RS50018B - Postupak i aparatura za reakcije u fluidizacionom sloju - Google Patents

Postupak i aparatura za reakcije u fluidizacionom sloju

Info

Publication number
RS50018B
RS50018B YUP-421/01A YUP42101A RS50018B RS 50018 B RS50018 B RS 50018B YU P42101 A YUP42101 A YU P42101A RS 50018 B RS50018 B RS 50018B
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
fluidization
reactor
catalyst
liquid
acetic acid
Prior art date
Application number
YUP-421/01A
Other languages
English (en)
Inventor
Bruce Leo Williams
Timothy Crispin Bristow
Stanley John Becker
Robert William Clarke
Michele Fiorentino
David Newton
Ian Allan Beattie Reid
Original Assignee
Bp Chemicals Limited,
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bp Chemicals Limited, filed Critical Bp Chemicals Limited,
Publication of YU42101A publication Critical patent/YU42101A/sh
Publication of RS50018B publication Critical patent/RS50018B/sr

Links

Classifications

    • 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
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/26—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C253/00—Preparation of carboxylic acid nitriles
    • C07C253/24—Preparation of carboxylic acid nitriles by ammoxidation of hydrocarbons or substituted hydrocarbons
    • C07C253/26—Preparation of carboxylic acid nitriles by ammoxidation of hydrocarbons or substituted hydrocarbons containing carbon-to-carbon multiple bonds, e.g. unsaturated aldehydes
    • 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
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
    • 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
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • B01J8/22—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C253/00—Preparation of carboxylic acid nitriles
    • C07C253/24—Preparation of carboxylic acid nitriles by ammoxidation of hydrocarbons or substituted hydrocarbons
    • 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
    • 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
    • C07C51/25—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
    • C07C51/252—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring of propene, butenes, acrolein or methacrolein
    • 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
    • B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
    • 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
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00884—Means for supporting the bed of particles, e.g. grids, bars, perforated plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00245—Avoiding undesirable reactions or side-effects
    • B01J2219/00259—Preventing runaway of the chemical reaction
    • B01J2219/00263—Preventing explosion of the chemical mixture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/582—Recycling of unreacted starting or intermediate materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Postupak za dovođenje u kontakt, u priustvu fluidizaciong sloja katalizatora, (a) najmanje jednog gasovitog reaktanta i (b) najmanje jedne tečnosti koja se bira iz grupe koju čine reaktanti, rashlađivači i njihove smeše,naznačen time, što se postupak sastoji od: (i) fluidizacije pomoću gasa za fluidizaciju sloja katalizatora koji je podložan fluidizaciji, unutar fluidizacione zone pomentog sloja katalizatora i nosećeg sredstva pomenutog sloja katalizatora unutar pomenute fluidizacione zone; (ii) uvođenja pomenute najmanje jedne tečnosti u pomenuti reaktor kroz najmanje jedan ulaz, postavljen unutar pomenute fluidizacione zone; i (iii) uvođenja najmanje jednog gasovitog reaktanta u pomenuti reaktor, kroz najmanje jedan ulaz postavljen unutar fluidizacione zone, u blizini pomenutog nosećeg sredstva. Prijava ima 12 zavisnih zahteva.

Description

POSTUPAK I APARATURA ZA REAKCIJE U
FLUIDIZACIONOMSLOJU
Ovaj pronalazak se odnosi u celini na heterogene reakcije u gasovitoj fazi koje se odigravaju u fluidizacionom sloju i na aparaturu za iste.
Poznate su fluidizacione kolone-reaktori i njihova upotreba u procesima u kojima učestvuju gas koji sadrži molekulski kiseonik i čvrst katalizator, u heterogenim reakcijama u gasovitoj fazi, na primer iz EP-A-054-0546677, EP-A-0685449 i EP-A-0847982.
U EP-A-0546677 se opisuje postupak oksidacije etana do sirćetne kiseline u reakcionoj zoni fluidizacionog sloja. U primeru, kojim je ilustrovan EP-A-0546677, etan se priključuje recikliranom toku, koji sadrži vodu, CO, CO2, 02, etilen i etan, pa se ovim kombinovanim tokom napaja fluidizaciona kolona-reaktor. Tok koji sadrži molekulski kiseonik i para se odvojeno uvode u fluidizacionu kolonu-reaktor. Vrući proizvodi oksidacije izlaze sa vrha ovog reaktora.
U EP-A-0685449 se opisuje postupak za proizvodnju vinilacetata u fluidizacionoj koloni-reaktoru, koji se sastoji od napajanja fluidizacione kolone-reaktora etilenom i sirćetnom kiselinom kroz jedan ili više ulaza, napajanja fluidizacione kolone-reaktora gasom koji sadrži molekulski kiseonik kroz najmanje još jedan ulaz, uzajmanog spajanja gasa koji sadrži kiseonik, etilena i sirćetne kiseline u fluidizacionoj koloni-reaktoru gde su u kontaktu sa materijalom katalizatora u fiuidizacionom sloju, kako bi se omogućilo da reaguju etilen, sirćetna kiselina i kiseonik dajući vinilacetat, i najzad izvlačenjem vinilacetata iz fluidizacione kolone-reaktora. U skladu sa EP-A-0685449, kiseonik se može dodavati u čistom obliku ili pomešan sa inerrntim gasom, kao što su azot ili ugljen-dioksid. Pošto se kiseonik i ugljovodonici ne mešaju dok se oboje ne nađu unutar reaktora, a katalizator je prisutan kada se oni dovedu u kontakt, tako da se reakcija obavlja odmah, izazivajući pad parcijalnog pritiska kiseonika. Dakle, prednost napajanja reaktora gasom koji sadrži kiseonik kroz najmanje još jedan ulaz, pored ulaza reaktanata etilena i sirćetne kiseline, je u tome da to dopušta da se bezbedno koriste znatno viši sadržaji kiseonika, bez visokog rizika od zapaljivih gasovitih smeša.
U EP-A-0847982 opisuje se postupak proizvodnje vinilacetata reagovanjem na povišenoj temperaturi u fluidizacionoj koloni-reaktoru etilena, sirćete kiseline i gasa koji sadrži kiseonik, u prisustvu fluidizacionog sloja materijala katalizatora, koga karakteriše da se u fluidizacioni reaktor uvodi tečnost, sa ciljem uklanjanja toplote iz njega isparavanjem tečnosti. U skladu sa EP-A-0847982, tečnost koja se uvodi u fluidizacionu kolonu-reaktor pogodno je da bude reaktant, inertna tečnost ili proizvod reakcije, ili smeša bilo koja dva ili više istih. Dakle, fluidizaciona kolona-i«aktor se može napajati najmanje jednim delom sirćetne kiseline kao reaktanta u tečnom oboliku. Podesan je i proizvod - voda, koja se stvara kao sporedni proizvod u reakciji etilena sirćetne kiseline i kiseonika, zato što ima relativno visoku latentnu toplotu isparavanja. Navodi se da se i vinilacetat kao proizvod i/ili acetaldehid kao sporedni proizvod, mogu takođe reciklirati i uvoditi u tečnom obliku u fluidizacionu kolonu-reaktor.
U skladu sa EP-A-0847982, tečnost se može uvoditi u fluidizacionu kolonu-reaktor kroz pogodno raspoređena sredstva za ubrizgavanje. Navodi se da se može koristiti samo jedno sredstvo za ubrizgavanje ili više sredstava za ubrizgavanje koja mogu biti raspoređena unutar fluidizacione kolone-reaktora. U skladu sa EP-A-0847982, za uvođenje tečnosti u fluidizacioni sloj katalizatora, broj sredstava za ubrizgavanje koji se koristi je broj koji je neophodan da obezbedi da svako sredstvo za ubrizgavanje pruža dovoljno prodiranje i disperziju tečnosti, kako bi se postigla dobra disperzija tečnosti unutar fluidizacionog sloja katalizatora. Navodi se da je poželjno sredstvo za ubrizgavanje mlaznica ili više mlaznica, koje obuhvataju mlaznice sa atomiziranjem na gasni pogon, gde se koristi gas da pomogne ubrizgavanje tečnosti, ili mlaznice tipa raspršivača samo tečnosti. U skladu sa EO-A-0847982, tečnost se može uvoditi sa etilenom i/ili gasom koji sadrži kiseonik i/ili recikliranim gasom u fluidizacionu kolonu-reaktor, pogodno barbotiranjem etilena i/ili gasa koji sadrži kiseonik i/ili recikliranog gasa kroz tečnost, pre uvođenja u reaktor. U sledećoj alternativi, navodi se da se tečnost može upumpavati na površinu mrežaste ploče, koja predstavlja bitnu komponentu fluidizacione kolone-reaktora, gde kontakt sa dolazećim etilenom i/ili gasom koji sadrži kiseonik i/ili recikliranim gasom goni tečnost nagore u fluidizovani sloj katalizatora. U još jednoj alternativi se navodi da tečnost može da se upumpava u reaktor preko prečage ili prečaga za raspršivanje, opciono sa jednim ili više napajanja gasom.
U skladu sa EP-A-0847982, mlaznica ili mlaznice se mogu postaviti uz mrežicu reaktora ili na zidove reaktora iznad mrežice.
EP-A-0985655 opisuje postupak za proizvodnju vinilacetata u fluidizacionoj koloni koji se sastoji od napajanja etilenom, tečnom sirćetnom kiselinom i gasom koji sadrži kiseonik fluidizacione kolone-reaktora u kome je sadržaj ko-promotera do 6 mas% u odnosu na katalizator. Tamo se navodi da se sirćetna kiselina uvodi u reaktor u tečnom obliku, opciono sa nešto kiseline u obliku pare i da se tečna sirćetna kiselina može uvoditi u fluidizacionu kolonu-reaktor bilo. kojim podesnim sredstvom za ubrizgavanje, na primer preko mlaznice, koja može biti mlaznica sa atomizacijom na gasni pogon ili mlaznice samo za tečnosti, tipa rasprskivača. Navodi se takođe da se može koristiti jedna ili više mlaznica i da se pored toga u reaktor može uvoditi i reciklirana sirćetna kiselina, ili prethodno pomešana sa sirovom sirćetnom kiselinom ili upotrebom odvojenih sredstava za ubrizgavanje.
U primerima kojima je ilustrovan EP-A-0985655, sveža sirćetna kiselina iz skladišta (1) i reciklirana sirćetna kiselina se zajedno pumpaju sa malo recikliranog gasa (3) u mlaznicu za dva fluida u unutrašnjost fluidizacione kolone (2). Ostatak recikliranog gasa za napajanje (3), svež etilen (4) i kiseonik (5) slobono ulaze kroz sinterovanu ploču u reaktor. Svež kiseonik (6) se može direktno uvoditi u fluidizacionu kolonu. Postoji slobodna sekcija za oslobađanje od katalizatora (7). Gasoviti proizvodi napuštaju reaktor kroz izlaz (8) preko filtera od sinterovanih elemenata (nisu pokazani).
Postoji poteba za poboljšanjem postupka i aparature za heterogene reakcije u gasovitoj fazi u fluidizacionom sloju, gde se najmanje jedan i gas i najmanje jedna tečnost uvode u fluidizacioni sloj katalizatora.
Dakle, u skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska daje postupak za dovođenje u kontakt (a) najmanje jednog gasovitog reaktanta i (b) najmanje iedne tečnosti koja se bira iz grupe koju čine reaktanti, rashlađivači i njihove smeše, u prisustvu katalizatora u fluidizacionom sloju, postupak koji se sastoji od: (i) fluidizacije sa gasom za fluidizaciju sloja katalizatora koji može da se fluidizuje unutar fluidizacione zone reaktora, a pomenuti reaktor ima fluidizacionu zonu za pomenuti sloj katalizatora i noseće sredstvo za održavanje pomenutog sloja katalizatora unutar pomenute fluidizacione zone; (ii) uvođenja pomenute najmanje jedne tečnosti u pomenuti reaktor kroz najmanje jedan ulaz smešten unutar fluidizacione zone; i (iii) uvođenja pomenutog najmanje jednog gasovitog reaktanta u pomenuti reaktor kroz njmanje jedan ulaz smešten unutar fluidizacione zone u blizini pomenutog nosećeg sredstva.
U skladu sa drugom realizacijom ovog pronalaska daje se aparatura za heterogene reakcije u fluidizacionoj koloni, gde se (a) najmanje jedan gasoviti reaktant i (b) najmanje jedna tečnost koja se bira iz grupe koju čine reaktanti, rashlađivači i njihove smeše; uvode u fluidizovani sloj katalizatora, aparatura koja se sastoji od reaktora koji ima: (1) fluidizacionu zonu za fluidizacioni sloj katalizatora; (2) noseće sredstvo fluidizacionog sloja katalizatora unutar pomenute fluidizacione zone; (3) najmanje jedan ulaz za uvođenje najmanje jednog gasovitog reaktanta u pomenuti reaktor, i (4) najmanje jedan ulaz za uvođenje najmanje jedne tečnosti koja se bira iz
grupe koju čine reaktanti, rashlađivači i njihve smeše, u pomenuti reaktor, u kome je najmanje jedan pomenuti ulaz za tečnost smešten unutar pomenute fluidizacione zone, a najmanje jedan ulaz za gasoviti reaktant je smešten unutar pomenute fluidizacione zone u blizini pomenutog nosećeg sredstva.
U postupku i aparaturi iz ovog pronalaska tečni reaktant i/ili rashlađivao koji se uvode u fluidozacioni sloj katalizatora mogu se uvesti u bilo kom položaju u odnosu na nosač unutar fluidizacione zone, zato što se recirkulacijom fluid izovanog katalizatora raspodeljuje po čitavoj ovoj zoni. Prednost raspodeljivanja tečnosti fluidizovanim katalizatorom je u tome da je potrebno manje ulaza za tečnost. Raspodela tečnosti fluidizovanim katalizatorom može se olakšati pogodnom poroznošću katalizatora i/ili upotrebom pogodnih hemijskih reagenasa.
U postupku i aparaturi iz ovog pronalaska, uvođenje gasovitog reaktanta u fluidizacioni sloj katalizatora kroz najmanje jedan ulaz, smešten unutar pomenute fluidizacione zone u blizini pomenutog nosećeg sredstva, obezbeđuje dugo vreme kontakta između gasovitog reaktanta i fluidizacionog sloja katalizatora i takođe obezbeđuje visoku koncentraciju gasovitog reaktanta unutar čitavog ovog sloja. Ovo je korisno za reakcije kod kojih brzina reakcije zavisi od koncentracije gasovitog reaktanta, kao što je kiseonik pri acetoksilovanju etilena, pri dobijanju vinilacetata. lako uvođenje gasovitog reaktanta u prostor ispod nosača sloja katalizatora može takođe da obezbedi dugo vreme kontakta između gasovitog reaktanta i katalizatora, ono ima ograničenja. Na primer, ukoliko gasoviti reaktant sadrži molekulski kiseonik, postoji potreba za izbegavanjem unutar reaktora potencijalno eksplozivnih smeša i/ili velikih sadržaja gasa koji sadrži molekulski kiseonik.
Poodesni postupci u fluidizacionom sloju koji se mogu koristiti u ovom pronalasku su acetilovanje olefina, na primer reakcijom etilena, sirćetne kiseline i kiseonika uz stvaranje vinilacetata, kao što je opisano u EP-A-0847982, čiji sadržaj je ovde uključen kroz ovaj citat. U ovom postupku se gasoviti reaktant, koji se sastoji od gasa koji sadrži molekulski kiseonik, uvodi u reaktor zajedno sa etilenom, ili bar jednim delom odvojeno od etilena. Gas za fluidizaciju može da se sastoji od etilena i kiseonika, sveže uvedenih i kao komponenata recikliranog gasa. Najmanje deo sirćetne kiseline kao reaktanta se uvodi kao tečan reaktant i/ili rashlađivao. Kao rashlađivači se mogu uvoditi i druge tečnosti. Uvođenjem gasa koji sadrži molekulski kiseonik kroz najmanje jedan od ulaza smeštenih unutar fluidizacione zone u blizini nosećeg sredstva fluidizacionog sloja, dobija se dugo vreme kontakta kiseonika sa katalizatorom bez rizika od eksplozivne smeše unutar prostora reaktora. Sirćetnu kiselinu kao tečni reaktant i rashlađivač, koja se uvodi u fluidizacioni sloj katalizatora u reaktoru kroz najmanje jedan ulaz smešten unutar fluidizacine zone, absorbuje katalizator i preko fluidizacionog sloja katalizatora raspodeljuje unutar reaktora. Stoga, dovod(i) za tečnost ne mora(ju) biti smešten(i) na dnu fluidizacione zone. Sirćetna kiselina se može delimično zameniti anhidridom sirćetne kiseline.
Drugi podesan postupak koji se može koristiti u ovom pronalsku je oksidacija etilena u sirćetnu kiselinu i/ili oksidacija etana u etilen i/ili sirćetnu kiselinu, kod koje se tečnost koja se uvodi u reaktor, bira između sirćetne kiseline, vode i njihovih smeša.
Još jedan podesan postupak koji se može koristiti u ovom pronalasku je proizvodnja acetonitrila reakcijom propilena, propana ili njihovih smeša sa amonijakom i gasom koji sadrži kiseonik, kod koga se toplota reakcije odvodi, bar delom, uvođenjem tečnosti (reaktant, rashlađivao ili njihove smeđe).
Sledeći podesan postupak koji se može upotrebiti u ovom pronalasku je proizvodnja anhidrida maleinske kiseline iz butena, butana ili njihovih smeša.
U ovom pronalasku se može koristiti više od jednog ulaza za gasoviti reaktant. U ove ulaze gasoviti reaktant se može dovoditi iz zajedničkog izvora, kao što je sabirni sud. Gasoviti reaktant i drugi gasovi mogu se dodatno uvoditi u reaktor kroz druge ulaze, na primer kao komponente u recikliranom gasu i/ili pomešanim gasovima za napajanje. Gasoviti reaktant i drugi gasovi se mogu dovoditi u reaktor kao komponente gasa za fluidizaciju, kroz prostor ispod nosećeg sredstva za katalizator.
Pogodno je da se gasoviti reaktant sastoji od gasa koji sadrži molekulski kiseonik. Pogodni gasovi koji sadrže molekulski kiseonik za upotrebu u ovom pronalasku su gasoviti kiseonik sa malim količinama nečistoća, kao što su argon i azot, od kojih svaka može biti prisutna u koncentraciji manjoj od 1 vol%. Koncentracija kiseonika u gasu koji sadrži molekulski kiseonik pogodno je da bude u opsegu 10 do 100%, poželjno u opsegu 50 do 100%, na primer u koncentraciji većoj od 99,5 vol%, podesno u koncentraciji od najmanje 99,6 vol%.
U ovom pronalasku se može upotebiti bilo koji podesan dovod za gasoviti reaktant, a naročito oni koji prepoznaju opasnosti koje se moraju uzeti u obzir sa takvim reaktantima. Na primer, ukoliko se gasoviti reaktant, koji se uvodi u blizini nosećeg sredstva katalizatora sastoji od gasa koji sadrži molekulski kiseonik, zbog bezbednosti je poželjno da bude smešten na rastojanju od nosećeg sredstva katalizatora koje je veće od potencijalne dužine plamena. Potencijalnu dužinu plamena određuju faktori kao što su prečnik dovodne cevi i ulazna brzina gasa. Ovi ulazi treba da se tako postave, a ulazni pritisci i brzine tako odaberu da se gas koji sadrži molekulski kiseonik rasprši i pomeša već u ulaznom regionu. Ovi dovodi ne treba da se postavljaju suviše blizu zidovima reaktora, u slučaju da dođe do udarnog talasa nakon detonacije. Ovi ulazi treba sa se postave tako da gas koji sadrži kiseonik ne udara direktno u površine ili u druge strukture u reaktoru, kao što su ulazi za ostale reaktante.
Tečnost koja se uvodi u reaktor u fluidizacioni sloj katalizatora, može se uvesti u svrhu uklanjanja toplote iz njega isparavanjem tečnosti, kao reaktant ili kao kombinacija ovih r.arnsna. Uvođenje tečnosti u fluidizacioni sloj katalizatora ima prednost što se dovodi tamo gde se stvara toplota u egzotermnim reakcijama. Dakle, tečnost koja se uvodi u fluidizacioni sloj katalizatora pogodno je da bude reaktant, inertna tečnost ili proizvod reakcije, ili smeša bilo koga od njih. Na primer, pri acetoksilovanju etilena sa gasom koji sadrži molekulski kiseonik i sirćetnom kiselinom, sirćetna kiselina kao reaktant u tečnom obliku može se napajati u fluidizacioni sloj katalizatora; podesni proizvod koji se može uvoditi u fluidizacioni sloj katalizatora je voda koja nastaje, na primer, kao sporedni proizvod reakcije acetoksilovanja i ima relativno visoku latentnu toplotu isparavanja; a u postupku proizvodnje vinilacetata, vinilacetat kao proizvod i/ili acetaldehid kao sporedni proizvod, mogu se takođe reciklirati i uvoditi u tečnom obliku u fluidizacioni sloj katalizatora.
Poželjno je da se ulaz za tečnost postavi u donju polovinu fluidizacione zone, čime se povećava tznsa da se iečnoši raspodeljuje pomoću katalizatora. Poželjno je da se ulaz za tečnost postavi tako da tečnost ne udara ni u kakvu čvrstu površinu unutar fluidizacione zone, kao što je površina rashladnih spirala za uklanjanje toplote reakcije smeštenih u fluidizacionoj zoni. Pošto tečnost koja se uvodi u reakcionu zonu može da ima značajan moment, ona može da pomogne u stvaranju i/ili stabiizaciji cirkulacije unutar fluidizacionog sloja.
Pored toga, u reaktor se takođe mogu uvesti jedan ili više drugih gasovitih reaktanata, zajedno ili poželjno bar jednim delom, odvojeno od gasovitog reaktanta kao što je gas koji sadrži molekulski kiseonik. Ovaj drugi gasoviti reaktant se može uvoditi kao komponenta gasa za fluidizaciju. Gas za fluidizaciju može da se sastoji od svežeg gasovitog reaktanta i/ili recikliranih gasova. Drugi gasoviti reaktant koji se uvodi u reaktor može biti, na primer, (/) etilen i/ili(/'/)etan koji može da reaguje sa gasom koji sadrži molekulski kiseonik, dajući respektivno,(/)sirćetnu kiselinu, i/ili(//)etilen i/ili sirćetnu kiselinu. Etilen se može takođe koristiti sa gasom koji sadrži molekulski kiseonik i sirćetnom kiselinom za dobijanje vinilacetata. U ovim reakcijama etilen i/ili etan se mogu koristiti u suštinski čistom obliku ili pomešani sa jednim ili više gasova, kao što su azot, metan, etan, ugljen-dioksid i voda u obliku pare, ili sa jednim ili više gasova kao što su vodonik, C3/C4alkeni ili alkani.
Ukoliko se gas koji sadrži kiseonik meša sa drugim gasovitim reaktantima (sveže dovedenim i/ili recikliranim gasom) izvan reaktora, nastala smeša mora ima sastav izvan oblasti zapaljivosti.
Postupak iz ovog pronalaska se može podesno obavljati na temperaturi od 100 do 500°C, poželjno od 140 do 400°C. Ovaj postupak se podesno može obabvljati na pritisku od 10 do 3000 kPa (0,1 do 30 bar nadrpitiska), poželjno 20 do 2500 Pa (0,2 do 25 bar nadpritiska).
U fluidizacionoj zoni ovog reaktora se čestice katalizatora održavaju u fluidizacionom stanju uz pomoć podesnog protoka gasa kroz sloj katalizatora. Katalizator može da bude bilo koji katalizator podesan za fluidizaciju. Katalizator može biti katalizator na nosaču. Podesni nosači katalizatora su porozan silicijum-dioksid, aluminijum-oksid, silicijum-dioksid/aluminijum-oksid, titanijum-dioksid, silicijum-dioksid/titanijum-dioksid, zirkonijum-oksid i njihove smeše. Poželjno je da je nosač silicijum-dioksid. Podesno je da nosač ima zapreminu pora od 0,2 do 3,5 ml_/g nosača, razvijenu površinu od 5 do 800 m<2>/g nosača, i prividnu nasipnu gustinu od 0,3 do 5,0 g mL'<1>.
Tipičan sastav katalizatora koji se koristi u ovom pronalasku ima sledeću raspodelu velične čestica:
Osobe verzirane u stanje tehnike podrazumevaju da su velične čestica od 44, 88, 106 i 300 pm arbitrarne mere, i da su bazirane na veličini standardnih sita. Veličina čestica i raspodela veličine čestica se mogu meriti automatskim laserskim uređajem, kao što je Microtrac X100.
Podesno je da katalizator ima nasipnu gustinu od 0,5 do 5 g cm"3, poželjno 0,5 do 3 g cm"<3>, a posebno 0,5 do 2 g cm"<3>.
Podesni katalizatori koji se koriste u ovom pronalasku su katalizatori za oksidaciju, amoksidaciju i acetoksilovanje.
Katalizator koji je podesan za upotrebu u proizvodnji vinilacetata acetoksilovanjem etilena sadrži metal VIII Grupe, promoter katalizatora i opciono ko-promoter. Katalizator se može dobiti bilo kojim podesnim postupkom, kao što je onaj koji je opisan u EP-A-0672453. Poželjan metal VIII Grupe je paladijum. Metal VIII Grupe, može biti prisutan u koncentraciji većoj od 0,2 mas%, poželjno većoj od 0,5 mas%, računato na ukupnu masu katalizatora. Koncentracija ovog metala može biti i do 10 mas%. Podesni promoteri su zlato, bakar, cerijum ili njihove smeše. Poželjan promoter je zlato. Metal promoter može biti prisutan u količini od 0,1 do 10 mas% gotovog katalizatora. Podesni ko-promoteri su metali I Grupe, II Grupe, lantanidi ili prelazni metali, koji se na primer, biraju iz grupe koju čine kadmijum, barijum, kalijum, natrijum, mangan, antimon, lantan i njihove smeše, koji su u gotovom katalizatoru prisutni u obliku soli, npr. acetane soli. Poželjne soli su kalijum- ili natrijum-acetat. Poželjno je da ko-promoter bude prisutan u sastavu katalizatora u koncentraciji od 0 do 15 mas% katalizatora, poželjnije 1 do 5 mas%. Kada se koristi napajanje tečnom sirćetnom kiselinom, poželjna koncentracija soli promotera je do 6 mas%, posebno 2,5 do 5,5%. Ukoliko se sirćetna kiselina uvodi kao para, poželjno je da so ko-promotera bude prisutna u koncentraciji do 11 mas%.
Katalizator podesan za oksidaciju etana u etilen i/ili sirćetnu kiselinu i/ili za oksidaciju etana u sirćetnu kislinu je opisan u EP-A-1043064 i WO 99/51339, čiji su sadržaji ovde uključeni kroz ove citate.
Ovaj pronalazak će sada biti ilustrovan, ali samo u svrhu primera, i pozivanjem na crtež dat na Slici 1, koji predstavlja shematski oblik uzdužnog preseka fluidizacione kolone-reaktora, u skladu sa ovim pronalaskom.
Pozivanje na Sliku 1. Reaktor (1) za reakciju u fluidizacionom sloju, kao što je acetoksilovanje etilena do vinilacetata, sadrži fluidizacioni sloj katalizatora koji se može podvrći fluidizaciji (2), na primer katalizatora paladijum/zlato nanetog na nosač od silicijum-dioksida. Fluidizacioni sloj katalizatora se održava u fluidizacionoj zoni (3) reaktora (1), pomoću podesnog nosača mrežice (4). Reaktor (1) je opremljen sa najmanje jednom dovodnom cevi (5) za gas koji sadrži molekulski kiseonik, čiji je ulaz postavljen unutar fluidizacione zone (3) u blizini nosača mrežice (4). Reaktor (1) je takođe opremljen najmanje jednim ulazom (6) za tečnu sirćetnu kiselinu, ulazom koji je postavljen unutar fluidizacione zone. Fluidizaciona kolona-reaktor (1) je takođe opremljena sa rashladnim spiralama (8) i ulazom gasa za fluidizaciju, koji se sastoji od recikliranih gasova, etilena kao rekatanta i opciono kiseonika kao reaktanta, kroz ulaz (7) postavljen u praznom protoru (10) ispod nosača mrežice (4). Reaktor je opremljen i sa izlazom (9). Rashladne spirale (8) se mogu koristiti i za zagrevanje sloja katalizatora prilikom startovanja, tako što su opremljene i dovodom vrućeg fluida.
Aparatura na Slici 1 se može koristiti za acetoksilovanje etilena u proizvodnji vinilacetata. Prilikom upotrebe, reaktant etilen i reciklirani gasovi se propuštaju kroz ulaz (7) u prazan prostor (10), dakle kroz nosač mrežice (4), da izazovu fluidizaciju sloja katalizatora (2) u fluidizacionoj zoni (3) reaktora (1). Tečna sirćetna kiselina kao reaktant se uvodi kroz ulaz (6) u fluidizacioni sloj (2) fluidizacione zone (3). Gas koji sadrži molekulski kiseonik se uvodi u fluidizacioni sloj katalizatora (2) u fluidizacionoj zoni (3) kroz njamanje jednu dovodnu cev (5) u fluidizacionu zonu, u blizini nosača mrežice (4). Toplota reakcije se uklanja, bar jednim delom, pomoću rashladnih spirala (8) koje su opremljene izvorom hladne vode, a delom isparavanjem tečne sirćetne kiseline. Gasoviti proizvodi reakcije se uklanjaju preko izlaza (9).
U aparaturi i postupku iz ovog pronalaska, tečna sirćetna kiselina koja se uvodi u fluidizacionu zonu, raspodeljuje se unutar ove zone recirkulacijom fluidizacionog sloja katalizatora. Stoga, ona se može uvoditi relativno visoko u fluidizacioni sloj katalizatora. Gaš koji sadrži molekulski kiseonik uvodi se u fluidizacioni sloj katalizatora kroz najmanje jedan dovod postavljen unutar fluidizacione zone, u blizini nosača fluidizacionog sloja, tako da ima dugo vreme kontakta sa fluidizacionim slojem katalizatora.
Slična aparatura se može koristiti i za druge reakcije u kojima se koristi gas koji sadrži molekulski kiseonik, kao što su na primer, oksidacija etilena u sirćetnu kiselinu i/ili oksidacija etana u etilen i/ili sirćetnu kiselinu, aminoksidacija propilena, propana ili njihovih smeša za proizvodnju acetonitrila i oksidacija C4u anhidrid malenske kiseline.

Claims (13)

1. Postupak za dovođenje u kontakt, u priustvu fluidizaciong sloja katalizatora, (a) najmanje jednog gasovitog reaktanta i (b) najmanje jedne tečnosti koja se bira iz grupe koju čine reaktanti, rashlađivači i njihove smeše, naznačen time, što se postupak sastoji od: (i) fluidizacije pomoću gasa za fluidizaciju sloja katalizatora koji je podložan fluidizaciji, unutar fluidizacione zone pomentog sloja katalizatora i nosećeg sredstva pomenutog sloja katalizatora unutar pomenute fluidizacione zone; (ii) uvođenja pomenute najmanje jedne tečnosti u pomenuti reaktor kroz najmanje jedan ulaz, postavljen unutar pomenute fluidizacione zone; i (iii) uvođenja najmanje jednog gasovitog reaktanta u pomenuti reaktor, kroz najmanje jedan ulaz postavljen unutar fluidizacione zone, u blizini pomenutog nosećeg sredstva.
2. Postupak prema Zahtevu 1, naznačen time, što je pomenuti najmanje jedan ulaz za tečnost postavljen u donjoj polovini fluidizacione zone.
3. Postupak prema Zahtevu 1 ili Zahtevu 2, naznačen time, što je pomenuti najmanje jedan ulaz za tečnost postavljen tako da tečnost ne udara u bilo kakvu čvrstu površinu unutar fluidizacione zone.
4. Postupak prema bilo kome od prethodnih zahteva, naznačen time, što se pomenuti gasoviti reaktant sastoji od gasa koji sadrži molekulski kiseonik.
5. Postupak prema Zahtevu 4, naznačen time, što je pomenuti najmanje jedan ulaz za gasoviti reaktant postavljen na rastojanju od nosećeg sredstva za katalizator koje je veće od bilo koje potencijalne dužine plamena.
6. Postupak prema bilo kome od prethodnih Zahteva, naznačen time, što se jedan ili više drugih gasovitih reaktanata uvode u reaktor.
7. Postupak prema Zahtevu 6, naznačen time, što se pomenuti jedan ili više drugih reaktanata uvode, bar delom, odvojeno od pomenutog prvog gasovitog reaktanta.
8. Postupak prema Zahtevu 6 ili Zahtevu 7, naznačen time, što se pomenuti jedan ili više drugih gasovitih reaktanata uvode kao komponenta gasa za fluidizaciju.
9. Postupak prema bilo kome od Zahteva 6 do 8, naznačen time, što se jedan ili više pomenutih drugih reaktanata sastoji od etana, etilena ili njihovih smeša.
10. Postupak prema Zahtevu 9, naznačen time, što se pomenuta tečnost, koja se uvodi u pomenuti reaktor, sastoji od sirćetne kiseline, a proizvodi se vinilacetat.
11. Postupak prema Zahtevu 9, naznačen time, što se pomenuta tečnost, koja se uvodi u pomenuti reaktor, bira iz grupe koju čine sirćetna kiselina, voda i njihove smeše, a proizvodi se sirćetna kiselina oksidacijom etilena i/ili se proizvodi etilen i/ili sirćetna kiselina oksidacijom etana.
12. Postupak prema bilo kome od Zahteva 6 do 8, naznačen time, što se proizvodi akrilonitril reakcijom amonijaka, gasa koji sadrži molekulski kiseonik i drugog reaktanta koji se bira iz grupe koju čine propilen, propan i njihove smeše.
13. Postupak prema bilo kome od Zahteva 6 do 8, naznačen time, što se proizvodi anhidrid maleinske kiseline reakcijom gasa koji sadrži molekuslki kiseonik i drugog reaktanta koji se bira iz grupe koju čine buten, butan i njihove smeše.
YUP-421/01A 2000-06-14 2001-06-13 Postupak i aparatura za reakcije u fluidizacionom sloju RS50018B (sr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB0014584.7A GB0014584D0 (en) 2000-06-14 2000-06-14 Apparatus and process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
YU42101A YU42101A (sh) 2004-03-12
RS50018B true RS50018B (sr) 2008-09-29

Family

ID=9893677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
YUP-421/01A RS50018B (sr) 2000-06-14 2001-06-13 Postupak i aparatura za reakcije u fluidizacionom sloju

Country Status (15)

Country Link
US (2) US6913734B2 (sr)
EP (1) EP1163954A3 (sr)
JP (1) JP2002053498A (sr)
KR (1) KR100818948B1 (sr)
CN (1) CN1215901C (sr)
BR (1) BR0102385A (sr)
GB (1) GB0014584D0 (sr)
ID (1) ID30524A (sr)
MX (1) MXPA01005955A (sr)
NO (1) NO325457B1 (sr)
RS (1) RS50018B (sr)
RU (1) RU2257374C2 (sr)
SG (1) SG101977A1 (sr)
TW (1) TWI233838B (sr)
UA (1) UA77623C2 (sr)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI304359B (en) * 2001-12-04 2008-12-21 Bp Chem Int Ltd Oxidation process in fluidised bed reactor
GB2382786B (en) * 2001-12-04 2005-10-19 Sasol Technology Slurry phase apparatus
TW200732038A (en) * 2006-01-13 2007-09-01 Bp Chem Int Ltd Process and apparatus for reducing the probability of ignition in fluid bed-catalysed oxidation reactions
SG171666A1 (en) * 2006-02-07 2011-06-29 Celanese Int Corp Use of predehydration towers in an ethane oxidation to acetic acid/ethylene process
CN101985089B (zh) * 2009-07-29 2013-01-30 江苏新河农用化工有限公司 一种百菌清生产中列管式流化床反应器
RU2495696C1 (ru) * 2012-04-26 2013-10-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской академии наук Способ управления детонацией смесей оксида углерода и водорода с воздухом
CN112191198B (zh) * 2020-11-11 2022-01-11 北京水木滨华科技有限公司 一种异丁烯氧乙酰化反应装置及方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3615253A (en) * 1969-05-21 1971-10-26 Phillips Petroleum Co Batch-continuous reactor
GB1265770A (sr) * 1969-07-01 1972-03-08
DE3023297C2 (de) * 1980-06-21 1988-05-05 International Minerals & Chemical Luxembourg S.A., 2010 Luxembourg Verfahren zur Herstellung eines Vorproduktes für die Erzeugung von Siliziumcarbid
GB8915410D0 (en) * 1989-07-05 1989-08-23 Bp Chem Int Ltd Chemical process
US4579999A (en) * 1985-01-17 1986-04-01 Mobil Oil Corporation Multistage process for converting oxygenates to liquid hydrocarbons with aliphatic recycle
US5300684A (en) 1991-12-09 1994-04-05 The Standard Oil Company Process for the fluidized bed oxidation of ethane to acetic acid
ZA943399B (en) * 1993-05-20 1995-11-17 Bp Chem Int Ltd Polymerisation process
ES2287994T3 (es) * 1994-02-22 2007-12-16 The Standard Oil Company Procedimiento para la preparacion de soporte de catalizador de acetato de vinilo de lecho fluidizado.
SG46156A1 (en) 1994-06-02 1998-02-20 Standard Oil Co Ohio Fluid bed process for the acetoxylation of ethylene in the production of vinyl acetate
JP3744078B2 (ja) * 1995-11-08 2006-02-08 三菱化学株式会社 流動床反応器の運転方法
DE19601750A1 (de) * 1996-01-19 1997-07-24 Basf Ag Verfahren zur Oxidation und Oxidehydrierung von Kohlenwasserstoffen in der Wirbelschicht
IT1295057B1 (it) * 1996-09-27 1999-04-27 Du Pont Procedimento migliorato per la calcinazione/attivazione di un catalizzatore v/p/o
US6111036A (en) * 1996-10-17 2000-08-29 Eastman Chemical Company Method for improving cooling of fluid bed polymer reactor
GB9625599D0 (en) * 1996-12-10 1997-01-29 Bp Chem Int Ltd Process
GB9807142D0 (en) * 1998-04-02 1998-06-03 Bp Chem Int Ltd Catalyst and process utilising the catalyst
GB9817365D0 (en) * 1998-08-11 1998-10-07 Bp Chem Int Ltd Process for the production of vinyl acetate
GB9826754D0 (en) * 1998-12-04 1999-01-27 Bp Chem Int Ltd Process for the production of vinyl acetate
GB9907704D0 (en) 1999-04-01 1999-05-26 Bp Chem Int Ltd Catalyst and process utilising the catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
EP1163954A3 (en) 2004-01-14
NO20012909D0 (no) 2001-06-13
US6913734B2 (en) 2005-07-05
RU2257374C2 (ru) 2005-07-27
JP2002053498A (ja) 2002-02-19
UA77623C2 (en) 2006-12-15
CN1328871A (zh) 2002-01-02
NO20012909L (no) 2001-12-17
CN1215901C (zh) 2005-08-24
EP1163954A2 (en) 2001-12-19
NO325457B1 (no) 2008-05-05
BR0102385A (pt) 2002-04-30
KR20010112111A (ko) 2001-12-20
MXPA01005955A (es) 2005-04-19
ID30524A (id) 2001-12-20
YU42101A (sh) 2004-03-12
GB0014584D0 (en) 2000-08-09
TWI233838B (en) 2005-06-11
US20020016374A1 (en) 2002-02-07
US20050209101A1 (en) 2005-09-22
SG101977A1 (en) 2004-02-27
KR100818948B1 (ko) 2008-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008082701A (ja) 流動床にて熱交換するための装置および方法
JPH10195021A (ja) オレフィンのアセチル化方法
US7145033B2 (en) Oxidation process in fluidized bed reactor
RS50018B (sr) Postupak i aparatura za reakcije u fluidizacionom sloju
KR101609022B1 (ko) 알릴 아세테이트의 제조 방법
US7718811B2 (en) Oxidation process in fluidised bed reactor
JPH0219370A (ja) 無水マレイン酸の製造法
US20020006368A1 (en) Apparatus and process for oxidation reactions
MXPA97010025A (es) Proceso para la acetoxilacion de olefinas