej teploty a nízkou koncentráciou uhľovodíka v lôžku a je obmedzená relatívne nízkou aktivitou v kritickej oblasti lôžka, kde by ináč kombinácia teploty a koncentrácie uhľovodíka mohla viesť k príliš vysokej rýchlosti reakcie alebo k prílišnému zvýšeniu reakčnej teploty. Permeabilita plynu sa mení takým spôsobom, že pokles tlaku na jednotku dĺžky v smere toku plynu je nižší v kritickej oblasti než v oblasti po prúde od kritickej oblasti k výstupu plynu z lôžka katalyzátora. Chladiaca náplň sa aplikuje tak, že chladiaca kvapalina preteká okolo vonkajšieho povrchu rúrkového reaktora. aby sa odviedlo teplo uvoľnené reakciou, a rýchlosť zavádzania uhľovodíka do lôžka katalyzátora sa reguluje tak, aby rozdiel medzi teplotou plynu a chladiacej kvapaliny nepresiahol asi 80 °C v ktoromkoľvek bode lôžka katalyzátora. Tak sa riadi reakcia na syntézu maleínanhydridu s vysokou produktivitou pri relatívne nízkej rýchlosti degradácie aktivity katalyzátora.
Vynález sa tiež zameriava na ešte iné zlepšenie vyššie uvedeného spôsobu, pri ktorom plyrr prechádza odstupňovaným pevným lôžkom katalyzátora, ktoré obsahuje kritickú oblasť, tvoriacu aspoň 10% hmotnosti lôžka katalyzátora a vzdialenú od výstupu plynu z lôžka, a oblasť po prúde od kritickej oblasti v smere toku plynu. Lôžko katalyzátora v kritickej oblasti má relatívne nízky pomer povrchu k objemu a relatívne nízku aktivitu, zatiaľ čo lôžko katalyzátora v oblasti po prúde má podstatne vyšší pomer povrchu k objemu a podstatne vyššiu aktivitu než katalyzátor v kritickej oblasti. Uhľovodík a kyslík reagujú v lôžku a vytvárajú plyn, ktorý obsahuje maleínanhydrid. Chladiaca náplň sa aplikuje na vonkajší povrch rúrkového reaktora, aby sa odviedlo teplo uvoľnené reakciou. Rýchlosť zavádzania uhľovodíka do lôžka katalyzátora sa reguluje tak, že kecf rozdiel medzi teplotou plynu a teplotou chladiacej kvapaliny presiahne 30 °C v ktoromkoľvek bode lôžka katalyzátora, najvyššia teplota reagujúcich plynov sa dosiahne v kritickej oblasti alebo v oblasti po prúde od kritickej oblasti v kvapaliny sa riadi smere toku plynu
O 80 °C v reakcia produktivitou pri aktivity katalyzátora.
Iné ciele a znaky budú sčasti poukáže v nasledujúcom opise.
a nepresiahne teplotu chladiacej ktoromkoľvek bode lôžka katalyzátora. Tak na syntézu maleínanhydridu s vysokou relatívne nízkej rýchlosti degradácie zrejmé a sčasti sa na ne
Prehľad obrázkov na výkrese
Obr.1 je rez telieskom katalyzátora všeobecného typu, ktoré sa uprednostňuje pri použití v jednej alebo viacerých oblastiach lôžka katalyzátora pri spôsobe podľa tohto vynálezu.
Obr.2 je perspektíva telieska katalyzátora označeného ako trojhran, ktoré je obmenou katalyzátora z obr.1.
Obr.3 je perspektíva telieska katalyzátora označeného ako trojhviezda, ktoré je obmenou katalyzátora z obr.1.
V . súlade s týmto vynálezom sa na katalytickú oxidáciu uhľovodíkového prekurzora maleínanhydridu používa sústava odstupňovaného pevného lôžka odstupňovaný takým spôsobom, produktivitu nad asi 80, a najvýhodnejšie aspoň asi 96 Vhodným prispôsobením profilu katalyzátora aby umožnil výhodnejšie a katalyzátor je výnimočne vysokú aspoň asi 88 kg/m3 katalyzátora za hodinu.
aktivity katalyzátora kinetike reakcie a možnostiam prenosu tepla v reaktorovej sústave sa dosiahne, že uhľovodíkový plynný prekurzor sa môže zavádzať do lôžka katalyzátora vysokou rýchlosťou v koncentráciách nad 1,5 objem.% a reakcia prebieha pri vysokej priemernej teplote a celkovej rýchlosti, aby sa maleínanhydrid vyrábal s dobrým výťažkom a selektivitou. Napriek vysokým priemerným teplotám a celkovej rýchlosti sa veľkosť teplotného maxima horúceho miesta udržuje na miernej hodnote.
Katalyzátor používaný pri spôsobe podľa tohto vynálezu má zloženie konvenčného katalyzátora zo zmesných oxidov vanádu a fosforu, zodpovedajúceho vzorcu kde M je promótorový x je číslo promótorové hafnium, zirkónium, fosfor, T ypické chróm, kov, ajeO až 0,2, V zohľadňujúce valenčný kovy zahrnujú železo, lantán, urán, je vanád, stav M, lítium, cér, med,
P je
V a P.
zinok, telúr, volfrám, paládium, striebro, mangán, molybdén, rénium, samárium, tantal, tórium, kobalt, bór, kremík a cín.
Tak ako pri konvenčnom spôsobe výroby maleínanhydridu vstupný plyn, obsahujúci n-bután alebo iný vhodný uhľovodíkový reaktant, prechádza lôžko katalyzátora, v plynnej fáze za rúrkovým reaktorom, obsahujúcim pevné na ktorom uhľovodík a kyslík reagujú vzniku maleínanhydridu. Východiskovým materiálom sú nearomatické uhľovodíky, ktoré majú aspoň štyri atómy uhlíka v lineárnom reťazci. Preferované uhľovodíkové reaktanty zahrnujú π-bután, 1-butén, 2-butén, 1,3-butadién. Reagujúci plyn a lôžko katalyzátora sa pri reakcii chladia prenosom tepla do chladiacej kvapaliny stenou rúrkového reaktora. Reaktor má obyčajne tvar rúrkovéhc výmenníka tepla s plášťom s katalyzátorom naplneným v rúrkach, a chladiacou kvapalinou obtekajúcou rúrky zvonka vnútri plášťa. Reaktcrové rúrky majú vždy v rozsahu od asi tepla a zaisťuje vysoký pomer dĺžky k priemeru, s vý'ooou do asi 500, čo podporuje účinný p.'enos výhodnú reakčnú kinetiku vdaka v podstate piestovému toku reagujúcich plynov.
V dôsledku činnosti s piestovým tokom sa reakčná rýchlosť a teplota pozdĺž rúrkového reaktora podstatne menia. Pri vstupe je teplota relatívne nízka a tomu zodpovedajúca reakčná rýchlosť mierna napriek vysokým koncentráciám reagentov. Ako reakcia postupuje a teplota stúpa, reakčná rýchlosť a následný vývoj tepla sa urýchľujú, až teplota dosiahne svoje maximum (horúce miesto) v jednom bode reaktora, ktorého poloha a veľkosť sa regulujú profilom aktivity katalyzátora. Potom reakčná rýchlosť klesá s ochudobňovaním prúdu plynu o uhľovodíkový reaktant a teplota klesá so znižovaním rýchlosti vývoja tepla. V závislosti od celkovej aktivity katalyzátora reakčná teplota môže kolísať od 300 °C do 500 °C, ale s výhodou sa udržuje v rozsahu od 380 °C do asi 500 °C, najvýhodnejšie od asi 410 °C do asi 470 °C. V súlade s týmto vynálezom sa aktivita katalyzátora mení s teplotou a s koncentráciou uhľovodíka v smere toku plynu takým spôsobom, že reakčná rýchlosť je podporovaná vysokou aktivitou v oblasti nízkej teploty a nízkou koncentráciou uhľovodíka v lôžku katalyzátora a je obmedzená relatívne nízkou aktivitou v kritickej oblasti lôžka, kde by ináč kombinácia teploty a koncentrácie uhľovodíka mohla viesť k príliš vysokej rýchlosti reakcie alebo k prílišnému zvýšeniu reakčnej teploty. Výraz obmedzená chápeme tak, že reakčná rýchlosť je menšia, než by bola pri vysokej aktivite katalyzátora, i keď žiadúca reakcia je tak či tak významne podporovaná aktivitou, ktorá existuje v danej oblasti. Aktivita sa mení v smere toku plynu takým počiatočných integrovanom spôsobom, že reaktor možno prevádzkovať pri koncentráciách uhľovodíka aspoň 1,5 objem.%, priemernom rozdiele medzi teplotou reagujúceho plynu a chladiacej kvapaliny aspoň asi 15 °C v tej časti lôžka, kde teplota plynu presahuje teplotu chladiacej kvapaliny, pri k on verzii uhľovodíka aspoň 70% pri jednom prechode s produktivitou aspoň 80 kg m a 1eínanhydridu na m3 katalyzátora za hodinu bez toh o, aby rozdiel medzi teplotou plynu a chladiacej kvapaliny presiahol v priebehu reakcie 80 °C v ktoromkoľvek bode lôžka katalyzátora.
Rýchlosť zavádzania uhľovodíka do lôžka katalyzátora sa reguluje tak, aby konverzia uhľovodíka bola aspoň 70% pri jednom prechode a rozdiel medzi teplotou plynu a chladiacej kvapaliny nepresiahol asi 80 °C v katalyzátora. Rýchlosť zavádzania zmenami počiatočnej koncentrácie rýchlosťou, alebo oboma. S výhodou vstupnom plyne aspoň 1,5 objem.%, ktoromkoľvek bode lôžka uhľovodíka sa reguluje uhľovodíka, objemovou je obsah uhľovodíka vo výhodnejšie aspoň 2,0 objem.% a najvýhodnejšie aspoň 2,2 objem.%. Objemové rýchlosti sú s výhodou v rozsahu od 500 do asi 4000 za hodinu, výhodnejšie od asi 1000 do asi 3000 za hodinu. Pretože vyššie objemové rýchlosti obmedzujú maximálnu dosiahnuteľnú koncentráciu C4 a naopak, je užitočné brať do úvahy súčin oboch parametrov. Tento súčin sa tu definuje ako plynový plniaci faktor. Plynový plniaci faktor je s výhodou aspoň
3000 objem.% C4 za hodinu, výhodnejšie aspoň 3500 objem.% C4 za hodinu a najvýhodnejšie aspoň 4000 objem.% C4 za hodinu. Tlak môže kolísať od atmosférického do asi 0,345 MPa (50.0 psig), ešte výhodnejšie od asi 0,124 MPa do asi 0,228 MPa (18 až 33 psig). Pri vhodnom prispôsobení profilu aktivity katalyzátora kinetike reakcie a možnostiam prenosu tepla danéj reaktorovej sústavy sa ukázali byť dosiahnuteľnými tak vysoké vstupné koncentrácie, ako 3,0% n-butánu, a tak vysoké produktivity, ako je 130 kg maleínanhydridu na m3 katalyzátora za hodinu.
Tam, kde je kapacita prenosu tepla rozhodujúca a profil aktivity katalyzátora je optimálne prispôsobený koncentračnému profilu reaktora, možno fenomén horúceho miesta takmer úplne vylúčiť. To dovolí, aby sa integrovaný priemerný rozdiel medzi teplotou reagujúceho plynu a teplotou soľného kúpeľa maximalizoval. Za takých okolností sa dá realizovať optimálna produktivita pri teplotnom rozdiele menšom než 30 °C. Avšak v mnohých komerčných reaktoroch sa vyrovnaná teplota plynu
nedá prakticky dosiahnuť.
Kdekoľvek teplota horúceho miesta prekročí teplotu chladiacej kvapaliny (soľného kúpeľa) o viac než 30 °C, podmienky procesu sa regulujú tak, aby sa maximálna teplota plynu v lôžku katalyzátora dosiahla pred tým. než plyn opusti vyššie uvedenú kritickú oblasť, napríklad v kritickej oblasti alebo proti prúdu od tejto oblasti vzhľadom na smer toku plynu. Je výhodné, keď sa vrchol dosiahne v kritickej oblasti. Hoci úvahy o efektoch druhého poriadku môžu naznačovať, že bý mohlo byť prijateľné, dokonca v niektorých chvíľach výhodné, keby sa teplotný vrchol (viac ako 30 °C nad teplotou soľného kúpeľa) dosiahol ihneď za koncom oblasti s najmenšou, aktivitou, získa sa zvláštna bezpečnostná rezerva proti nestabilite a príliš veľkej rýchlosti reakcie, keď sa profil aktivity katalyzátora a prevádzkové podmienky upravia tak, aby sa teplotný vrchol dosiahol vnútri oblasti s najmenšou aktivitou alebo proti prúdu od nej.
V súlade s týmto spôsobom sa maleínanhydrid vyrába s vysokým výťažkom a vyššou produktivitou, než aká sa predtým považovala za možnú. Konverzia presahuje 70% jedným prechodom. Podstatnou výhodou spôsobu podľa tohto vynálezu je prispôsobivosť na prevádzku so zložením plynu, ktoré je pri reakčnej teplote v oblasti zápalnosti. Pretože sa tak umožňuje použitie relatívne vysokej počiatočnej koncentrácie uhľovodíka a konverzie v rozsahu nad 70%, taká prevádzka poskytuje zvýšenú produktivitu. Najmä sa teda dáva prednosť tomu, aby obsah C4 vo vstupnom plyne bol čo najvyšší. Pri spôsobe podľa tohto vynálezu sa zistilo, že je možná prevádzka so vstupným plynom, ktorý je v rozsahu zápalnosti pri vstupe do lôžka katalyzátora. Kontrolou veľkosti teploty rozvrstvením (odstupňovaním) katalyzátora horúceho miesta sa minimalizujú vedľajšie reakcie a zabráni sa sintrovaniu spôsobujúcim rozklad katalyzátora. Tak sa a iným príčinám dá tento spôsob prevádzkovať v podstate kontinuálne po dlhé obdobia bez významnej straty aktivity katalyzátora. Najmä sa stabilizuje výťažok maleínanhydridu tak, že priemerný pokles výťažku je menší než 0.30% za mesiac zo stanoveného počiatočného výťažku maleínanhydridu počas dlhého obdobia trvalej prevádzky.
Dlhodobá optimálna výkonnosť sa podporí. ak sa počas obdobia aspoň šiestich mesiacov v podstate kontinuálnej prevádzky horúce miesto alebo eliminuje, alebo sa udržuje proti prúdu od kritickej oblasti aspoň počas 80% prevádzkovej doby reaktora, v priebehu ktorej teplota plynu prekročí teplotu chladiacej kvapaliny o viac než 30 °C kdekoľvek v reaktore. Životnosť katalyzátora obyčajne kolíše od 2 do 5 rokov, pri veľkokapacitnej prevádzke spravidla od 2 do 3 rokov. Preto je výhodné, keď sa horúce miesto reakcie udržuje vnútri kritickej oblasti alebo proti prúdu od riej aspoň počas 80% prevádzkovej doby reaktora (v priebehu ktorej sa prekročí vyššie uvedené 30 °C kritérium) počas aspoň jedného roka a najvýhodnejšie aspoň počas 80% životnosti lôžka katalyzátora. Ako praktické kritérium pre reaktory, ktoré majú lôžko katalyzátora dlhšie než asi 13 stôp, platí, že proces sa s výhodou reguluje tak, že počas obdobia aspoň šiestich mesiacov, počas obdobia aspoň jedného roka a aspoň počas 80% životnosti lôžka katalyzátora sa poloha maximálnej teploty plynu v lôžku katalyzátora udržuje vo vzdialenosti, ktorá nie je väčšia než 45% dĺžky lôžka od vstupu plynu do reaktora, aspoň počas 80% prevádzkovej doby reaktora, v priebehu ktorej teplota plynu prekročí teplotu soľného kúpeľa o viac než 30 °C.
Produktivita sa ďalej podporí ktorej je kritická oblasť vzdialená katalyzátora a aktivita v kritickej priemerná aktivita katalyzátora medzi vstupným koncom a kritickou po prúde medzi kritickou oblasťou Oblasť relatívne vysokej takou konfiguráciou, pri od vstupu plynu do lôžka oblasti je nižšia, než je tak v oblasti proti prúdu oblasti lôžka.
vstupným tým, že Naviac umožňuje, teplotné maximum, ktoré sa spravidla oblasti, boli blízko vstupného konca nízka aktivita v kritickej oblasti teplotné maximum vzrástlo príliš vysoko. Taký podporuje produktivitu tým, že hlavný objem po prúde od teplotného maxima a zabraňuje, aby oblasťou, ako aj v a výstupným koncom aktivity medzi a kritickou oblasťou podporuje produktivitu na reakčnú teplotu.
maximum, bol i rýchle zohriatie plynu aby kritická oblasť a vyskytuje r eak tor a, zabraňuje, reakčný katalyzátora je v kritickej zatiaľ čo aby profil koncom spôsobí rv W.
Λ· K· 17 sa teplotné maximum presunulo k výstupnému koncu reaktora, čo môže, ako sa diskutovalo vyššie, viesť k nestabilnej prevádzke.
Vo výhodnom uskutočnení tohto vynálezu kritická oblasť .je oblasť, v ktorej koncentrácia uhľovodíka prekračuje 0,8 objem.% a teplota plynu by bola o viac než 30 °C vyššia než teplota chladiacej kvapaliny, pokiaľ by aktivita katalyzátora bola všade v lôžku rovnaká ako v oblasti s vysokou aktivitou katalyzátora. Ináč povedané, kritická oblasť je oblasť, v^ktorej by teplota uvedených reagujúcich plynov presiahla 500 °C, pokiaľ by aktivita katalyzátora bola všade v lôžku rovnaká ako v oblastiach s relatívne vysokou aktivitou katalyzátora a spôsob by sa prevádzkoval s produktivitou aspoň asi 80 kg maleínanhydridu/m3 katalyzátora za hodinu a obsahom uhľovodíka vo vstupnom plyne aspoň asi 1,5 objem.%. Oblasť vymedzená prvou z týchto definícií je ľubovoľne definovaná ako kritická oblasť I a oblasť vymedzená druhou z týchto definícií je definovaná ako kritická oblasť II. Pri väčšine operácií sú tieto oblasti funkčne rovnocenné a ich všeobecná poloha v lôžku je vcelku rovnaká, hoci presné geometrické hranice kritickej oblasti sa trochu líšia podľa toho, ktorá definícia sa použije. Obe sú zahrnuté v pojme kritická oblasť, ako sa tu vo všeobecnosti používa, ktorá s výhodou tvorí aspoň asi 10% celkovej hmotnosti katalyzátora.
V každom prípade sa dáva prednosť tomu, aby aktivita katalyzátora v kritickej oblasti bola podstatne nižšia, typicky aspoň o 10% nižšia, výhodnejšie aspoň o 15% nižšia a najvýhodnejšie aspoň o 20% nižšia než aktivita katalyzátora v oblasti po prúde medzi kritickou oblasťou a výstupným koncom lôžka. Je dobré, keď aktivita katalyzátora v kritickej oblasti je aspoň o 10%, výhodnejšie aspoň o 15% a najvýhodnejšie aspoň o 20% nižšia než priemerná aktivita katalyzátora vo zvyšku lôžka. Pokiaľ teplotné maximum nie je eliminované, aktivita katalyzátora v kritickej oblasti je podstatne nižšia než aktivita v oblastiach lôžka, tak proti prúdu, ako aj po prúde od kritickej oblasti, kde koncentrácia uhlovodíka je menšia než 0,5 objem.%, alebo teplotný rozdiel plynu a chladiacej kvapaliny by bol menší než 20 °C, i keď by aktivita katalyzátor a katalyzátora v bola všade v lôžku rovnaká ako aktivita
Ako bolo oblasti s vysokou aktivitou katalyzátora. naznačené, keď sa alebo telieska katalyzátora, v aspoň dva typy zónu nízkej aktivity, vytvárajúci zónu Všimnime si, že nevyhnutné vytvárajúci katalyzátor do reaktora.
na dva druhy požadujú aspoň dva naplnia do reaktora umiestni v prvých merané od vstupu, komerčná účelnosť používajú diskrétne pelety vynálezu sú katalyzátor praxi tohto katalyzátora: keď sa naplní vysokej aktivity, tu nie je žiadne do reaktora, a keď sa naplní obmedzenie len katalyzátor ov, typy katalyzátora. tak, že katalyzátor s
75% dĺžky reaktora Dajú sa použiť dve vo všeobecnosti ale v praxi tohto vynálezu
Tieto katalyzátory nízkou aktivitou sa sa sa prax tohto vynálezu na tri katalyzátora môžu zloženia, alebo
Rôzne typy chemického v smere toku plynu, až desať zón, ale obmedzu j e až štyri zóny katalyzátora.
mať rôzne tvary rovnakého to môžu byť chemicky rozdielne typy katalyzátora. Všetko, čo sa požaduje, je, aby tieto typy katalyzátora boli odlíšiteľné štandardizovaným testom aktivity katalyzátora, ako je test, opísaný nižšie. Ako bolo uvedené, stratifikovaná náplň katalyzátora môže pozostávať zo zóny nízkej aktivity nasledovanej zónou vysokej aktivity, alebo zóna nízkej aktivity môže byť medzi dvoma zónami vyššej aktivity.
Ďalej sa zistilo, že v súlade s týmto vynálezom sa náplň katalyzátora môže stratifikovať (odstupňovať) spôsobom, ktorý zaisťuje tak nízku aktivitu, ako aj nízky pokles tlaku v kritickej oblasti. Tak napríklad možno meniť zrnitosť katalyzátora, aby sa v kritickej oblasti získali relatívne hrubozrnné telieska katalyzátora s malým pomerom geometrického povrchu ku geometrickému objemu (ďalej len pomer povrchu k objemu) a jemnozrnnejšie telieska katalyzátora s vyšším pomerom povrchu k objemu v ostatných oblastiach lôžka.
Kritická oblasť, obsahujúca hrubozrnné ielieska katalyzátora, má vysokú priepustnosť pre plyn, zatiaľ čo iné oblasti, obsahujúce relatívne jemnozrnnej ši e telieska majú nižšiu priepustnosť, pre plyn. Svojím katalyzátor a, zameraním na spojenie tak vysokej priepustnosti pre plyn, ako aj nízkej jednotkovej aktivity s a použitím katalyzátora nízkym pomerom povrchu K objemu s nízkym pomerom povrchu k objemu v oblasti, kde reakčná rýchlosť je vo všetkých prípadoch vysoká napriek menšej podpore od katalyzátora , preferované uskutočnenie tohto vynálezu zabezpečuje vysokú produktivitu pri relatívne nízkom poklese tlaku v celej sústave.
Rozumie sa, že spojenie medzi pomerom povrchu k objemu buď s aktivitou na jednotku objemu lôžka alebo s poklesom tlaku sa mení s tvarom teliesok katalyzátora. Preto v prípadoch, kedy sa mení konfigurácia teliesok katalyzátora medzi oblasťami lôžka, sa dá urobiť porovnanie len vzhľadom na meranú aktivitu a pokles tlaku. Vo výhodnom uskutočnení tohto vynálezu zostáva konfigurácia teliesok katalyzátora rovnaká v celom lôžku katalyzátora, ale lôžko sa odstupňuje s ohľadom na aktivitu a pokles tlaku zmenami veľkosti teliesok katalyzátora. Dajú sa však získať celkom vyhovujúce sústavy, v ktorých sa podstatne mení konfigurácia teliesok katalyzátora medzi oblasťami lôžka. V každom prípade sa dáva prednosť tomu, aby sa telieska katalyzátora, ktoré tvoria rôzne oblasti lôžka, vyberali tak, aby pokles tlaku na jednotku dĺžky v smere toku plynu bol podstatne nižší v kritickej oblasti než pokles tlaku na jednotku dĺžky v celom lôžku.
Pokiaľ je štíhlostný pomer rúrok reaktora väčší než 20 (L/D > 20), pokles tlaku plynu prúdiaceho rúrkou možno presne predpovedať zo vzťahu:
dp = Pín - [Pín2 - K > T 1 · 1 L 2 > 7 6 ( S V ) 1 · 7 13 ] 0 · 5 , kde dP je pokles tlaku plynu v lôžku katalyzátora (alebo v jehočasti),
P i n je tlak na vstupe reaktora v librách ria štvorcový palec
K-t je konštanta charakter izu júca náplň katalyzátora v i-tej oblasti lôžka (konštanta trenia),
T je teplota chladiacej kvapaliny reaktora v Kelvinoch,
L je dĺžka lôžka katalyzátora (alebo jeho oblasti) v stopách.
SV je hodinová objemová rýchlosť v hod-1.
Teda ked i = c = kritická oblasť,
Kc = konštanta trenia pre kritickú oblasť a ked i = t = celé lôžko,
Kt ~ konštanta trenia pre celé lôžko.
Vzťah medzi Kc a Kt je s výhodou taký, aby pokles tlaku na jednotku dĺžky v smere toku plynu bol v kritickej oblasti nižší aspoň o 15%, výhodnejšie aspoň o 20% nižší a najvýhodnejšie aspoň o 30% nižší:než vo zvyšku lôžka.
Pri spôsobe podľa tohto vynálezu sa rýchlosť zavádzania uhľovodíka reguluje riadením počiatočnej plynovej náplne tak, aby rozdiel medzi teplotou plynu a chladiacej kvapaliny nepresiahol a priemerný a teplotou časti asi 80 °C rozdiel kvapaliny lôžka, kde teplota plynu kvapaliny. Proces sa s výhodou chladiacej v ktoromkoľvek bode lôžka katalyzátora medzi teplotou reagujúceho plynu bol aspoň asi 15 °C. v tej presahuje teplotu chladiacej prevádzkuje spôsobom jedného
70%, ale proces prevádzkovať pri nižšej prechodu plynu reaktorom pri konverzii aspoň podľa tohto vynálezu možno tiež
| konverzii | a/alebo | v | recyklujúcej | sústave, | ako popisuje | |
| napríklad | Palmer a | i- , | US | patent | 4 342 699. | Pri prevádzke |
| spôsobom | jedného | prechodu | je | počiatočná | koncentrácia | |
| uhľovodíka | vo vstupnom | plyne | aspoň | 1,5 objem. | %, výhodnejšie |
aspoň 2,0 objem.% a najvýhodnejšie aspoň 2,2 objem.%. Rýchlosť zavádzania uhľovodíka, napríklad plynový plniaci faktor, sa reguluje tak, aby rozdiel medzi teplotou plynu a chladiacej kvapaliny nepresiahol asi 80 °C v ktoromkoľvek bode lôžka katalyzátora, zatiaľ čo aby priemerný rozdiel medzi teplotou reagujúceho plynu a teplotou chladiacej kvapaliny bol aspoň asi 15 °C v tej časti lôžka, kde teplota plynu presahuje teplotu chladiacej kvapaliny. Pri výpočte integrovaného priemerného rozdielu teplôt na zostavenie tohto kritéria sa teda ignoruje predhr i evacia časť reaktora, kde teplota soľného kúpeľa presahuje teplotu plynu.
Podľa ešte ďalšej alternatívy možno meniť tvar diskrétnych teliesok katalyzátora v smere toku plynu tak, že sa mení pomer povrchu k objemu teliesok, i ked sú všetky telieska katalyzátora rovnakej veľkosti alebo v porovnateľnom rozsahu veľkosti. Telieska katalyzátora majú spravidla tvar, ktorým sa dosahuje relatívne vysoký pomer povrchu k objemu pri vysokej aktivite a vysokom poklese tlaku, zatiaľ čo tie s nízkym pomerom povrchu k objemu vykazujú nízku aktivitu a nízky pokles tlaku. Avšak takéto vzťahy nemusia nevyhnutne prevládať. Isté tvary, špecificky navrhnuté na zaistenie vysokej aktivity, môžu vykazovať nižší pokles tlaku než iné tvary s menším pomerom povrchu k objemu, ktoré nie sú tak účinnými katalyzátormi. Jedinou základnou charakteristikou tohto uskutočnenia vynálezu je, že diskrétne telieska katalyzátora s nízkou aktivitou vyplňujú kritickú oblasť lôžka katalyzátora a diskrétne telieska katalyzátora iného tvaru s relatívne vysokou aktivitou vyplňujú iné oblasti lôžka a konštanta trenia (Kc) teliesok katalyzátora v kritickej oblasti je nižšia než konštanta trenia teliesok katalyzátora v iných oblastiach.
Hoci sa charakteristika poklesu tlaku mení predvídateľné s pomerom povrchu k objemu len u teliesok katalyzátora rovnakého tvaru, získali sa údaje pre rôzne veľkosti a tvary, ktoré poskytujú základňu pre výber teliesok katalyzátora, ktoré sa majú použiť v kritickej oblasti alebo v iných oblastiach lôžka katalyzátora. S odvolaním sa na vzťah dP - P í n - [ P í n2 - K í T > . 1L2.26(SV)1 .76J0.5 možno hodnoty Kí stanoviť naplnením katalyzátora do rúrky s potrebným priemerom so štíhlostným pomerom aspoň 100 a meraním poklesu tlaku za rôznych podmienok a potom úpravou údajov pre modifikovanú Ergunovu rovnicu. Príklady skutočných meraní Kí sú popísaném nižšie v príklade 4 tohto popisu.
V uskutočnení uvedenom vyššie, v ktorom je kritická oblasť vzdialená tak od vstupu plynu, ako aj od výstupu plynu z lôžka, je priepustnosť pre plyn v kritickej oblasti vo všeobecnosti vyššia než v oblasti proti prúdu medzi vstupom a kritickou oblasťou i v oblasti po prúde medzi kritickou oblasťou a výstupom plynu. Najmä sa dáva prednosť tomu, aby aktivita ako funkcia vzdialenosti v smere toku plynu bola nepriamo úmerná priepustnosti ako funkcie vzdialenosti v tomto smere tak, aby pokles tlaku na jednotku vzdialenosti bol priamo úmerný aktivite katalyzátora. Udržovanie tohto vzťahu v celom lôžku dovoľuje, aby sa celkový pokles tlaku minimalizoval, zatiaľ čo profil aktivity katalyzátora sa optimalizuje.
Prekvapujúco sa zistilo, že neobyčajný rast produktivity možno dosiahnuť kombinovaným účinkom odstupňovaného katalyzátora a zavedením zlúčenín, ktoré modifikujú katalyzátor, do nástreku reaktora. . Je známe, že plynné organofosforové zlúčeniny, ako trim etyl fosfát, majú priaznivý účinok na efektívnosť pevného lôžka katalyzátora na parciálnu oxidáciu uhľovodíkov. Zlúčeniny fosforu efektívne brzdia aktivitu a zvyšujú selektivitu katalyzátora v prvých fázach reakcie v oblasti blízko prívodu plynu, ale považujú sa za menej účinné pri spomaľovaní reakcie v oblastiach po prúde, kde je plyn relatívne zbavený obsahu uhľovodíka. Odstupňovaná alebo stratifikovaná náplň katalyzátora sa prispôsobí, aby sa dosiahol podobný účinok. Hoci sa bude zdať, že sa objavuje nadbytočný prvok alebo prinajlepšom aditívny účinok pri použití tak stratifikovanej náplne, ako aj modifikujúcich organofosforových zlúčenín, zistilo sa, že tieto dve techniky spoluúčinkujú synergicky, aby podstatne zvýšili produktivitu a výťažok.
Rôzne vyhotovenia, v ktorých je katalyzátor odstupňovaný pomerom povrchu k objemu, ináč povedané poklesom tlaku k aktivite, alebo kombinovaným účinkom odstupňovaného katalyzátora a použitia zlúčenín modifikujúcich katalyzátor do nástreku reaktora, možno prevádzkovať jedným prechodom alebo v recyklujúcej sústave. Kecf sa používa jeden prechod, plyn vstupujúci do reaktora obsahuje aspoň 1,5 objem.%, výhodnejšie aspoň 2,0 objem.% a najvýhodnejšie aspoň 2,2 objem.% uhľovodíka. Objemové rýchlosti sú s výhodou v rozsahu od 500 do asi 4000 za hodinu, výhodnejšie od asi 1000 do asi 3000 za hodinu. Plniaci plynový faktor je s výhodou aspoň asi 3000 objem.% C4/hod., ešte výhodnejšie aspoň asi 3500 objem.% C4/hod. a najvýhodnejšie aspoň asi 4000 objem.% C4/hod.. Pokiaľ sa používajú zlúčeniny modifikujúce katalyzátor, nástrekový plyn by mal obsahovať prchavé zlúčeniny fosforu v pomere dostatočnom na zaistenie obsahu fosforu aspoň asi 2,0xl0-5 objem.%, výhodnejšie medzi asi 2,0xl0-5 objem.% a asi
2,0xl0~3 objem.%. Vhodné modifikujúce zlúčeniny sú všeobecne opísané v US patente 3 474 041, ktorý sa týmto zahrnuje do opisu. Preferovanými oraanofosforovými zlúčeninami sú nižšie alkylfosfáty alebo nižšie alkylfosfi ty, zodpovedajúce vzorcom
| OR1 | R30 OR1 | |
| I | \ / | |
| 0 = P - OR2 | alebo | P I |
| OR3 | I. OR2 |
kde R1, R2 a R3 sú vodík alebo Ci až Cô alkyl. Najmenej jeden z R1 , R2 a R3 je alkyl. Preferované organofosforové zlúčeniny zahrnujú trimetylfosfát, trietylfosfát, tri(n-butyl)fosfát, trimetylfosfit. Vhodné sú tiež zlúčeniny, zodpovedajúce vzorcom
| R4 R7 | 0 | 0 | 0 |
| \ / | I | I | I |
| P I | R4 - P - R6 t | R4 - P - OR7 i | R4 - P - R5 I |
| I R7 | I R5 | I OR7 | I OR7 |
| R4 OR7 | R40 OR7 | R6O | OR4 |
| \ / | \ / | \ | / |
| P | P | P | - 0 - P |
| I | I | / | \ |
| OR7 | OR7 | R8O | OR5 |
kde R4, R5, R6 a R8 sú fenylové alebo alkylové substituenty si až 6 uhlíkovými atómami a R7 je vybraný z R4, R5, R6 a vodíka. Rýchlosť zavádzania uhľovodíka do lôžka katalyzátora sa reguluje tak, aby rozdiel medzi teplotou plynu a chladiacej kvapaliny nepresiahol asi 80 °C v ktoromkoľvek bode lôžka katalyzátora, zatiaľ čo aby priemerný rozdiel medzi teplotou reagujúceho plynu a teplotou chladiacej kvapaliny bol aspoň asi 15 °C v časti po prúde od bodu, kde sa teplota plynu pretína s teplotou soľného kúpeľa.
V súlade s týmto vynálezom možno stanoviť aktivitu katalyzátora každou štandardizovanou ; metódou, ktorá rozlišuje katalyzátory podľa ich aktivity pri ; konverzii n-butánu alebo iných nearomatických uhľovodíkov, ktoré majú aspoň štyri uhlíkové atómy v lineárnom reťazci, na maleínanhydrid. Preferovanou metódou klasifikácie katalyzátorov podľa ich aktivity je test aktivity popísaný nižšie.
Pred opísaním testu aktivity je potrebné poznamenať, že dva zo skúšaných katalyzátorov, označené v tabuľke 2 ako vzorky A a B, sú valce, ktoré majú pôdorysný tvar ilustrovaný na obr.l. Drážky pozdĺž osí valcov vytvárajú tri výstupky, odsadené od seba o 120° po obvode valcov. Ak je polomer Ri väčší než polomer R2, ako v prípade katalyzátorov A a B, označuje sa tvar katalyzátora ako trojhran. Perspektíva tohto tvaru je na obr.2. Ak je R1 menšie než R2, označuje sa tvar katalyzátora ako troj hviezda a perspektíva tohto tvaru je na obr.3. V tabuľke 1 sú uvedené hodnoty polomerov R1, R2 a R3 z obrázku, ktorými sú definované rozmery katalyzátorov trojhran a trojhviezda.
Tabuľka 1.
Typ:
tr oj hviezda troj hran
| I I | I 1 I | IV | V | |||
| P r i em er v palcoch | 7/32 | 5/16 | 5/32 | 7/3 2 | 1/4 . | |
| R3 : | 0455 | .047 | .0294 | .0383 | .0375 | |
| R2 ; : | - | 1094 | . 0625 | .0325 | .0437 | .050 |
| Ri : | - | 1094 | .1563 | .0781 | .1094 | .125 |
| R2/R1 : | 1. | 0 | . 40 | . 416 | . 40 | . 40 |
| R3/R1 : | - | 42 | .30 | . 38 | .35 | .30 |
| Poznámk y: 1. Pomer R2/R1 rastie, odoberá 2. Pomer R3/R1 | určuje veľkosť sa väčší objem určuje hĺbku | režúceho valca. Keď toto číslo a odkrýva sa väčší povrch. prieniku režúceho valca. Keď sa |
toto číslo zmenšuje, odoberá sa väčší objem a odkrýva sa väčší povrch.
Katalyzátor uvedený v tabuľke ako III sa označuje ako trojhran III. Katalyzátor B y tabuľke 2 má rozmer a tvar trojhranu III. Katalyzátor uvedený ako V je trojhran V. Katalyzátor A v tabuľke 2 je katalyzátor typu trojhran V. Všimnite si, že katalyzátor 0 nie je typu trojhran alebo trojhviezda, ale je to skôr pozdĺžne dutý valec s pôdorysným tvarom medzikružia.
Test aktivity
Prvým krokom testu aktivity je stanovenie počtu gramov katalyzátora, ktoré sa majú naplniť do reaktora testu aktivity. Najprv sa zmeria hustota náplne testovaného katalyzátora v reaktorovej rúrke s rovnakým priemerom, aký majú rúrky komerčných reaktorov. Táto hustota náplne sa stanoví vydelením známej hmotnosti katalyzátora objemom, ktorý tento zaujíma v reaktorovej rúrke. Táto hustota náplne, udávaná v gramoch na cm3, sa násobí štandardným objemom 17 cm3, aby sa získal počet gramov (+/- 0.5g), ktoré sa majú naplniť do rúrky s vnútorným priemerom 12,7 mm, 305 mm dlhej, testovacieho reaktora. Na stanovenie hustoty náplne sa dá pohodlne použiť rúrka s vnútorným priemerom 21 mm, 502 mm dlhá (s objemom 173,75 cm3).
Katalyzátor, ktorý sa. má naplniť c!o testovacieho reaktora, musí byť v aktivovanom stave. Nie je vhodné jednoducho plniť tým, čo je v literatúre známe ako prekurzorová fáza testovacieho reaktora. Rad technik prípravy aktivovaného katalyzátora je opísaný v literatúre. Vyžaduje sa nejaká kombinácia kalcinácie a/alebo reakcie s butánom, aby sa pripravil tento aktivovaný katalyzátor. Katalyzátor, ktorý je v stabilnom aktivovanom stave, bude charakterizovaný tým, že má stálu hodnotu % konverzie butánu pri 12-hodinovej nepretržitej prevádzke testovacieho reaktora. Stála hodnota % konverzie butánu je taká, ktorá sa líši o menej než 2 absolútne percentuálne body za dvanásť hodín nepretržitej prevádzky. Aktivovaný katalyzátor sa naplní do testovacieho reaktora. Reaktor sa vloží do fluidizovaného pieskového kúpeľa s homogénnou teplotou a pieskový kúpeľ sa vyhreje na 416 +/2 °C, zatiaľ čo lôžkom katalyzátora prechádza dusík. Keď sa fluidizovaný pieskový kúpeľ vyhreje na 416 +/- 2 °C, nechá sa lôžkom katalyzátora prechádzať zmes 1,5 molárnych % butánu, 21 molárnych % kyslíka a 77,5 molárnych % hélia rýchlosťou 566 +/- 25 cm3 pri tlaku 68,9 kPa.
Katalyzátor sa prevádzkuje najmenej 24 hodín a meria sa % konverzie butánu pri 416 +/- 2 °C medzi 24-tou a 90-tou hodinou nepretržitej prevádzkovej doby testovacieho reaktora. Tento postup dáva % konverzie butánu medzi 0 a 100%. Príklady výsledkov hore uvedeného merania hustoty náplne a testov aktivity možno nájsť v tabuľke 2.
| Tabuľka 2. | Hustota náplne g/cm3 | Výsle- Výsle- | % konv . | |||
| Značka Popis vzorky | Číslo pokusu | |||||
| dok hod. | dok hmôt. g | |||||
| A 6 , 35mm D | x | 4594793 | 0,56 | 24 | 9 , 45 | 60 |
| 6,3 5 m m L | - | |||||
| 3 drážky | 45% | |||||
| tuhý valec | ||||||
| B 3,9 7mm 0 | x | 4566379 | 0,68 | 77 | 12 | 75,1 |
| 3,97mm L | - | |||||
| 3 drážky | 61% | |||||
| tuhý valec | 89 | 76,2 | ||||
| C guličky | 4594775 | 0,61 | 40 | 10,4 | 54,7 | |
| 67 | 5 5,2 | |||||
| 0 6,35mm x | 4594776 | 0,92 | 30,5 | 15.,7 | 58,2 | |
| 6,35mm | ||||||
| dutý valec s | 45,5 | 57,1 |
2mm dutinou
Stanovenie stratifikácie
Aby sa mohli dva katalyzátory považovať za katalyzátory s rozdielnou aktivitou na účely stratifikácie, musia dávať rozdielne konverzie minimálne o tri percentuálne body, s výhodou o päť percentuálnych bodov. Maximálny rozptyl percentuálnych bodov konverzie v reaktore by nemal byť väčší než 75 percentuá1 nych bodov a výhodnejšie nie viac než 50 percentuálnych bodov. Ova teoretické príklady stratifikačných profilov, konštruovaných zo nasledujúce testy konverzie:
K atalyz átor
W
X
Y štyroch katalyzátorov majú % konverzie
Oba nasledujúce profily stratifikácie sledujú všeobecné pravidlo. Majú nízku aktivitu v prvých 75% reaktora, ale jeden je všeobecného typu so stratifikáciou vysoká/'ní zka/vysoká aktivita a druhý je typu nízka/vysoká aktivita.
| Katalyzátor | Poloha | Katalyzátor | Poloha | |
| Y | 0-25% | W | 0-10% | |
| W | 25-100% | Z | 10-25% | |
| Y , | 25-40% | |||
| X · | 40-50% | |||
| w \ | 50-100% | |||
| Všimnite si | , že poloha v | hore | uvedenej | tabuľke sa meria |
| vstupu do | reaktora, kde | 0% | znamená | vstup do reaktora |
a 100% výstup z reaktora.
Technika prípravy katalyzátora s nízkou aktivitou
Existuje mnoho spôsobov, ako pripraviť katalyzátor s nízkou aktivitou pre účely tohto vynálezu.. Odborníkom sú dobre známe a budú tu popísané len podľa druhov. Nasleduje čiastočný zoznam spôsobov:
1. Chemické aditíva, pridané do katalyzátora alebo v priebehu prípravy katalyzátora alebo po nej.
2. Katalyzátory rôznych tvarov, veľkostí alebo pomerov dĺžky k šírke.
3. Príprava tvarov s vysokou pevnosťou v tlaku, napríklad pravá valcová tableta, pripravená s bočnou pevnosťou v tlaku 222 N, je menej aktívna než taká pripravená s bočnou pevnosťou v tlaku 22,2 N.
4. Pridanie inertného prášku k aktívnemu katalyzátoru pred formovaním, takže každé vyformované katalytické teliesko obsahuje menej aktívneho materiálu než tvar, urobený zo 100% aktívneho prášku.
5. Zriedenie teliesok aktívneho katalyzátora inertnými telieskami .
6. Pokrytie častíc aktívneho katalyzátora inertným povlakom pred alebo po formovaní.
7. Príprava katalyzátora podľa iného predpisu.
8. Výroba teliesok katalyzátora, ktoré majú vnútorné zriedenie potiahnutím inertného nosiča aktívnym katalyzátorom.
Nasledujúce príklady ilustrujú vynález:
Príkladyuskutočnenia vynálezu
Príklad 1
12-litrová fl’aša s okrúhlym dnom, vybavená lopatkovým miešadlom, teplomerom, vyhrievacím plášťom a spätným chladičom, sa naplnila izobutylalkoholom (9000 ml), kyselinou šťavelovou (378,3 g, 4,20 molov) a V2O5 (848,4 g, 4,66 molov), ku ktorým sa pridala kyselina fosforečná (105,7%, 997,6 g). Vzniknutá ; zmes sa refluxovala asi 16 hodín, až vznikla jasnomodrá zmes. Asi jedna štvrtina obsahu izobutylalkoholu (2,25 1) sa z tejto zmesi odparila v priebehu 3 hodín, zvyšok sa ochladil, nechal usadiť a polovica zvyšného izobutylalkoholu sa dekantovala. Zvyšný materiál sa kvantitatívne preniesol na plochú porcelánovú misu a sušil sa počas 48 hodín v dusíku pri 110 °C a nasledujúcich 48 hodín pri 150 °C na vzduchu. Vysušený materiál sa potom preniesol do inej sušiarne, kde sa zahrieval na vzduchu pri 250 °C až 260 °C asi jednu hodinu, aby sa získal šedočierny prášok prekurzora katalyzátora.
S použitím prášku získaného hore uvedeným spôsobom sa formovali rôzne katalytické telieska pomocou rotačného tabletovaoieho stroja potrebnými matricami a katalytických teliesok.
Stokes 512, ktorý bol vybavený razidlami na formovanie požadovaných
Aby sa získala tabletovacia surovina s vhodnou tokovou charakteristikou, prášok prekurzora katalyzátora sa najprv zmiešal s grafitom, aby ho obsahoval 4 hmotnostné % a potom sa zlisoval na stroji do 1,27 cm valcov s hustotou tabliet 1,30-1,50 g/cm3. 1,27 cm valčeky sa potom mleli, aby sa získal prášok tabletovacej suroviny s veľkosťou zodpovedajúcou situ s veľkosťou oka 18-30. Tento prášok sa spracoval v tabletovacom stroji vybavenom potrebnými matricami a razidlami do katalytických teliesok, ktoré nás zaujímajú. Pri formovaní teliesok bol lisovací tlak nastavený tak, aby vznikali telieska s priemernou bočnou pevnosťou v tlaku od 13,3 N do 89 N. Vyrobené tablety sú opísané v tabuľke 2, vzorky B a A.
Oba typy teliesok katalyzátora sa aktivovali. Telieska katalyzátora sa umiestnili na podnos 30,48x30,48x2,54 cm zo •J 'J sita z nerezovej ocele, ktorý mal asi 40% voľnej plochy nerezovej ocele a dali sa do skriňovej pece prefukované j vzduchom, kde sa zahrievali na 425 °C. Teplota sa udržovala asi 1-2 hodiny, potom sa podnos s telieskami katalyzátora vybral a ochladil. Iný podnos s telieskami katalyzátora sa dal do skriňovej pece prefukovanej cusíkom a zahrieval sa na približne 275 °C. Vtedy sa atmosféra v sušiarni vymenila za molárnych % dusíka a molárnych % pary. Teplota sa zvýšila v priebehu 1-2 hodín na 425 °C a udržovala sa šesť hodín. Podnos s telieskami katalyzátora sa potom nechal ochladiť na teplotu miestnosti v suchom dusíku. Takto pripravené katalytické telieska sa naplnili do rúrok s vnútorným priemerom 2,10 cm 600 cm dlhého rurkového reaktora a oxidačná reakcia butánu sa prevádzkovala stovky hodín.
Katalyzátor sa potom vyprázdnil a aktivita katalytických teliesok sa merala prv opísaným testom. Konverzia, udávaná pre vzorku B, bola 75% a konverzia, udávaná pre vzorku A, bola asi 60%. Podrobné výsledky merania hustoty náplne a testov aktivity sú tabelované v tabuľke 2.
Z tohto katalyzátora sa pripravili dve náplne katalyzátora. Prvá náplň katalyzátora, príklad XA, nebola stratí fikovaná a skladala sa z 574 cm vzorky B. Oruhá náplň katalyzátora, príklad 18, mala nasledujúcu stratifikáciu, merané od vstupu do reaktora: 45,7 cm vzorky B, nasledujúcich 157,5 cm vzorky A, nasledujúcich 375,9 cm vzorky B. Obe náplne katalyzátora sa naplnili do rúrok s vnútorným priemerom 2,10 cm 600 cm dlhého rúrkového reaktora.
Oba katalyzátory sa uviedli do chodu pri nízkej koncentrácii butánu, ktorá sa zvýšila na 2,0 molárne % butánu počas prvých 12 hodín. Dôležité skúšobné parametre, HORP 1600-1650 za hodinu, vstupný tlak 0,200-0,213 MPa a vlhkosť vstupného prúdu 2,2-2,6 molárnych %, boli v oboch testoch rovnaké. Koncentrácia butánu sa zvyšovala stupňovité po 0,1 molárnych % každých 12-24 hodín, pokiaľ sa nepozoroval významný pokles výťažku alebo rast teploty horúceho miesta. Výsledky sú zhrnuté a tabelované nižšie v tabuľke 3:
Tabuľka 3.
| Kataly- Hodiny %butánu zátor | Teplota Horúce | %k on v. | %výťažku | Produktivita | |||
| kúpeľa | miesto | ||||||
| Ex 1A | 10 | 2,0 | 404 | 437 | 81,4 | 59 , 2 | 4,95 |
| Ex 18 | 12 | 2,0 | 404 | 43 0 | 79,5 | 57 , 5 | 4,89 |
| Ex 1A | 41 | 2,1 | 401 | 488 | 80,4 | 53 , 8 | 4,74 |
| Ex 1B | 28 , 5 | 2,1 | 407 | 442 | 79,5 | 57,0 | 5,05 |
| Ex 1A | 2,2 | únik horúceho | miesta | ||||
| Ex 1B | 46,5 | 2,2 | 408 | 458 | 80,5 | 56,5 | 5,20 |
Príklad 2
Katalyzátor sa vyrobil vo výrobnom závode v podstate podľa nasledujúceho laboratórneho predpisu.
12-litrová fľaša s okrúhlym dnom, vybavená lopatkovým miešadlom, teplomerom, vyhrievacím plášťom a spätným chladičom, vodou chladeným Oean Stark sifónom a prívodom plynu s hrubou fritou sa naplnila izobutylalkoholom (8300 ml) a ochladila na teplotu 10-15 °C. K izobutylalkoholu sa pridal roztok kyseliny fosforečnej (85,5% H3PO4, 901,8 g, 7,87 molov) a P2O5 (343,4 g, 2,42 molov) udržovaný pri teplote okolia. Výsledný roztok sa ochladil na teplotu od asi 5 °C do asi 10 °C a pridal sa V2O5 (963,0 g, 5,29 molov), LiCl (1,35 g, 0,032 molov), železný prášok (0,96 g, 0,017 mólov) a ďalší 1 1 izobutylalkoholu. K miešanej zmesi sa pridával plynný bezvodý chlorovodík (HC1, 2037,0 g, 55,81 mólov) prívodom plynu počas 4,67 hodiny, pričom sa teplota udržovala medzi 40 °C a 50 °C. Vzniknutý roztok sa refluxoval asi 2 hodiny. Potom sa oddestilovalo 5,4 1 alkoholu za atmosférického tlaku v priebehu 5 hodín s nasledujúcim dodatočným refluxovaním počas 1,38 hodiny. Potom sa ešte oddestilovalo 1,5 1 destilátu počas 2,36 hodiny. Zmes sa ochladila a kvantitatívne preniesla na plochú misu a sušila pri 150 °C asi 5,5 hodiny. Vysušený materiál sa preniesol do inej sušiarne a zahrieval sa v dusíku na teplotu medzi 250 °C až 260 °C asi počas 3 hodín. Potom, sa atmosféra dusíka postupne zamenila za vzduch a zahrievalo sa ďalšie 3 hodiny, aby sa získal šedočierny prášok prekurzora katalyzátora.
Prášok prekurzora katalyzátora sa formoval do guličiek v peletizačnom zariadení s 50,8 cm rotujúcou panvou. Vzniknuté guličky mali priemer od asi 4,0 mm do asi 8,0 mm s nasledujúcim rozdelením rozmerov:
| Rozsah veľkostí v mm | Obsah v % |
| + 8,0 | 0,0 |
| 6,7-8,0 | : 27,4 |
| 4,8-6,7 | 6 6,4 |
| -4,8 | 6,2 |
Katalyzátor sa aktivoval v mnohorúrkovom prevádzkovom reaktore v podstate podľa nasledujúceho postupu: Pripravené katalytické telieska ' sa naplnili do vnútra rúrok s vnútorným priemerom 2,10 cm 335,3 cm dlhého komerčného rúrkového reaktora a reaktor sa pomaly zahrieval na 400 °C (medzi 300 °C a 400 °C rýchlosťou 1 °C/hod.), pričom od asi 280 °C ním prechádzal prúd plynu obsahujúci 0,6 molárnych % butánu vo vzduchu. Takto kondicionovaný katalyzátor sa potom prevádzkoval pri oxidačnej reakcii butánu po dobu asi 3000 hodín a potom sa vyprázdnil. Aktivita úplne rovnovážneho guličkového katalyzátora, vzorka C, sa merala vyššie popísaným testom. Konverzia pri teste aktivity bola asi 75%. Podrobnosti sú uvedené v tabuľke 2.
Z tohto katalyzátora a z katalyzátora vzorky 8 sa pripravila náplň pre skúšky v širokej rúrke. Náplň katalyzátora mala nasledujúcu stratifikáciu, merané od vstupu do reaktora: 30,4 cm vzorky B, nasledujúcich 152,4 cm vzorky C, nasledujúcich 396,2 cm vzorky B. Náplň katalyzátora, pripravená, ako je popísané vyššie, sa naplnila do vnútra rúrok s vnútorným priemerom 2,10 cm 600 cm dlhého rúrkového reaktora.
Katalyzátor sa uviedol do chodu pri nízkej koncentrácii butánu, ktorá sa zvýšila na 2,0 molárne % butánu počas prvých 12 hodín. Dôležité skúšobné parametre, HORP - 1600-1650 za hodinu, vstupný tlak 0,200-0,213 MPa a vlhkosť vstupného prúdu 2,2-2,6 molárnych %. Koncentrácia butánu sa zvyšovala stupňovité a periodicky po 0.1 molárnych %, pokiaľ sa nepozoroval významný pokles výťažku alebo rast teploty horúceho miesta. Výsledky sú zhrnuté a tabelované nižšie v tabuľke 4:
Tabuľka 4.
| Kataly- | Hodiny | %bu tánu | T eplota | Horúce | %k on v. | %výťažku | Produk- |
| zátor | kúpeľa | miesto | tivita | ||||
| Ex 1A | 10 | 2,0 | 404 | 437 | 81,4 | 59,2 | 4,95 |
| Ex 2 | 21 | 2,0 | 403 | 434 | 78,7 | 59,9 | 5,01 |
| Ex 1A | 41 | 2,1 | 401 | 488 | 80,4 | 53,8 | 4,74 |
| Ex 2 | 38 | 2,1 | 405 | 443 | 80,1 | 5 9,2 | 5,20 |
| Ex lň | 2,2 | únik horúceho | miesta | ||||
| Ex 2 | 64 | 2,2 | 406 | 448 | 80,2 | 58,5 | 5,38 |
| Ex 2 | 119 | 2,34 | 406 | -- | 79,5 | 54,6 | 5,39 |
Príklad 3
V tomto príklade sa testovali katalyzátory podľa dvoch rôznych predpisov. Predpis z príkladu 1 sa použil na prípravu katalyzátora, vzorka B, tvoriaceho najaktívnejšiu časť reaktora. Katalyzátor, vzorka D, tvoriaci menej aktívnu zónu, sa vyrobil podľa nasledujúceho predpisu.
12-litrová fľaša s okrúhlym dnom, vybavená lopatkovým miešadlom, teplomerom, vyhrievacím plášťom a spätným chladičom, sa naplnila izobutylalkoholom (9000 ml), kyselinou šťavelovou (378,3 g) a V2O5 (848,4 g), ku ktorým sa pridala kyselina fosforečná (105,7% H3PO4, 997,6 g). Vzniknutá zmes sa refluxovala asi 16 hodín, až vznikla jasnomodrá zmes. Po odparení 6 litrov alkoholu v priebehu 3 hodín sa zmes ochladila a kvantitatívne preniesla na plochú porcelánovú misu a sušila počas 48 hodín pri 110 °C v dusíku a nasledujúcich 48 hodín pri 150 °C na vzduchu. Vysušený materiál sa potom preniesol do inej sušiarne, kde sa zahrieval na vzduchu pri 250 °C až 260 °C asi jednu hodinu, aby sa získal šedočierny prášok prekurzora katalyzátora.
S použitím prášku získaného 'ore _vede-ý~ spôsobom sa formovali valce s dutým j č zr cm rotačného tabletovacieho stroja Stokes 512. Aby sa získala tabletovacia surovina, prášok prekurzora katalyzátora sa rajprv zmiešal s práškom nerezovej ocele a s práškom grafitu na zmes obsahujúcu 25 hmotnostných % nerezovej ocele 316, 4 hmotnostné % grafitu a 71 hmotnostných % prášku prekurzora katalyzátora, ktoré sa zlisovali na stroji do i,27 cm valcov s hustotou tabliet 1,75-1,95 g/cm3. 1,27 cm valce sa potom mleli, aby sa získal prášok tabletovacej suroviny s veľkosťou zodpovedajúcou situ s veľkosťou oka 18-30. Tento prášok sa spracoval v tabletovacom stroji vybavenom potrebnými matricami a razidlami do katalytických teliesok, ktoré nás zaujímajú. Pri formovaní valcov s dutým jadrom v stroji bol lisovací tlak nastavený tak, aby vznikali telieska s priemernou bočnou pevnosťou v tlaku od 13,3 N do 89 N.
Katalyzátor sa aktivoval nasledujúcim spôsobom. Valce s dutým jadrom sa umiestnili na podnos 30,48cmx30,48cmx2,54 cm zo sita z nerezovej nerezovej ocele, ocele a vzduchom, udržovala kde sa asi 1-2 ktorý mal asi 40% voľnej plochy dali sa do skriňovej pece prefukovanej asi 425 °C. Teplota sa teli eskami zahrievali na katalyzátora vyňal dal do skriňovej približne 275 °C.
molárnych % zvýšila v priebehu 1-2 hodín sa podnos podnos s katalyzátorom dusíkom a zahrieval sa sa
Vtedy sa dusíka a hodiny, potom a ochladil. Iný pece prefukovanej atmosféra v sušiarni vymenila molárnycn % pary. Teplota na 425 CC a udržovala sa asi šesť sa hodín. Podnos s valcami s dutým jadrom sa potom nechal ochladiť na teplotu miestnosti v suchom dusíku. Takto pripravené katalytické telieska sa naplnili do rúrok s vnútorným priemerom 2,10 cm 600 cm dlhého rúrkovéno reaktora a výkonnosť sa testovala oxidačnou reakciou butánu.
Tento katalyzátor, vzorka 0, sa potom vyprázdnil a podrobil testu aktivity. Aktivite bola asi 58%. Podrobné výsledky testov vidieť v tabuľke 2.
Z tohto k atalyz átora, vzorka D, a z katalyzátora vzorky 8 sa pripravila náplň katalyzátora s nasledujúcou stratifikáciou, merané od vstupu do reaktore: 30,4 cm vzorky
8, nasledujúcich 152,4 cm vzorky D, nasledujúcich 396,2 cm vzorky 6. Náplň katalyzátora, pripravená, ako je opísané vyššie, sa naplnila do vnútra rúrok s vnútorným priemerom 2,10 cm 600 cm dlhého rúrkového reaktora s pevným lôžkom.
Katalyzátor sa uviedol do chodu pri nízkej koncentrácii butánu, ktorá sa zvýšila na 2,0 molárne % butánu počas prvých 12 hodín. Dôležité skúšobné parametre, HORP = 1600 za hodinu, vstupný tlak 0,200-0,213 MPa a vlhkosť vstupného prúdu 2,2-2,6 molárnych % boli v oboch testoch rovnaké. Koncentrácia butánu sa zvyšovala stupňovité a periodicky po 0,1 molárnych %, pokiaľ sa nepozoroval významný pokles výťažku alebo rast teploty horúceho miesta. Výsledky sú zhrnuté a tabelované nižšie v tabuľke 5:
| T abu ľ k a | 5 . | ||||||
| Kataly- | Hodiny | %butánu | T eplota | Hor ú ce | %konv. | %v ýťažku | Produk- |
| zátor | kúpeľa | miesto | tivita | ||||
| Ex 1A | 10 | 2,0 | 404 | 437 | 81,4 | 59,2 | 4,95 |
| Ex 3 | 17 | 2,0 | 415 | 427 | 81,6 | 55,3 | 4,55 |
| Ex 1A | 41 | 2,1 | 401 | 488 | 80,4 | 53,8 | 4,74 |
| Ex 3 | 31 | 2,1 | 419 | 433 | 79,3 | 56,3 | 4,98 |
| Ex 1A | 2,2 | únik horúceho | miesta | ||||
| Ex 3 | 89 | 2,2 | 416 | 434 | 80,3 | 56,7 | 5,21 |
| Ex 3 | 113 | 2,3 | 418 | 437 | 80,5 | 55,9 | 5,4 |
| Ex 3 | 123 | 2,4 | 418 | 438 | 79,2 | 55,4 | 5 , 56 |
| Ex 3 | 234 | 2,5 | 419 | 450 | 81 , 8 | 54,7 | 5,73 |
| Ex 3 | 267 | 2,6 | 419 | 453 | 81 , 2 | 52,8 | 5,77 |
| Ex 3 | 302 | 2,7 | 419 | 481 | 81,1 | 49,9 | 5,64 |
Poznámka:
Operácia je nestabilná pri 2,7% butánu v príklade 3.
Príklad 36
Katalytická oxidácia π-butánu na maleínanhydrid sa vykonávala postupom všeobecne opísaným v príklade 3, ale lôžko katalyzátora malo len dve zóny rozdielnej aktivity. Prvá zóna obsahovala 6,35 mm valce s dutým jadrom (vzorka D v tabuľke 2) a druhá zóna s dĺžkou 416,5 cm obsahovala 3,99 mm trojhrany (vzorka B v tabuľke 2).
Reaktor mal po 148-hodinovej prevádzke pri koncentrácii butánu v nástreku 2,6 objenu% priemernú teplotu soľného kúpeľa 414 °C, teplota horúceho miesta bola 472 °C, % konverzie bolo 79,9, výťažok 53,1 molárnych % a produktivita 92,8 kg/m3 katalyzátora za hodinu.
P r íklad 4
S použitím postupu popísaného vyššie sa stanovili hodnoty K, pre rôzne veľkosti a tvary katalyzátora. Nájdené hodnoty Kina použitie vo vzťahu dp = Pin - [Pin2 - KiT1 · 1L2.76(SV)1 .76]0,5 sú uvedené v tabuľke 6.
Tabuľka 6.
| Tvar telesa | hodnoty Kí | |
| trojhran III | 8,7 2 | |
| trojhran V | 4,10 | |
| 4,76 mm valce | s dutým jadrom | 10,1 |
| 5,56 mm valce | s dutým jadrom | 5,49 |
| 6,35 mm valce | s dutým jadrom | 4,53 |
| 6 mm inertné | guľôčky | 3,95 |
| 8 mm inertné | guľôčky | 3,51 |
| 3,17 mm pevné | tablety | 15,3 |
| trojhviezdy | 8,14 | |
| trojhviezdy + | 10 objem.% 6 mm | iner tu 7,97 |
| trojhviezdy + | 20 objem.% 6 mm | inertu 7 ,lf> |
| guľôčky 4-8 mm | 5,66 | |
| krúžky 8x8x4 | m m | 3,09 |
(xlO10)
Na účely porovnania sa stanovil pomer povrchu k objemu u radu týchto katalyzátorov. Tieto stanovenia sa zakladali na pomere geometrického povrchu ku geometrickému objemu, uzavretému povrchom, a nezahrnuli žiadne účinky porozity. Výsledky možno nájsť nižšie v tabuľke 7.
| Tabuľka 7. | |||
| Tvar | telesa | povrch/objem v cm-1 | |
| trojhran III | 27 | ||
| trojhran V | 21 | ||
| 4,76 | mm valce s dutým | jadrom | 17 |
| 5,56 | mm valce s dutým | jadrom | 14 |
| 6,35 | mm valce s dutým | jadrom | 12 |
| 6 mm | inertné guľôčky | 10 | |
| 8 mm | inertné guľôčky | 7,5 | |
| 3,17 | mm pevné tablety | 15,3 | |
| 4,76 | pevné tablety | 13 |
guľôčky 4-8 mm
Tieto merania demonštrujú, priemer 13 že i ked pomer povrchu k objemu možno korelovať s poklesom tlaku u teliesok katalyzátora daného tvaru, na porovnanie charakteristiky poklesu tlaku u teliesok rôzneho tvaru je empirické stanovenie nevyhnutné. Avšak takéto stanovenia sa vykonajú ľahko rutinnými pokusmi. Preto odborníci môžu ľahko aplikovať tu opísané princípy, aby určili vhodný profil katalyzátora pre vysokú produktivitu a nízky pokles tlaku.
Z tabuľky 6 sa dá zistiť, že stratifikovaná náplň sa dá zostaviť z trojhviezd zriedením v kritickej oblasti inertnými guľôčkami. Teda celé lôžko sa dá zostaviť z trojhviezd aktívneho katalyzátora jednotného rozmeru a aktivity, zatiaľ čo kritická oblasť a nízky pokles tlaku sa zaistia jednoducho zriedením trojhviezd katalyzátora v tejto oblasti inertnými guľôčkami.
Príklad 5
Rúrky výrobného rúrkového reakrora s plášťom sa naplnili dvoma rôznymi katalyzátormi, ktoré majú veľkosti a tvary opísané ako zhora trojhran III a trojhran V, aby vznikla prvá oblasť obsahujúca trojhrany III, druhá kritická oblasť obsahujúca trojhrany V a tretia zóna obsahujúca trojhrany III. Zloženie katalyzátora zodpovedá vzorcu
Ma V 1 P(1,08)Οχ kde M je promótorový kov, a je nula, V je vanád, P je fosfor, x. je číslo zodpovedajúce valenčnému stavu V a P.
Katalyzátor sa vyrobil vo výrobnom závode v podstate podľa nasledujúceho výrobného návodu.
1 fľaša s guľatým dnom, vybavená lopatkovým miešadlom, teplomerom, vyhrievacím plášťom a spätným chladičom sa naplnila izobutylalkoholom (9000 ml), kyselinou šťavelovou (378,3 g, 4,20 molov) a V2OS (848,4 g, 4,66 molov). K tomu sa pridala kyselina fosforečná (105,7% H3PO4, 997,6 g, 10,76 molov). Vzniknutá zmes sa refluxovala asi 16 hodín, až vznikla jasnomodrá zmes. Po odparení alkoholu (asi 2,25 1) v priebehu 3 hodín sa zmes ochladila, nechala usadiť a polovica zostatku izobutylalkoholu sa dekantovala. Zvyšný materiál sa kvantitatívne preniesol na plochú porcelánovú misku a sušil sa 48 hodín v dusíku pri 110°C a následne 48 hodín na vzduchu pri teplote 150°C. Vysušený materiál sa potom preniesol do inej sušiarne, kde sa zahrieval na vzduchu pri 250 °C až 260 °C asi jednu hodinu, aby sa získal šedočierny prášok prekurzora katalyzátora.
S použitím prášku získaného hore uvedeným spôsobom sa formovali rôzne katalyticé telieska pomocou rotačného tabletovacieho stroja Stokes 512, vybaveného potrebnými matricami a razidlami na sformovanie požadovaných katalytických teliesok. Aby sa získala tabletovaoia surovina s vhodnou tokovou charakteristikou, prášok prekurzora katalyzátora sa najprv zmiešal s grafitom, aby ho obsahoval asi 4 hmotnostné % a potom sa zlisoval na stroji do 1,27 cm valcov s hustotou tabliet 1,30-1,50 g/cm3. 1,27 cm valce sa potom mleli, aby sa získal prášok tabletovacej suroviny s veľkosťou zodpovedajúcou situ s veľkosťou oka 18-30. Tento prášok sa spracoval v tabletovacom stroji vybavenom potrebnými matricami zaujímajú.
a razidlami do katalytických teliesok, ktoré nás bol lisovací tlak nastavený priemernou bočnou pevnosťou Vyrobené tablety sú
Pri formovaní teliesok tak, aby v tlaku od 13,3 N do 89 N.
v tabuľke 2, vzorky B a A.
Oba typy teliesok prekurzora katalyzátora 30,48cmx2,54 cm zo sita voľnej plochy nerezovej ocele a dali sa do skriňovej pece, kde vznikali telieska s katalyzátora sa sa umiestnili aktivovali.
na podnos z nerezovej ocele, ktorý opísané
T elieska
30,48cmx mal asi 40% sa zahrievali na vzduchu z teploty miestnosti (asi 25 °C) na
275 °C. Teplota sa potom zvýšila na 425 ° C/m i n. v asi % pary. Teplota sa potom v atmosfére % pary šesť hodín.
reaktora na výrobu
Prvá oblasť bola dlhá asi °C programovanou rýchlosťou molárnych hodiny a molárnych
Rúrky dĺžku 579 molárnych udržovala pri molárnych % vzduchu a 50
425 °C asi 1-2 % dusíka a 50 maleinanhydridu
6.2
152,4 cm prevádzkovali 12 mesiacov.
cm. V tomto sa naplnili na cm, druhá asi reaktore sa tretia asi 350,5 experimentálne reakcie vo výrobnom Reakčný plyn, obsahujúci medzi asi a asi 2,5 objem.% butánu, asi 3,lxl0-4 trimetylfosfátu a približne 20 objem.% vzduchu), sa zavádzal do reaktora a oxidoval na maleínanhydrid. Operáciou a konverzia n-butánu kolísala medzi asi objem.% kyslíka n-bu tán závode.počas
1,5 ob j em.% fosforu ako (z okolitého katalytický bol jediný prechod 79% a až asi 90%.
Objemové rýchlosti sa udržovali v rozsahu od asi 1150 do asi 1650 za hodinu a vstupná koncentrácia n-butánu sa regulovala tak, aby teplota horúceho miesta v reaktore nepresiahla teplotu soľného kúpeľa o asi 60 °C v ktoromkoľvek bode katalyzátora.
Monitoroval sa výkon reaktora, pozorovali sa teplotné profily a zaznamenávali sa údaje o výťažku, produktivite, konverzii, poklese tlaku a obsahu butánu. Výsledky sú zhrnuté v tabuľke 8 pre štyri mesiace prevádzky pri koncentrácii butánu asi 2,5 objem.% (97%-ná čistota) a objemové rýchlosti asi 1625 za hodinu a pre desať mesiacov prevádzky pri koncentrácii butánu asi 2,1 objem.% (97%-ná čistota) a objemové rýchlosti asi Ί613 za hodinu.
Tabuľka 8.
výťažok v % produktivita v kg maleinanhydridu/m3 % konverzie teplota soľného kúpeľa v °C teplota horúceho miesta v °C poloha horúceho miesta pokles tlaku v kPa
Pozorovanie teplotného dlhšej ako šesť mesiacov
| štyri mesiace 56 | desať mesiacov 58 |
| 90,4 | 82 |
| 83 | 8 6 |
| 420 | 426 |
| 460 | 454 |
| 2. zóna | 2. z óna |
| 103,3 | 103,3 |
| profilu ukázalo, | že pri dobe |
| sa horúce miesto vytvorilo |
a udržovalo v kritickej oblasti..... alebo proti prúdu od nej takmer 100% doby, počas ktorej teplota plynu presiahla teplotu chladiacej kvapaliny o viac než 30 °C kdekoľvek v reaktore.
Ako naznačujú výsledky tohto príkladu, výhodný rozpis náplne katalyzátora pre reaktory s dĺžkou 396 až 762 cm, ktoré majú výkonnostné charakteristiky reaktora z tohto príkladu, je taký, ako s najvyššou oblasť lôžka od vstupu kritickej po prúde a po oddelení s troma oblasťami oblasť lôžka predhrievanie kritická oblasť po prúde je uvedený nižšie, pričom aktivitou katalyzátora berieme % dĺžky reaktora v oblasti ku oblasti 15-45
45-85 predhrievania od kritickej % dĺžky reaktora v oblasti
8-22
10-30
48-82 aktivitu oblasti ako 1,0:
aktivita katalyzátora
0,7-0,9
1,0 oblasti na reaktor aktivita katalyzátor a 0,8-1,0 0,6-0,9
1,0
Príklad 6
Rúrky výrobného rúrkového reaktora s plášťom sa naplnili trojhranmi III a trojhranmi V katalyzátora, oba katalyzátory sa vyrobili spôsobom popísaným v príklade 5. Aj reaktor sa prevádzkoval spôsobom porovnateľným so spôsobom opi san ým v príklade 5. Avšak rúrky sa naplnili v nasledujúcom poradí: 2,54 cm inertami (6 mm alumina), 88,9 cm trojhranmi III, 91,5 cm trojhranmi V, 382,3 cm trojhranmi III. Prevádzka sa uskutočňovala za rôznych experimentálnych podmienok počas asi 2000hodin.
Do reaktora sa zavádzal reakčný plyn, obsahujúci medzi asi 1,5 objem.% a asi 2,4 objem.% butánu, asi 3,lxl04 objem.% fosforu ako trimetylfosfátu. Konverzia n-butánu kolísala medzi asi 75% a až asi 90%. Objemové rýchlosti sa udržovali v rozsahu od asi 1500 do asi 2650 za hodinu. Plynová náplň sa regulovala tak, aby teplota horúceho miesta v reaktore nepresiahla teplotu soľného kúpeľa o asi 60 °C v ktoromkoľvek bode katalyzátora.
Monitoroval sa výkon reaktora, pozorovali sa teplotné profily a zaznamenávali sa údaje o výťažku, produktivite, konverzii, poklese tlaku a obsahu butánu. Výsledky zhrnuté v tabuľke 9 sa získali pri 587 hodinovej prevádzke pri koncentrácii butánu asi 2,21 objem.% a objemovej rýchlosti asi
2630 za hodinu a 3,lxl0~4 objem.% fosforu ako trimetylfosfátu.
Tabuľka 9.
výťažok v %54 produktivita v kg maleinanhydridu/m3129,6 % konverzie82 teplota soľného kúpeľa v °C423 teplota horúceho miesta v °C467 poloha horúceho miesta v cm95 pokles tlaku v kPa193
Pozorovanie teplotného profilu ukázalo, že horúce miesto reaktora sa vytvorilo a udržovalo v kritickej oblasti alebo proti prúdu od nej takmer 100% doby, počas ktorej teplota plynu presiahla teplotu chladiacej kvapaliny o viac než 30 °C kdekoľvek v reaktore.
Príklad.....7.
Maleinanhydrid sa vyrábal katalytickou oxidáciou n-butánu v laboratórnom reaktore pomocou tak nestratifikovaných ako aj stratifikovaných náplní reaktora. Pri niektorých pokusoch vstupný plyn obsahoval trimetylfosfát (TMP), zatiaľ čo v iných prípadoch sa v nástreku nepoužila žiadna modifikujúca zlúčenina. Po dosiahnutí ustáleného stavu pri koncentrácii n-butánu 2,0 objem.% sa obsah n-butánu zvyšoval periodicky po malých prírastkoch, pokiaľ sa nedosiahlo maximum produktivity. V tabuľke 10 sú uvedené rozpisy náplne k atalyz átora, obsah TMP vo vstupnom plyne, obsah n-butánu pri maximálnej produktivite a najvyššia dosiahnutá produktivita. Na porovnanie sú uvedené príklady pokusov s katalyzátormi 1A, 1S a 2 z príkladov 1 a 2.
Tabuľka 10.
| katalyzátor | číslo | % n-butánu | TMP | najvyššia |
| pokusu | pri maxím. | hmotn. | produktivita | |
| produktivite | ppm | |||
| 25-100 trojhrany | ||||
| 3,97mm (príklad 1A) | C2725 | 2,10 | 0 | 80,8 |
| C2737 | 2,13 | 3 | 80,8 | |
| 2,5 0 | 6 | 89,1 | ||
| 5,08-50,8cm | C2726 | 2,2 | 0 | 83,2 |
| trojhrany 3,97mm | ||||
| 50,8-208,3cm | ||||
| trojhrany 6,35mm | 2,4 | 1,6 | 85,3 | |
| 208,3-584,2cm | ||||
| trojhrany 3,97mm | 2,3 | 1,6 | 85,9 | |
| (príklad 18) | ||||
| 5,08-35,6cm | C2735 | 2,33 | 0 | 88,3 |
| trojhrany 3,97mm | 2,74 | 3 | 103,4 | |
| 35,6-188cm guľôčky | 2,81 | 6 | 103,5 |
188-584,2cm trojhrany 3,97 (príklad 2)
V porovnaní s nestratí fikovanými trojhranmi 3,97 mm sa koncentrácia n-butánu pri maxime produktivity zvýšila z 2,1% na 2,2% (rozdiel 0,1%) stratifikáciou v kritickej oblasti obsahujúcej trojhrany 6,35 mm (tabuľka 3). Koncentrácia n-butánu pri maxime produktivity sa podstatne nezvýšila (0,0%) prídavkom 3 ppm TMP bez stratifikácie a zvýšila sa na 2,5% (rozdiel 0,4%) prídavkom 6 ppm TMP bez stratifikácie.
Avšak kombinácia 1,6 ppm TMP a strati fi kácia trojhranmi 6,35 mm zvýšila maximum koncentrácie n-butánu vo vstupnom plyne na 2,4% (rozdiel oproti základnému prípadu 0,3%), čo jasne prevyšuje aditívny účinok samotnej stratifikácie a samotných 3 ppm TMP (0,1% + 0,0% - 0,1%).
Stra ti fikácia lôžka trojhranov 3,97 mm využitím guľôčok vzorky C v kritickej oblasti zvýšila maximum koncentrácie n-butánu vo vstupnom plyne na 2,33% (rozdiel-' 0,23%), zatiaľ čo kombinácia tejto formy stratifikácie s 3 ppm TMP vo vstupnom plyne zvýšila maximum koncentrácie π-butánuvo vstupnom plyne na 2,74% (rozdiel 0,64%), čo prevyšuje súčet účinkov stratí fikácie a 3 ppm TMP (0,23% + 0,0% = 0,23%). Podobne kombinácia tejto formy stratifikácie so 6 ppm TMP vo vstupnom plyne zvýšila maximum koncentrácie n-butánu vo vstupnom plyne na 2,81% (rozdiel 0,71%), čo prevyšuje súčet účinkov stratifikácie a 6 ppm TMP (0,23% + 0,4% - 0,63%).
Príklad 8
Rúrky výrobného rúrkového reakrora s plášťom sa naplnili trojhranmi III a trojhranmi V, aby vznikla prvá oblasť obsahujúca trojhrany III, druhá kritická oblasť obsahujúca trojhrany V a tretia zóna obsahujúca trojhrany III. Zloženie katalyzátora zodpovedá vzorcu
M a V1 P < 1 , o 8 ) Ox , kde M, a, V, P a x boli definované vyššie. Katalyzátory sa vyrobili spôsobom popísaným v príklade 5.
Reakčné rúrky sa naplnili katalyzátorom na dĺžku lôžka 579,1 cm. Vstupná oblasť lôžka katalyzátora sa naplnila do 25,4 mm inertnými telieskami. Potom bola prvá oblasť katalyzátora dlhá 121,9 cm, druhá 152,4 cm a tretia 304,8 cm. Reagujúci plyn obsahoval medzi asi 1,5 objem.% a až asi 2,4 objem.% butánu a približne 20 objem.% kyslíka (z okolitého vzduchu) .
Operáciou bol jediný prechod a konverzia n-butánu kolísala medzi asi 79% a až asi 90%. Objemové rýchlosti sa udržovali v rozsahu od asi 1150 do asi 1650 za hodinu a vstupná koncentrácia n-butánu sa regulovala tak, aby teplota horúceho miesta v reaktore nepresiahla teplotu soľného kúpeľa o asi 60 °C v ktoromkoľvek bode katalyzátora.
Monitoroval sa výkon reaktora, pozorovali sa teplotné profily a zaznamenávali sa údaje o výťažku, produktivite, konverzii, poklese tlaku a obsahu butánu. Výsledky tohto pokusu (C2770) sú zhrnuté v tabuľke 11.. Získali sa pri 2516-hodinovej prevádzke pri koncentrácii butánu 2,40 objem.%, koncentrácii 5xl0-4 objem.% fosforu vo forme trimetylfosfátu a objemovej rýchlosti 1625 za hodinu.
Tabuľka 11.
výťažok v % produktivita·; v kg maleínanhydridu/m3 % konverzie teplota soľného kúpeľa v °C
425 teplota horúceho miesta v °C
454 poloha horúceho miesta v cm pokles tlaku v kPa
96,5
Toto uskutočnenie sa považuje za takmer optimálne pr e podobné reaktory. Pre reaktorové sústavy, ktoré majú porovnateľné výk onnostné charakteristiky, sa teda dáva prednosť nasledujúcemu rozpisu náplne katalyzátora, pričom aktivita oblasti s najvyššou aktivitou katalyzátora sa berie ako 1,0:
oblasť lôžka predhrievanie kritická oblasť % dĺžky reaktora v oblasti
15-25
15-30 aktivi ta katalyzátora 0,9-1,0
0,7-0,9 po prúde
48-56
1,0
Ešte katalyzátora: oblasť lôžka predhrievanie kritická oblasť po prúde
Pretože pri vykonávať rôzne výhodnej ši spôsobe zmeny bez je nasledujúci % dĺžky reaktora v oblasti
19-23
23-29
48-56 podľa tohto toho, aby sa rozpis náplne aktivita katalyzátor a
0,9-1,0
0,7-0,9
1,0 vynálezu sa môžu dostali mimo rámca tohto vynálezu, všetky údaje.v popise by sa mali interpretovať ako ilustratívne a nie ako obmedzujúce.
Claims (35)
- PATENTOVÉ NÁROK'»1. Spôsob výroby m a 1 e í nanh ydridu prechodom plynu spočiatku obsahujúceho kyslík a nearomatický uhľovodík, ktorý má aspoň štyri uhlíkové atómy v lineárnom raťazci, rúrkovým reaktorom, kedy uvedený reaktor obsahuje pevné lôžko katalyzátora, tvoreného vanádom, fosforom a kyslíkom, na ktorom uhľovodík a kyslík reagujú v plynnej fáze za vzniku maleínanhydridu, v priebehu uvedený plyn a lôžko katalyzátora sa reakcie chladia prenosom tepla kvapaliny stenou rúrkového reaktora, v y z , že plyn katalyzátora, objemu sa tým v ktorom lôžka mení v smere toku vysokou plynu aktivitou prechádza jeden raz do chladiacej n a č u júci pevným lôžkom sa aktivita katalyzátora na jednotku teplotou a koncentráciou uhľovodíka tak , v oblasti nízkej že reakčná rýchlosť sa podporuje teploty a nízkej koncentrácie uhľovodíka v lôžku a je obmedzená relatívne nízkou aktivitou v kritickej oblasti lôžka, kde by ináč kombinácia teploty a koncentrácie uhľovodíka mohla viesť k príliš vysokej rýchlosti reakcie alebo k prílišnému vzrastu reakčnej teploty, uvedená aktivita sa tak mení v smere toku plynu tak, že reaktor sa môže prevádzkovať pri počiatočných koncentráciách uhľovodíka nad 1,5 objem.%, integrovanom priemernom rozdiele medzi teplotou reagujúceho plynu a chladiacej kvapaliny aspoň asi 15 °C v tej časti lôžka, kde teplota plynu presahuje teplotu chladiacej kvapaliny, konverzii uhľovodíka aspoň 70% a s produktivitou aspoň 80 kg maleínanhydridu na m3 katalyzátora za hodinu bez toho, aby uvedený rozdiel medzi teplotou plynu a chladiacej kvapaliny presiahol v priebehu reakcie 80 °C v ktoromkoľvek bode lôžka katalyzátora a rýchlosť zavádzania uvedeného uhľovodíka do uvedeného lôžka katalyzátora sa reguluje tak, aby konverzia uvedeného uhľovodíka bola aspoň 70% a aby rozdiel medzi teplotou uvedeného plynu a uvedenej chladiacej kvapaliny nepresiahol asi 80 °C v ktoromkoľvek bode uvedeného lôžka katalyzátora, zatiaľ čo aby integrovaný priemerný rozdiel medzi teplotou reagujúceho plynu a teplotou chladiacej kvapaliny bol aspoň asi 15 °C v tej časti lôžka, kde teplota plynu presahuje teplotu chladiacej kvapaliny.
- 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že uvedená kritická oblasť zahrnuje oblasť, v ktorej koncentrácia uhľovodíka prekračuje 0,8 objem.% a teplota plynu by bola o viac než 30 °C vyššia než teplota chladiacej kvapaliny, pokiaľ by aktivita katalyzátora bola všade v lôžku rovnaká ako v uvedenej oblasti s vysokou aktivitou katalyzátora.
- 3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa t ý m , že aktivita katalyzátora v uvedenej kritickej oblasti je nižšia než v oblastiach tak proti prúdu, ako aj po prúde v smere toku uvedeného plynu od.uvedenej kritickej oblasti, kde koncentrácia uhľovodíka je menšia než asi 0,5 objem.%, alebo kde teplota by bola o menej než 20 °C vyššia než teplota chladiacej kvapaliny, aj keby aktivita katalyzátora bola všade v lôžku rovnaká ako aktivita katalyzátora v oblasti s vysokou aktivitou katalyzátora.
- 4. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým ,že podmienky procesu sa regulujú tak, že keď rozdiel medzi teplotou reagujúceho plynu a teplotou chladiacej kvapaliny prekročí 30 °C kdekoľvek v reaktore, maximálna teplota uvedeného plynu v uvedenom lôžku katalyzátora sa dosiahne v mieste, ktoré je v uvedenej kritickej oblasti alebo proti prúdu od uvedenej kritickej oblasti s ohľadom na smer toku plynu.
- 5. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa t ý m , že aktivita katalyzátora na jednotku objemu lôžka v uvedenej kritickej oblasti je podstatne nižšia než v oblasti po prúde medzi uvedenou kritickou oblasťou a výstupným koncom uvedeného lôžka.
- 6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým ,že priepustnosť pre plyn uvedeného lôžka katalyzátora
je podstatne vyššia v uvedenej kritickej oblasti než v uvedenej oblasti po prúde. 7. Spôsob podľa nároku 6, v yznačujú c i s a t ý m , že aktivita uvedeného katalyzátora v uvedenej kritickej oblasti je aspoň o 10% nižšia než priemerná aktivita katalyzátora vo zvyšku uvedeného lôžka a pokles tlaku na jednotku dĺžky v smere toku oblasti nižší aspoň o 15% katalyzátora. - 8. Spôsob podía nároku tým ,že uvedená kritická plynu je v uvedenej kritickej než vo zvyšku uvedeného lôžka2, vyznačujúci sa oblasť je vzdialená od vstupného konca plynu do uvedeného lôžka, priemerná aktivita katalyzátora v uvedenej kritickej oblasti je nižšia než priemerná aktivita katalyzátora tak v oblasti proti prúdu medzi uvedeným vstupom a uvedenou kritickou oblasťou, ako aj v oblasti po prúde medzi uvedenou ; kritickou oblasťou a uvedeným výstupom, priemerná priepustnosť pre plyn v lôžku je vyššia v uvedenej kritickej oblasti než tak v uvedenej oblasti proti prúdu medzi vstupom a kritickou oblasťou, ako aj v uvedenej oblasti po prúde.
- 9. Spôsob podía nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že uvedené uhíovodíky sú vybrané zo skupiny, ktorá zahrnuje π-bután, 1-butén, 2-butén, 1,3-butadién a ich zmesi.
- 10. Spôsob podía nároku 1, vyznačujúci sa tým ,že uvedená kritická oblasť zahrnuje oblasť, v ktorej by teplota reagujúcich plynov presiahla 500 °C, pokiaí by aktivita katalyzátora bola všade v lôžku rovnaká ako v oblastiach s relatívne vysokou aktivitou katalyzátora a spôsob by sa prevádzkoval s produktivitou aspoň asi 80 kg maleínanhydridu/m3 katalyzátora za hodinu a obsahom uhľovodíka v uvedenom vstupnom plyne aspoň asi 1,5 objem.%.
- 11. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že podmienky procesu sa regulujú tak, že počas aspoň šiestich mesiacov v podstate kontinuálnej prevádzky sa poloha maximálnej teploty uvedeného plynu v uvedenom lôžku katalyzátora udržuje vnútri uvedenej kritickej oblasti alebo proti prúdu od uvedenej kritickej oblasti s ohľadom na smer toku plynu aspoň počas 80% prevádzkovej doby reaktora, v priebehu ktorej teplota plynu prekročí teplotu chladiacej kvapaliny o viac než 30 °C kdekoľvek v reaktore.
- 12. Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým že podmienky procesu sa regulujú tak, že počas aspoň jedného roka v podstate kontinuálnej prevádzky sa poloha maximálnej teploty uvedeného plynu v uvedenom lôžku katalyzátora udržuje vnútri uvedenej kritickej oblasti alebo proti prúdu od uvedenej kritickej oblasti s ohľadom na smer toku plynu aspoň počas 80% prevádzkovej doby reaktora, v priebehu ktorej teplota plynu prekročí teplotu chladiacej kvapaliny o viac než 30 °C kdekoľvek v reaktore.
- 13. Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým ,. že počas aspoň 80% životnosti katalyzátora sa maximálna teplota uvedeného plynu v uvedenom lôžku katalyzátora udržuje vnútri uvedenej kritickej oblasti alebo proti prúdu od uvedenej kritickej oblasti aspoň počas 80% prevádzkovej doby reaktora, v priebehu ktorej teplota plynu prekročí teplotu chladiacej kvapaliny o viac než 30 °C kdekoľvek v reaktore.
- 14. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým , že dĺžka uvedeného lôžka katalyzátora od vstupu plynu do výstupu plynu je väčšia než asi 13 stôp a podmienky procesu sa regulujú tak, že počas aspoň šiestich mesiacov v podstate kontinuálnej prevádzky sa poloha maximálnej teploty uvedeného plynu v uvedenom lôžku katalyzátora udržuje vo vzdialenosti, ktorá nie je väčšia než 45% dĺžky uvedeného lôžka od vstupu plynu do lôžka aspoň počas 80% prevádzkovej doby reaktora, počas ktorej teplota plynu prekročí teplotu chladiacej kvapaliny o viac než 30 °C, uvedená vzdialenosť sa meria v smere toku plynu od vstupu plynu do lôžka k výstupu plynu z lôžka.
- 15. Spôsob výroby maleínanhydridu prechodom plynu spočiatku obsahujúceho kyslík a nearomatický uhľovodík, ktorý má aspoň štyri uhlíkové atómy v lineárnom raťazci, rúrkovým reaktorom, kedy uvedený rúrkový reaktor obsahuje pevné lôžko katalyzátora, tvoreného vanádom, fosforom a kyslíkom, na ktorom uhľovodík a kyslík reagujú v plynnej fáze za vzniku maleínanhydridu, uvedený plyn a lôžko katalyzátora sa v priebehu reakcie chladia prenosom tepla do chladiacej kvapaliny stenou rúrkového reaktora, vyznačujúci sa t ý m , že plyn prechádza pevným lôžkom katalyzátora a uvedený plyn spočiatku obsahuje kyslík a aspoň 1,5 objem.% uvedeného uhľovodíka a prchavú zlúčeninu fosforu v pomere4 9 dostatočnom na zaistenie obsahu fosforu aspoň asi 2,0xl0~5 objem.%, aktivita katalyzátora na jednotku objemu uvedeného lôžka sa mení s teplotou a koncentráciou uhľovodíka v smere toku plynu tak, aby sa reakčná rýchlosť podporovala vysokou aktivitou v oblasti nízkej teploty a nízkej koncentrácie uhľovodíka v lôžku a bola obmedzená relatívne nízkou aktivitou v kritickej oblasti lôžka, kde by ináč kombinácia teploty a koncentrácie uhľovodíka mohla viesť k príliš vysokej rýchlosti reakcie alebo k prílišnému stúpnutiu reakčnej teploty a rýchlosť zavádzania uvedeného uhľovodíka do lôžka katalyzátora sa reguluje tak, aby rozdiel medzi teplotou uvedeného plynu a uvedenej chladiacej kvapaliny nepresiahol asi 80 °C kdekoľvek v uvedenom lôžku katalyzátora, zatiaľ čo integrovaný priemerný rozdiel medzi chladiacej kvapaliny je teplota plynu presahuje
- 16. Spôsob podľa nároku 15, v tým , že uvedená zlúčenina fosforu zlúčeninu .teplotou reagujúceho plynu a teplotou aspoň asi 15 °C v tej časti lôžka, kde teplotu chladiacej kvapaliny.nároku y z n a č zahrnuje u j ú c i sa organofosforovú u j ú c i sa tým forovú y z n a č obsahuje uvedenú organofosfosfor u
- 17. Spôsob podľa nároku 16, v ,že uvedený plyn spočiatku zlúčeninu v pomere dostatočnom na zaistenie obsahu medzi asi 2,0xl0-5 a asi 2,0xl0~3 objem.%.Spôsob podľa nároku 15, že uvedená kritická oblasť tým, koncentrácia uhľovodíka prekračuje by bola o viac kvapaliny, pokiaľ rovnaká ako v než 30 °C by aktivita uvedenej katalyzátora.
- 19. Spôsob podľa tým , že podmienky šiestich mesiacov v poloha katalyzátora proti prúdu toku plynu vyznačujúci sa zahrnuje oblasť, v ktorej 0,8 objem.% a teplota plynu vyššia než katalyzátora oblasti s teplota chladiacej bola všade v lôžku vysokou aktivitou nároku.procesu tak u j ú c i sa , že počas aspoň prevádzky sa uvedenom lôžku15, v y z n sa regulujú podstate kontinuálnej maximálnej teploty uvedeného plynu v udržuje vnútri uvedenej kritickej oblasti alebo od uvedenej kritickej oblasti s ohľadom na smer aspoň počas 80% prevádzkovej doby reaktora, v priebehu ktorej teplota plynu prekročí teplotu chladiacej kvapaliny o viac než 30 °C kdekoľvek v reaktore.
- 20. Spôsob podľa nároku 15. vyznačujúci sa t ý m , že dĺžka uvedeného lôžka katalyzátora od vstupu plynu do výstupu plynu je väčšia než asi 13 stôp á podmienky procesu sa regulujú tak, že počas aspoň šiestich mesiacov v podstate kontinuálnej prevádzky sa poloha maximálnej teploty uvedeného plynu v uvedenom lôžku katalyzátora udržuje vo vzdialenosti, ktorá nie je väčšia než 45% dĺžky uvedeného lôžka od vstupu plynu do lôžka aspoň počas 8ΰ% prevádzkovej doby reaktora, počas ktorej teplota plynu prekročí teplotu chladiacej kvapaliny o viac než 30 °C, uvedená vzdialenosť sa meria v smere toku plynu od vstupu plynu do lôžka k výstupu plynu z lôžka.
- 21. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že plyn prechádza jeden raz uvedeným pevným lôžkom katalyzátora a konverzia uhľovodíka v uvedenom lôžku je aspoň 70%.
- 22. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa t ý m , že podmienky procesu sa regulujú tak,, že produktivita je aspoň 80 kg maleínanhydridu na m3 katalyzátora za hodinu.
- 23. Spôsob výroby maleínanhydridu prechodom plynu spočiatku obsahujúceho kyslík a nearomatický uhľovodík, ktorý má aspoň štyri uhlíkové atómy v lineárnom raťazci, rúrkovým reaktorom, kedy uvedený rúrkový reaktor obsahuje pevné lôžko katalyzátora, tvoreného vanádom, fosforom a kyslíkom, na ktorom uhľovodík a kyslík reagujú v plynnej fáze za vzniku maleínanhydridu, uvedený plyn a lôžko katalyzátora sa v priebehu reakcie chladia prenosom tepla do chladiacej kvapaliny stenou rúrkového reaktora, tým ,že plyn prechádza pevným v ktorom sa aktivita katalyzátora a vyznačujúci lôžkom katalyzátora, priepustnosť pre plyn menia s teplotou a koncentráciou uhľovodíka v smere toku plynu tak, aby sa reakčná rýchlosť podporovala vysokou aktivitou v oblasti nízkej teploty a nízkej koncentrácie uhľovodíka v lôžku a bola obmedzená relatívne nízkou aktivitou v kritickej oblasti lôžka, kde by ináč kombinácia teploty a koncentrácie uhľovodíka mohla viesť k príliš vysokej rýchlosti reakcie alebo k prílišnému stúpnutiu teploty reagujúceho plynu, uvedená priepustnosť pre plyn sa mení takým spôsobom, že pokles tlaku na jednotku dĺžky v smere toku plynu v uvedenej kritickej oblasti je nižší než pokles tlaku na jednotku dĺžky v uvedenom smere oblasti po prúde medzi uvedenou kritickou oblasťou a výstupným koncom uvedeného lôžka, aplikuje sa chladiaca náplň obtekaním chladiacej kvapaliny okolo rúrok uvedeného rúrkového reaktora z vonkajšej strany, aby sa odviedlo teplo ;vytvorené reakciou a rýchlosť zavádzania uvedeného uhľovodíka do uvedeného lôžka katalyzátora sa reguluje tak, že najvyššia teplota reagujúcich - plynov sa dosiahne v uvedenej kritickej oblasti a rozdiel medzi teplotou uvedeného plynu a uvedenej chladiacej kvapaliny nepresiahne asi 80 °C v ktoromkoľvek bode uvedého lôžka katalyzátora, vedením reakcie tak, aby sa maleínanhydrid syntetizoval s vysokou produktivitou a relatívne nízkou rýchlosťou poklesu aktivity katalyzátora v lôžku.
- 24. Spôsob podľa nároku 23, vyznačujúci sa t ý m , že pokles tlaku na jednotku dĺžky v uvedenej kritickej oblasti je podstatne nižší než priemerný pokles tlaku na jednotku dĺžky vo zvyšku uvedeného lôžka.
- 25. Spôsob podľa nároku 24, vyznačujúci sa tým ,že pokles tlaku na jednotku dĺžky v smere toku plynu v uvedenej kritickej oblasti je aspoň o 15% nižší než pokles tlaku na jednotku dĺžky vo zvyšku uvedeného lôžka.
- 26. Spôsob podľa nároku 25, vyznačujúci sa tým ,že pokles tlaku na jednotku dĺžky v smere toku plynu v uvedenej kritickej oblasti je aspoň o 20% nižší než
pokles tlaku na jednotku dĺžky vo zvyšku uvedeného lôžka. 27 . Spôsob podľa nároku 26 , v y z n a č u j ú c i s a tým, že pokles tlaku na j ednotku dĺžky v smere toku plynu v uvedenej kritickej oblasti je aspoň o 30% nižší než pokles tlaku na jednotku dĺžky vo zvyšku uvedeného lôžka. 28 . Spôsob podľa nároku 23 , v y z n a č u j ú c i s a tým , že uvedené lôžko. obsahuje diskrétne telieska katalyzátora premennej zrnitosti, pričom telieska katalyzátora v uvedenej kritickej oblasti sú vo všeobecnosti hrubozrnne j ši e než telieska katalyzátora všade inde v uvedenom lôžku. - 29. Spôsob podľa nároku 28, vyznačujúci sa tým , že telieska katalyzátora uvedeného lôžka majú v podstate rovnorodú konfiguráciu a telieska katalyzátora v uvedenej kritickej oblasti majú pomer povrchu k objemu podstatne nižší než je priemerný pomer povrchu k objemu katalyzátora vo zvyšných oblastiach uvedeného lôžka.
- 30. Spôsob podľa nároku 23, vyznačujúci sa tým , že kritická oblasť obsahuje rovnaké telieska katalyzátora ako oblasť vyššej aktivity v lôžku, avšak telieska katalyzátora v uvedenej oblasti sú zriedené inertnými telieskami, ktoré sú charakterizované nižšou konštantou trenia K s ohľadom na nasledujúcu rovnicu, definujúcu pokles tlaku v pevnom lôžku katalyzátora dP = Pin - [Pín2 ~ KiT1 -112-76(57)1 ,76]0.5, kde dP je pokles tlaku plynu v lôžku katalyzátora (alebo v jeho časti) ,Pin je tlak na vstupe reaktora (do lôžka alebo jeho časti) v librách na štvorcový palecKí je konštanta charakterizujúca náplň katalyzátora v i-tej oblasti lôžka (konštanta trenia),T je teplota chladiacej kvapaliny reaktora v Kelvinoch,L je dĺžka lôžka katalyzátora (alebo jeho oblasti) v stopách)SV je hodinová objemová rýchlosť v hod-1.
- 31. Spôsob podľa nároku 23, vyznačujúci sa t ý m , že podmienky procesu sa regulujú tak, že počas aspoň šiestich mesiacov v podstate kontinuálnej prevádzky sa poloha maximálnej teploty uvedeného plynu v uvedenom lôžku katalyzátora udržuje v uvedenej kritickej oblasti alebo proti prúdu od uvedenej kritickej oblasti aspoň počas 80% prevádzkovej doby reaktora, v priebehu ktorej teplota plynu prekročí teplotu chladiacej kvapaliny o viac než 30 °C kdekoľvek v reaktore.
- 32. Spôsob podľa nároku 31, vyznačujúci sa t ý m , že podmienky procesu sa regulujú tak, že počas aspoň jedného roka v podstate kontinuálnej prevádzky sa poloha maximálnej teploty uvedeného plynu v uvedenom lôžku katalyzátora udržuje v uvedenej kritickej oblasti alebo proti prúdu od uvedenej kritickej oblasti aspoň počas 80% prevádzkovej doby reaktora, v priebehu ktorej teplota plynu prekročí teplotu chladiacej kvapaliny o viac než 30 °C kdekoľvek v reaktore.
- 33. Spôsob podľa nároku 31,vyznačujúci sa tým ,že podmienky procesu sa regulujú tak, že počas aspoň 80% životnosti katalyzátora sa poloha maximálnej teploty uvedeného plynu v uvedenom lôžku katalyzátora udržuje v uvedenej kritickej oblasti alebo proti prúdu od uvedenej kritickej oblastí aspoň počas 80% prevádzkovej doby reaktora, v priebehu ktorej teplota plynu prekročí teplotu chladiacej kvapaliny o viac než 30 °C kdekoľvek v reaktore.
- 34. Spôsob podľa nároku 23,vyznačujúci sa t ý m , že dĺžka uvedeného lôžka katalyzátora od vstupu plynu do výstupu plynu je väčšia než asi 13 stôp a podmienky procesu sa regulujú tak, že počas aspoň šiestich mesiacov v podstate kontinuálnej prevádzky sa poloha maximálnej teploty uvedeného plynu v uvedenom lôžku katalyzátora udržuje vo vzdialenosti, ktorá nie je väčšia než 45% dĺžky uvedeného lôžka od vstupu plynu do lôžka aspoň počas 80% prevádzkovej doby reaktora, počas ktorej teplota plynu prekročí teplotu chladiacej kvapaliny o viac než 30 ®C, uvedená vzdialenosť sa meria v smere toku plynu od vstupu plynu do lôžka k výstupu plynu z lôžka.
- 35. Spôsob podľa nároku 23, vyznačujúci sa t ý m , že plyn prechádza jeden raz uvedeným pevným lôžkom katalyzátora a konverzia uhľovodíka v uvedenom lôžku je aspoň 70%.
- 36. Spôsob podľa nároku 23, vyznačujúci sa t ý m , že podmienky procesu sa regulujú tak, že produktivita je aspoň 80 kg maleínanhydridu na m3 katalyzátora za hodinu.
- 37. Spôsob výroby maleínanhydridu prechodom plynu spočiatku obsahujúceho kyslík a nearomatický uhľovodík, ktorý má aspoň štyri uhlíkové atómy v lineárnom raťazci, rúrkovým reaktorom, kedy uvedený rúrkový reaktor obsahuje pevné lôžko5 4 katalyzátora, tvoreného vanádom, fosforom a kyslíkom, na ktorom uhľovodík a kyslí k.reagujú v plynnej fáze za vzniku maleinanhydridu , uvedený plyn a lôžko katalyzátora sa v priebehu reakcie chladia prenosom tepla do chladiacej kvapaliny stenou rúrkového reaktora, vyznačujúci sa t ý m , že plyn prechádza pevným odstupňovaným lôžkom katalyzátora, obsahujúcim kritickú oblasť, tvoriacu aspoň asi 10 hmotn.% uvedeného lôžka katalyzátora a vzdialenú od výstupu plynu z uvedeného lôžka, a oblasť po prúde od uvedenej kritickej oblasti s ohľadom na smer toku plynu, lôžko katalyzátora v uvedenej kritickej oblasti má relatívne malý priemerný pomer povrchu k objemu a relatívne nízku priemernú aktivitu, zatiaľ čo lôžko katalyzátora v uvedenej oblasti po prúde má podstatne vyšší priemerný povrchu k objemu a podstatne vyššiu priemernú aktivitu než katalyzátor v uvedenej kritickej oblasti, uvedený uhľovodík a kyslík reagujú v lôžku katalyzátora za vzniku plynu obsahujúceho maleínanhydrid, aplikuje sa chladiaca náplň obtekaním chladiacej kvapaliny okolo rúrok uvedeného rúrkového reaktora z vonkajšej strany, aby sa odviedlo teplo vytvorené reakciou a rýchlosť zavádzania uvedeného uhľovodíka do uvedeného lôžka katalyzátora sa reguluje tak, že kecf teplota plynu presiahne teplotu chladiacej kvapaliny o viac než asi 30 °C kdekoľvek v reaktore, najvyššia teplota reagujúcich plynov sa dosiahne v uvedenej kritickej oblasti a rozdiel medzi teplotou uvedeného plynu a uvedenej chladiacej kvapaliny nepresiahne asi 80 °C v ktoromkoľvek bode uvedého lôžka katalyzátora, vedením reakcie tak, aby sa maleínanhydrid syntetizoval s vysokou produktivitou a relatívne nízkou rýchlosťou poklesu aktivity katalyzátora v lôžku.
- 38. Spôsob podľa nároku 37, vyznačujúci sa t ý m , že pokiaľ uvedené lôžko tvoria diskrétne telieska, telieska katalyzátora v uvedenej . kritickej oblasti majú relatívne nízky pomer povrchu k objemu a telieska katalyzátora v uvedenej oblasti po prúde majú relatívne vysoký pomer povrchu k obj emu.
- 39. Spôsob podľa nároku 38, vyznačujúci sa tým , že uvedené telieska katalyzátora majú v podstate rovnorodú konfiguráciu v uvedenom lôžku, zatiaľ čo priepustnosť pre plyn uvedeného lôžka katalyzátora je väčšia v uvedenej kritickej oblasti než v uvedenej oblasti po prúde a pokles tlaku na jednotku dĺžky v smere toku plynu v uvedenej kritickej oblasti je podstatne nižší než v uvedenej oblasti po prúde.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US72701891A | 1991-07-08 | 1991-07-08 | |
| PCT/US1992/005623 WO1993001155A1 (en) | 1991-07-08 | 1992-07-02 | High productivity process for the production of maleic anhydride |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK1994A3 true SK1994A3 (en) | 1994-09-07 |
Family
ID=24920993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK19-94A SK1994A3 (en) | 1991-07-08 | 1992-07-02 | High productivity process for production of maleic anhydride |
Country Status (20)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6005121A (sk) |
| EP (1) | EP0593646B1 (sk) |
| JP (1) | JP3424928B2 (sk) |
| KR (1) | KR970007913B1 (sk) |
| CN (1) | CN1083416C (sk) |
| AT (1) | ATE174583T1 (sk) |
| AU (1) | AU658217B2 (sk) |
| BR (1) | BR9206256A (sk) |
| CA (1) | CA2110579C (sk) |
| CZ (1) | CZ282293A3 (sk) |
| DE (1) | DE69227906T2 (sk) |
| ES (1) | ES2125902T3 (sk) |
| HU (1) | HU221457B (sk) |
| IL (1) | IL102436A (sk) |
| MX (1) | MX9203992A (sk) |
| NZ (1) | NZ243467A (sk) |
| SK (1) | SK1994A3 (sk) |
| TW (1) | TW215086B (sk) |
| WO (1) | WO1993001155A1 (sk) |
| ZA (1) | ZA925058B (sk) |
Families Citing this family (55)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19840224C2 (de) | 1998-09-03 | 2002-09-12 | Consortium Elektrochem Ind | Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren für die Synthese von Maleinsäureanhydrid durch Gasphasenoxidation |
| DE10011307A1 (de) | 2000-03-10 | 2001-09-13 | Basf Ag | Katalysator und Verfahren zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid |
| DE10011309A1 (de) * | 2000-03-10 | 2001-09-13 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Maleinsäreanhydrid |
| DK1412085T3 (da) | 2001-08-01 | 2005-04-11 | Shell Int Research | Formgivne trilobale partikler |
| DE10211445A1 (de) | 2002-03-15 | 2003-10-02 | Basf Ag | Katalysator-Precursor für die Herstellung von Maleinsäureanhydrid und Verfahren zu dessen Herstellung |
| MY139580A (en) * | 2002-06-07 | 2009-10-30 | Shell Int Research | Shaped catalyst particles for hydrocarbon synthesis |
| DE10235355A1 (de) | 2002-08-02 | 2004-02-19 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid |
| JP2006505391A (ja) * | 2002-11-04 | 2006-02-16 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 長い造形粒子、その触媒又は支持体としての使用法 |
| USD540564S1 (en) * | 2005-01-20 | 2007-04-17 | Shanghai Max Precision Instrument Co., Ltd. | Music stand |
| US7678483B2 (en) * | 2005-08-02 | 2010-03-16 | Fuelcell Energy, Inc. | Catalyst assembly for use in anode gas oxidizing systems of high temperature fuel cells |
| JP2009533211A (ja) * | 2006-04-12 | 2009-09-17 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | カルボン酸及び／又はカルボン酸無水物を製造するための触媒系 |
| US7308788B1 (en) * | 2006-09-29 | 2007-12-18 | International Engine Intellectual Property Company, Llc | Engine and method for counteracting face plugging of a diesel oxidation catalyst |
| WO2008087149A1 (en) * | 2007-01-18 | 2008-07-24 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Catalyst, catalyst precursor, catalyst carrier, preparation and use of thereof in fischer-tropsch synthesis |
| US7645906B2 (en) | 2007-03-27 | 2010-01-12 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | Graded catalyst bed for methyl mercaptan synthesis |
| GB0816709D0 (en) | 2008-09-12 | 2008-10-22 | Johnson Matthey Plc | Shaped heterogeneneous catalysts |
| GB0816703D0 (en) | 2008-09-12 | 2008-10-22 | Johnson Matthey Plc | Shaped heterogeneous catalysts |
| GB0816705D0 (en) | 2008-09-12 | 2008-10-22 | Johnson Matthey Plc | Shaped heterogeneous catalysts |
| TWI468223B (zh) * | 2008-10-20 | 2015-01-11 | Huntsman Petrochemical Llc | 經改良之三瓣形馬來酸酐觸媒及製造馬來酸酐的方法 |
| US20120149919A1 (en) | 2009-08-26 | 2012-06-14 | Basf Se | Maleic anhydride synthesis catalyst precursor and process for its preparation |
| WO2012091865A1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-07-05 | Rohm And Haas Company | Reactor and process for propane oxidation |
| US9133079B2 (en) | 2012-01-13 | 2015-09-15 | Siluria Technologies, Inc. | Process for separating hydrocarbon compounds |
| EA024249B1 (ru) | 2012-01-30 | 2016-08-31 | Басф Се | Способ получения бутадиена и/или бутенов из н-бутана |
| US9969660B2 (en) | 2012-07-09 | 2018-05-15 | Siluria Technologies, Inc. | Natural gas processing and systems |
| JP2015530394A (ja) | 2012-09-20 | 2015-10-15 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ | Ｃ４炭化水素流からの酸素の除去によるブタジエンの製造方法 |
| CA2893948C (en) | 2012-12-07 | 2022-12-06 | Siluria Technologies, Inc. | Integrated processes and systems for conversion of methane to ethylene and conversion of ethylene to higher hydrocarbon products |
| WO2015081122A2 (en) | 2013-11-27 | 2015-06-04 | Siluria Technologies, Inc. | Reactors and systems for oxidative coupling of methane |
| CN106068323B (zh) | 2014-01-08 | 2019-09-06 | 希路瑞亚技术公司 | 乙烯成液体的系统和方法 |
| US10377682B2 (en) | 2014-01-09 | 2019-08-13 | Siluria Technologies, Inc. | Reactors and systems for oxidative coupling of methane |
| CA3148421C (en) | 2014-01-09 | 2024-02-13 | Lummus Technology Llc | Oxidative coupling of methane implementations for olefin production |
| DE102014005939A1 (de) | 2014-04-24 | 2015-10-29 | Clariant International Ltd. | Katalysatoranordnung mit optimierter Oberfläche zur Herstellung von Phthalsäureanhydrid |
| WO2015162227A1 (de) | 2014-04-24 | 2015-10-29 | Clariant International Ltd | Katalysatoranordnung mit optimiertem lückengrad zur herstellung von phthalsäureanhydrid |
| CN104492468B (zh) * | 2014-12-17 | 2017-02-22 | 大连瑞克科技有限公司 | 一种正丁烷氧化制顺丁二酸酐的催化剂的制备方法 |
| US10793490B2 (en) | 2015-03-17 | 2020-10-06 | Lummus Technology Llc | Oxidative coupling of methane methods and systems |
| US9334204B1 (en) | 2015-03-17 | 2016-05-10 | Siluria Technologies, Inc. | Efficient oxidative coupling of methane processes and systems |
| US20160289143A1 (en) | 2015-04-01 | 2016-10-06 | Siluria Technologies, Inc. | Advanced oxidative coupling of methane |
| FI127288B (en) * | 2015-06-12 | 2018-03-15 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy | Process and apparatus for preparing a chemical compound |
| US9328297B1 (en) | 2015-06-16 | 2016-05-03 | Siluria Technologies, Inc. | Ethylene-to-liquids systems and methods |
| US20170106361A1 (en) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Catalyst Carrier |
| US20170107162A1 (en) | 2015-10-16 | 2017-04-20 | Siluria Technologies, Inc. | Separation methods and systems for oxidative coupling of methane |
| US9944573B2 (en) | 2016-04-13 | 2018-04-17 | Siluria Technologies, Inc. | Oxidative coupling of methane for olefin production |
| FR3051684B1 (fr) * | 2016-05-30 | 2020-09-04 | Ifp Energies Now | Catalyseur d'hydrogenation selective comprenant un support extrude |
| CN108101873A (zh) * | 2016-11-24 | 2018-06-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种正丁烷氧化制备顺酐的方法 |
| CN108101872B (zh) * | 2016-11-24 | 2022-01-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种正丁烷氧化生产顺酐的催化剂级配方法 |
| CN108101871B (zh) * | 2016-11-24 | 2022-01-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种正丁烷氧化制备顺酐的工艺方法 |
| WO2018118105A1 (en) | 2016-12-19 | 2018-06-28 | Siluria Technologies, Inc. | Methods and systems for performing chemical separations |
| EP3630707B1 (en) | 2017-05-23 | 2023-09-06 | Lummus Technology LLC | Integration of oxidative coupling of methane processes |
| WO2019010498A1 (en) | 2017-07-07 | 2019-01-10 | Siluria Technologies, Inc. | SYSTEMS AND METHODS FOR OXIDIZING METHANE COUPLING |
| EP3752285A4 (en) * | 2018-02-12 | 2021-11-24 | Huntsman Petrochemical LLC | ROUND CLOVER-SHAPED CATALYST WITH A CORE FOR THE PRODUCTION OF MALEIC ACID ANHYDRIDE |
| US11731097B2 (en) | 2018-12-12 | 2023-08-22 | Haldor Topsøe A/S | Catalyst particle shape |
| DE102019127788A1 (de) * | 2019-10-15 | 2021-04-15 | Clariant International Ltd. | Neues Reaktorsystem für die Herstellung von Maleinsäureanhydrid durch katalytische Oxidation von n-Butan |
| DE102019127790A1 (de) * | 2019-10-15 | 2021-04-15 | Clariant International Ltd | Neues Katalysatorsystem für die Herstellung von Maleinsäureanhydrid durch katalytische Oxidation von n-Butan |
| DE102019127789A1 (de) * | 2019-10-15 | 2021-04-15 | Clariant International Ltd. | Neues Katalysatorsystem für die Herstellung von Maleinsäureanhydrid durch katalytische Oxidation von n-Butan |
| EP4059595A1 (de) * | 2021-03-15 | 2022-09-21 | Linde GmbH | Herstellung von ethylen durch oxidative dehydrierung von ethan |
| CN116328801B (zh) * | 2021-12-22 | 2024-07-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 夹心型苯制马来酸酐催化剂及其制备方法和应用 |
| DE102022004204A1 (de) | 2022-11-12 | 2024-05-23 | Hans-Jürgen Eberle | Vefahren zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US347041A (en) * | 1886-08-10 | Throttle-valve | ||
| GB1030507A (en) * | 1962-06-15 | 1966-05-25 | Harpener Bergbau Ag | Process for the catalytic oxidation of hydrocarbons |
| US3296282A (en) * | 1964-03-05 | 1967-01-03 | Petro Tex Chem Corp | Oxidation of hydrocarbons |
| US3474041A (en) * | 1964-03-05 | 1969-10-21 | Petro Tex Chem Corp | Organo-phosphorus compounds in the reactivation of vanadium - phosphorus-oxygen catalysts |
| CA1137876A (en) * | 1977-06-20 | 1982-12-21 | Michael L. Noakes | Catalyst supports |
| US4342699A (en) * | 1981-02-23 | 1982-08-03 | Standard Oil Company (Indiana) | Process for production of maleic anhydride |
| DE3277533D1 (en) * | 1982-07-20 | 1987-12-03 | Amoco Corp | Process for production of maleic anhydride |
| US4501907A (en) * | 1982-12-20 | 1985-02-26 | Monsanto Company | Maleic anhydride production using high butane feed concentration |
| DE3303289A1 (de) * | 1983-02-01 | 1984-08-02 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur herstellung von schwefelsaeure und oleum |
| US4780548A (en) * | 1983-04-14 | 1988-10-25 | Amoco Corporated | Process for the manufacture of maleic anhydride utilizing catalysts reactivated with an ester of orthophosphoric acid in the presence of water |
| US4515904A (en) * | 1983-09-30 | 1985-05-07 | Standard Oil Company (Indiana) | Catalysts for the production of maleic anhydride by the oxidation of butane |
| US4515899A (en) * | 1983-12-14 | 1985-05-07 | Denka Chemical Corporation | Steam regeneration of phosphorus treated vanadium-phosphorus-oxygen catalysts |
| US4701433A (en) * | 1985-05-22 | 1987-10-20 | Amoco Corporation | Process for improving phosphorus-vanadium oxide and phosphorus-vanadium-co-metal oxide catalysts |
| US4810803A (en) * | 1985-05-22 | 1989-03-07 | Amoco Corporation | Process for improving phosphorus-vanadium oxide and phosphorus vanadium-co-metal oxide catalysts in the oxidation of -butane to maleic anhydride |
| US4632915A (en) * | 1985-10-28 | 1986-12-30 | Monsanto Company | Iron/lithium--promoted catalysts for the production of maleic anhydride |
| US4855459A (en) * | 1988-01-19 | 1989-08-08 | Monsanto Company | Process for the production of maleic anhydride |
-
1992
- 1992-07-02 CA CA002110579A patent/CA2110579C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-02 WO PCT/US1992/005623 patent/WO1993001155A1/en active IP Right Grant
- 1992-07-02 DE DE69227906T patent/DE69227906T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-02 CZ CS932822A patent/CZ282293A3/cs unknown
- 1992-07-02 JP JP50235693A patent/JP3424928B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-02 AU AU23178/92A patent/AU658217B2/en not_active Ceased
- 1992-07-02 SK SK19-94A patent/SK1994A3/sk unknown
- 1992-07-02 HU HU9400053A patent/HU221457B/hu not_active IP Right Cessation
- 1992-07-02 ES ES92915543T patent/ES2125902T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-02 BR BR9206256A patent/BR9206256A/pt not_active IP Right Cessation
- 1992-07-02 AT AT92915543T patent/ATE174583T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-07-02 EP EP92915543A patent/EP0593646B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-07 IL IL10243692A patent/IL102436A/en not_active IP Right Cessation
- 1992-07-07 TW TW81105361A patent/TW215086B/zh not_active IP Right Cessation
- 1992-07-07 CN CN92105416A patent/CN1083416C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-07 MX MX9203992A patent/MX9203992A/es not_active IP Right Cessation
- 1992-07-07 NZ NZ243467A patent/NZ243467A/xx unknown
- 1992-07-07 ZA ZA925058A patent/ZA925058B/xx unknown
-
1994
- 1994-01-05 KR KR94700026A patent/KR970007913B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-04-10 US US09/058,029 patent/US6005121A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HU221457B (en) | 2002-10-28 |
| CA2110579C (en) | 2005-06-21 |
| IL102436A0 (en) | 1993-01-14 |
| WO1993001155A1 (en) | 1993-01-21 |
| CZ282293A3 (en) | 1994-04-13 |
| DE69227906D1 (de) | 1999-01-28 |
| KR970007913B1 (en) | 1997-05-17 |
| MX9203992A (es) | 1993-08-01 |
| US6005121A (en) | 1999-12-21 |
| JP3424928B2 (ja) | 2003-07-07 |
| TW215086B (sk) | 1993-10-21 |
| IL102436A (en) | 1996-10-31 |
| ZA925058B (en) | 1993-04-28 |
| AU658217B2 (en) | 1995-04-06 |
| CN1083416C (zh) | 2002-04-24 |
| EP0593646B1 (en) | 1998-12-16 |
| ES2125902T3 (es) | 1999-03-16 |
| AU2317892A (en) | 1993-02-11 |
| NZ243467A (en) | 1994-06-27 |
| CA2110579A1 (en) | 1993-01-21 |
| EP0593646A1 (en) | 1994-04-27 |
| CN1068324A (zh) | 1993-01-27 |
| BR9206256A (pt) | 1995-10-10 |
| HUT66868A (en) | 1995-01-30 |
| DE69227906T2 (de) | 1999-07-01 |
| ATE174583T1 (de) | 1999-01-15 |
| JPH06508850A (ja) | 1994-10-06 |
| HU9400053D0 (en) | 1994-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SK1994A3 (en) | High productivity process for production of maleic anhydride | |
| RU2086299C1 (ru) | Гранула катализатора и способ окислительной дегидрогенизации метанола | |
| US5945368A (en) | Molybdenum-modified vanadium-phosphorus oxide catalysts for the production of maleic anhydride | |
| US6376730B1 (en) | Attrition resistant zeolitic layered catalyst composition and aromatics alkylation process for using the composition | |
| KR100285828B1 (ko) | 프로펜에서 아크롤레인으로의 기체상 촉매산화방법 | |
| US5168090A (en) | Shaped oxidation catalyst structures for the production of maleic anhydride | |
| KR101393797B1 (ko) | 적어도 1종의 유기 출발 화합물의 불균일 촉매작용 기체 상부분적 산화 방법 | |
| WO2018114900A1 (en) | Oxidative dehydrogenation (odh) of ethane | |
| EP1867387B1 (en) | Method for manufacturing a catalyst for use in the production of methacrylic acid | |
| PL188276B1 (pl) | Katalizator do wytwarzania nienasyconego aldehydui nienasyconego kwasu i sposób wytwarzania nienasyconego aldehydu i nienasyconego kwasu | |
| KR19990077024A (ko) | 아크롤레인 및 아크릴산의 제조방법 | |
| KR20140001899A (ko) | 아크롤레인이 수득되는 프로펜의 불균질 촉매된 부분 기체 상 산화의 장기간 작업을 위한 방법 | |
| US7015354B2 (en) | Preparation of (meth)acrolein and/or (meth)acrylic acid | |
| JPH04210937A (ja) | メタクリル酸の製造方法 | |
| US9522866B2 (en) | Methods for preparing methacrolein from t-butanol | |
| JPH0639470B2 (ja) | 無水マレイン酸の製造方法 | |
| EP4157523B1 (en) | Shaped catalyst body with improved properties, its preparation and use | |
| JP3028327B2 (ja) | メタクロレイン及びメタクリル酸の製造方法 | |
| WO2007119607A1 (ja) | メタクロレイン及び／又はメタクリル酸の製造法 | |
| JPH09202741A (ja) | メタクロレインおよびメタクリル酸の製造方法 | |
| RU2430910C2 (ru) | Способ получения по меньшей мере одного целевого органического соединения гетерогенно катализируемым парофазным частичным окислением | |
| US20110060149A1 (en) | Process for preparing ethylene oxide | |
| US20100249455A1 (en) | Process for producing acrolein and acrylic acid | |
| WO2024080208A1 (ja) | 不飽和アルデヒドの製造方法および不飽和アルデヒドの製造装置 | |
| MXPA05000575A (es) | Procedimiento para la obtencion de anhidrido de acido maleico. |