RS61099B1 - Gastrorezistentna tableta sa enteričkom oblogom - Google Patents

Description

POSTUPAK ZA PROIZVODNJU VINILACETATA

Ovaj pronalazak se odnosi na postupak za proizvodnju vinilacetata.

Vinilacetat se može proizvoditi acetoksilovanjem etilena. U tipičnom postupku proizvodnje vinilacetata, u reaktor se kroz ulaz uvode etilen, sirćetna kiselina i kiseonik. Reaktanti stupaju u vezu sa katalizatorom koji sadrži paladijum i reaguju, dajući izlaznu struju, koja se odvodi iz reaktora i hladi. U izlaznoj struji kondenzuju se vinilacetat, voda i neizreagovala sirćetna kiselina, pa se razdvajaju radi daljeg prečišćavanja. Preostale gasovite komponente u izlaznoj struji (npr. etilen) se komprimuju i reciklišu.

Brzina acetoksilovanja raste sa povećanjem koncentracije kiseonika u reaktoru. Međutim, količina kiseonika koja se može uvesti u reaktor ograničena je granicom zapaljivosti reakcione smeše. Granica zapaljivosti se definiše najvećom koncentracijom kiseonika u smeši koja nije u stanju da dovede do sagorevanja. Ukoliko koncentracija kiseonika prevaziđe granicu zapaljivosti, dešava se požar ili eksplozija.

Preduzimaju se različiti koraci da se minimizira rizik od požara ili eksplozije. Na primer, u reaktoru sa fiksnom kolonom iz EP 0 845 453, koncentracija kiseonika u ulaznom gasu se pažljivo prati i održava na ili blizu vrednosti praga. Matematičke aproksimacije, koje se koriste za definisanje vrednosti praga, opsane su u EO 0 845 453, koji je ovde uključen kroz ovaj citat. Kada koncentracija ulaznog kiseonika prevaziđe vrednost praga, aktivira se signal za isključivanje i reakcija se zaustavlja isključivanjem dovoda svežeg kiseonika u reaktor.

Problem ovog rešenja je da je koncentracija kiseonika u reaktoru ograničena granicom zapaljivosti reakcione smeše u samom reaktoru. Obično se može tolerisati viša koncentracija kiseonika u ovome, pa stoga signal za isključivanje može biti aktiviran znatno pre nego što koncentracija kiseonika u reaktoru dostigne optimalnu vrednost.

Ovaj problem se može izbeći kod reaktora sa fluidizacionom kolonom tako što se kiseonik uvodi kroz poseban ulaz, kao što je opsisano u US 5 550 281. Međutim, ovo rešenje nije podesno za sisteme sa fiksnom kolonom.

Mi smo razvili postupak za proizvodnju vinilacetata u kome koncentracija kiseonika u reaktoru nije ograničena količinom svežeg kseonika koji se uvodi u reaktor kroz ulaz. Ovaj postupak je primenljiv na reaktore i sa fiksnom i sa fluidizacionom kolonom.

U skladu sa sadašnjim pronalaskom, daje se postupak za proizvodnju vinilacetata, a pomenuti postupak se sastoji od sledećih koraka:

(a) uvođenja etilena, sirćetne kiseline i gasa koji sadrži kiseonik u reaktor,

(b) reagovanja pomenutih etilena, sirćetne kiseline i gasa koji sadrži kiseonik, u prisustvu katalizatora za acetoksilovanje u pomenutom reaktoru, i dobijanja proizvodne struje, (c) odvođenja pomenute proizvodne struje iz reaktora u vidu izlazne struje i održavanja koncentracije kiseonika u pomenutoj izlaznoj struji na ili u blizini njene granice zapaljivosti.

Ovaj pronalazak ima prednost u tome što je održavanjem koncentracije kiseonika u izlaznoj struji na ili u blizini granice zapaljivosti, zapaženo povećanje produktivnosti i selektivnosti u postupku za proizvodnju vinilacetata.

Kao što je gore objašnjeno, granica zapaljivosti smeše se definiše najvišom koncentracijom kiseonika u smeši koja nije u stanju da dovede do sagorevanja. Ova granica se može iskazati funkcijom od pritiska, temperature i sastava smeše, kao što opisuju empirijske jednačine izložene u EP 0 845 453.

U ovoj prijavi nazivom "izlazna struja" obuhvaćene su inicijalna struja nakon direktnog napuštanja reaktora i bilo koja struja naknadno izvedena iz inicijalne struje, izuzimajući onu koja se uvodi u reaktor na njegovom ulazu. Na primer, posle napuštanja reaktora, izlazna struja se može povratiti u reaktor kroz petlju za reciklisanje, obuhvatajući jedan ili više koraka proizvodnje. U jednom koraku proizvodnje, izlazna truja koja napušta reaktor može se odvesti u sekciju za separaciju gde se uklanjaju tečne komponente iz izlazne struje, kao što su vinilacetat, voda i/ili neizreagovala sirćetna kiselina. Sekcija za separaciju može da ima oblik jedne ili više destilacionih kolona.

U narednom koraku proizvodnje, deo ili celokupna izlazna struja koja napušta sekciju za separaciju može se uvesti u kompresor. Deo izlazne struje koji napušta sekciju za separaciju može da se odvede u sekciju za uklanjanje ugljen-dioksida. Tu se deo, ili sav ugljen-dioksid uklanjaju iz izlazne struje. Izlazna struja se zatim preusmeri u kompresor da bi se kompletirala petlja reciklisanja.

Sastav izlazne struje varira u različitim tačkama duž petlje za reciklisanje. Na primer, sastav izlazne struje koja napušta reaktor može da se razlikue od sastava izlazne struje koja izlazi iz raznih koraka proizvodnje u petlji za reciklisanje.

Zajedno sa promenama temperature i pritiska, ove razlike u sastavu mogu da budu uzrok variranja granice zapaljivosti izlazne struje u različitim tačkama duž petlje za reciklisanje. Na primer, u jednoj realizaciji granica zapaljivosti izlazne struje između reaktora i sekcije za separaciju, različita je od granice zapaljivosti izlazne struje između sekcije za separaciju i kompresora. Granica zapaljivosti izlazne struje se može takođe menjati posle komprimovanja, i nakon toga, kada se ukloni ugljen-dioksid. Da bi se isključio rizik od požara/eksplozije, koncentracija u izlaznoj struji treba da se održava na ili ispod granice zapaljivosti, u svim tačkama duž petlje za reciklisanje.

Granica zapaljivosti u izlaznj struji može da ide do zaključno 10 vol% kiseonika, na primer, 7 vol% kiseonika. Podesno je da se koncentracija kiseonika u izlaznoj struji održava na ili ispod 10 vol% kiseonika.

Postupak sadašnjeg pronalaska može da sadrži još i koak isključivanja reaktora u slučaju da koncentracija kiseonika u izlaznoj struji prevaziđe, ili je verovatno da će da prevaziđe, njegovu granicu zapaljivosti. Da bi se odredilo da li je isključivanje neophodno, koncentracija kiseonika u izlaznoj strujiu se prati, na primer, pomoću kompjutera u raznim tačkama duž petlje za reciklisanje. Na primer, u jednoj realizaciji, koncentracija kiseonika u izlaznoj struji se prati na četiri mesta duž petlje za reciklisanje. Prvo, tamo gde izlazna struja napušta reaktor; drugo, tamo gde napušta sekciju za separaciju; treće, tamo gde napušta kompesor, i četvrto, tamo gde napušta sekciju za uklanjanje ugljen-dioksida. Ukoliko koncentracija kiseonika u bilo kojoj od ovih tačaka prevaziđe vrednost praga koji definiše granica zapaljivosti, aktivira se signal za isključivanje.

U alternativnoj realizaciji, koncentracija kiseonika u izlaznoj struji se prati samo u jednoj tački, ili "kontrolnoj tački". Ukoliko koncentracija kiseonika u ovoj kontrolnoj tački prevaziđe vrednost praga koju definiše granica zapaljivosti, aktivira se signal za isključivanje. Teorijski, kontrolna tačka se može definisati onom tačkom duž petlje za reciklisanje u kojoj je izlazna struja najbliža njenoj granici zapaljivosti. Međutim, u praksi fluktuacije temperature, pritiska i sastava izlazne struje mogu da imaju za posledicu da izlazna struja prevaziđe granicu zapaljivosti na nekom drugom mestu, izuzev u kontrolnoj tački. Ovo se mora uzeti u obzir kada se računa koncentracija praga za kiseonik u kontrolnoj tački. Vrednost praga se može definisati jednačinom zapaljivosti, kao što je ona koja je opisana u EP-A-0845453 (koji je ovde uključen kroz citat) uz dopuštanje greški (na primer granica pouzdanosti od 95%), za vreme pauze između uzimanja uzoraka, za vreme odgovora kontrolnog sistema, za preciznost opreme i za prirodne varijacije u radu postrojenja.

Podesno je da se kontrolna vrednost postavi na ili ispod 10 vol% kiseonika. Na primer, za granicu zapaljivosti od 7 vol%, vrednost praga se može postaviti na 4,0 vol% kiseonika, mada se mogu koristiti i druge vrednosti, zavisno od faktora koji su ranije opisani.

U jednoj realizaciji, izlazna struja se prati u tački između reaktora i sekcije za separaciju, a podesna vrednost praga u toj tački je 4,0 vol% kiseonika. U drugim realizacijama, izlazna struja se prati u drugim tačkama duž petlje za reciklisanje, na primer, na prilazu sekciji za separaciju i/ili sekciji za uklanjanje ugljen-dioksida.

Koncentracija kiseonika u kontrolnoj tački može se pratriti korišcenjem analizatora za kiseonik. Na primer, koncentracija kiseonika se može pratiti korišcenjem analizatora koji meri paramagnetizam izlazne struje kada napušta sekciju za separaciju i/ili sekciju za uklanjanje ugljen-dioksida. Takvi analizatori (npr. SERVOMEX) sadrže komponente na koje štetno utiču pare koje su podložne kondenzaciji, visoke temperaure i pritisci. U slladu sa tim, ovi analizatori se ne mogu koristiti tamo gde vladaju uslovi visoke temperatura i pritiska, na primer, u blizini izlaza iz reaktora. Prema tome, da bi se analizirala izlazna struja kada napušta izlaz iz reaktora, ova struja treba da se prethodo tretira, na primer, da se ohladi kako bi se uklonile pare koje se mogu kondenzovati, i da se oslobodi pritiska.

Koncentracija kiseonika u izlaznoj struji odmah po napuštanju reaktora može se pratiri skenovanjem talasne dužine, koristeći monohromatski izvor zračenja. Poželjno je da se ova tehnika primenjuje u bliskoj infracrvenoj oblasti (NIR), mada se mogu koristiti i druge talasne dužine (podesna talasna dužina u bliskoj infracrvenoj oblasti je približno 700 do 1000 nm, poželjno približno 760 nm, ±5 nm), uz upotrebu aparata koji se proizvodi pod trgovačkim imenom LaserGas, firme Norsk Electro Optik A/S (Norveška).

Diodna laserska spektroskopija za gasoviti kiseonik se zasniva na selekciji jedne jedine apsorpcione linije, poželjno u NIR oblasti spektra. Mora se paziti da se obezbedi da ni jedan od drugih gasova nema apsorpcione linije na bliskim talasnim dužinama. Frekvencija diodnog lasera se podesi da odgovara jednoj apsorpcionoj liniji kiseonika, podešavanjem temperature i struje za pokretanje lasera. Širina spektra diodnog lasera je znatno uža od širine spektra apsorpcione linije kiseonika. Variranjem struje diodnog lasera, talasna dužina diodnog lasera se skenuje preko apsorpcione linije.

Duž optičkog puta između diodnog lasera i detektora molekuli kiseonika apsorbuju propuštenu svetlost lasera, što izaziva varirjacije intenziteta detektovanog lasera u zavisnosti od talasne dužine. Na taj način se oblik i veličina detektovane apsorpcione linije mogu upotrebiti za izračunavanje količine kiseonika između transmitera i prijemnika.

Analizatori LaserGas™ tolerišu temperature visoke i do 1000°C, kao i pritiske do 20 bar. Koncentracija kiseonika u gasu unutar reaktora se može na taj način pratiti. Značajno je da se ne dopusti da se sirćetna kiselina i druge komponente podložne kondenzaciji u isteku gasa kondenzuju na prozorima detektora. Da bi se ovo postiglo prozori se ispiru produvavanjem gasa koji ne interferira sa apsorpcionim spektrom. Bira se podesna dužina puta, tipično je 1 metar, kako bi se obezbedila adekvatna osetljivost detektora. Ovo se može postići stavljanjem analizatora poprečno na sud ili veliku cev/kanal. Alternativno, ovo se može takođe postići dovođenjem gasa koji treba da se kontroliše longitudinalno u centar cevi, u koju se uvodi gas za produvavanje između mesta uvođenja gasa koji se kontroliše i krajeva cevi, tako da je gas u centru cevi suštinski samo gas koji treba da se konroliše, a gas za produvavanje struji izlazeći kroz svaki od krajeva cevi. Prozori detektora se tada postavljaju transverzalno na cev u centru, u oblasti u kojoj je bitno da se gas kontroliše. Podesno je da se kao gas za produvavanje koristi etilen.

Postupak ovog pronalaska se može voditi u reaktoru sa fiksnom kolonom ili u reaktoru sa fluidizacionom kolonom. U reaktoru sa fiksnom kolonom, uvodi se smeša kiseonika, sirćetne kiseline i etilena u reaktor sa fiksnom kolonom. Kod reaktora sa fluidizacionom kolonom, obično se kiseonik, etilen i sirćetna kiselina uvode odvojeno. Ovim se eliminiše rizik sagorevanja etilenai/ili sirćetne kiseline pre ulaska u reaktor. Reaktanti zatim dolaze u kontakt sa fluidizovanim materijalom katalizatora koji se kontinualno meša sa reaktantima, gradeći homogenu smešu. Ovo obezbeđuje da se reakcija acetoksilovanja odigrava pod izotermskim uslovima, pri čemu se toplota generisana reakcijom oksacetilovanja ravnomerno raspoređuje unutar reaktora. Ovo smanjuje rizik da dođe do eksplozije i/ili požara unutar reaktora. Na taj način, količina kiseonika koja se može koristiti u reaktoru sa fluidizacionom kolonom nije ograničena granicom zapaljivosti zbira komponenata reaktanata pri napajanju, ukoliko se bar deo kiseonika uvodi u reaktor odvojeno od drugih komponenata koje se uvode.

Kod reaktora i sa fiksnom kolonom i sa fluidizacionom kolonom, uslovi odigravanja reakcije se kontrolišu tako da se koncentracija kiseonika u izlaznoj struji održava na ili u blizini maksimalne vrednosti. Ovo se može postići kontrolisanjem brzine konverzije kiseonika u reaktoru, koja je opet zavisna od niza faktora, na primer, prirode katalizatora, temperature reakcije, veličine reaktora i protoka napajanja.

Katalizator ovog pronalaska može da sadrži metal VIII Grupe, kao što su platina i/ili paladijum. Poželjno je da se koristi paladijum. Metal može biti prisutan u koncentraciji većoj od 0,2 mas%, poželjno većoj od 0,5 mas%, naročito, većoj od 1 mas%, računato na ukupnu masu katalizatora. Koncentracija metala može da bude visoka, i do 10 mas%. Podesni izvori paladijuma su paladijum(II)hlorid, Na^dCl,,, KgPdC^, H^dCl,,, paladijum-acetat, paladijum(II)nitrat i/ili paladijum(II)sulfat.

Pored metala VIII Grupe katalizator može da sadrži promoter. Podesni promoteri su zlato, bakar i/ili nikal. Poželjan promoter je zlato. Podesni izvori zlata su zlato-hlorid, tetrahlorozlatna kiselina (HAuCl4), NaAuCl4, KAuCI4, dimetilzlato-acetat, barijum-acetoaurat ili zlato-acetat, pri čemu je poželjna HAuCl4. Metal promoter može biti prisutan u sadržaju od 0,1 do 10 mas% u gotovom katalizatoru.

Poželjno je da formulacija katalizatora takođe sadrži i materijal ko-promoter. Podesni ko-promoteri su metali I Grupe, II Grupe, lantanidi, ili prelazni metali, na primer, bakar, kadmijum, barijum, kalijum, natrijum, gvožđe, mangan, nikal, antimon i/ili lantan, koji su prisutni u gotovom katalizatoru kao soli, npr. kao acetatne soli. Poželjne soli su kalijum-ili natrijum-acetat. Ko-promoter može biti prisutan u formulaciji katalizatora u koncentraciji do 15 %. Ukoliko je katalizator za reaktor sa fiksnom kolonom, poželjno je da je koncentracija ko-promotera između 3 i 11 mas%. Ukoliko je katalizator za reaktor sa fluidizacionom kolonom, ko-promoter može biti prisutan u koncentraciji do 11 mas%, poželjno od 3 do 6 mas%, u odnosu na ukupni katalizator.

Materijal katalizatora može biti na nosaču. Podesni nosači katalizatora su porozni silicijum-dioksid, aluminijum-dioksid, silicijum-dioksid/aluminijum-dioksid, silicijum-dioksid/titanijum-dioksid, titanijum-dioksid, cirkonijum-dioksid ili ugjjenik. Poželjan nosač je silicijum-dioksid. Podesno je da nosač ima zapreminu pora od 0,2 do 3,5 mL po gramu nosača, razvijenu površinu od 5 do 800 m<2>po gramu nosača, i prividnu gustinu 0,3 do 1,5 g<A>nL. Nosač za katalizator za fluidizacionu kolonu tipično ima raspodelu veličine čestica takvu da ih je najmanje 50% manje od 105p,m,a da nije više od 40% čestica katalizatora sa prečnikom manjim od 40/im.

Katalizator se može pripremiti bilo kojim podesnim postupkom. Na primer, prvi korak u postupku pripremanja katalizatora može biti impregnacija materijala nosača sa rastvorom koji sadrži zahtevani metal VUJ Grupe i metal promoter, u obliku rastvomih soli. Primeri takvih soli su rastvorni derivati halida. Poželjno je da rastvor za impregniranje bude vodeni rastvor, a da je zapremina rastvora koji se koristi takva da odgovara između 50 i 100% zapremine pora u nosaču, poželjno 50 do 99% zapremine pora.

Impregnirani nosač se suši na pritisku okoline ili sniženom pritisku i na temperaturi, od temperature okoline do 150°C, poželjno od 60 do 120°C, pre nego se metali redukuju. Da bi se ovi materijali konvertovali u metalno stanje, impregnirani nosač se tretira sa redukcionom sredstvom, kao što je etilen, hidrazin, formaldehid ili vodonik. Ukoliko se koristi vodonik, potrebno je katalizator zagrejati na 100 do 850°C, kako bi se ostvarila redukcija.

Posle opisanih koraka, redukovani katalizator se pere vodom i onda suši. Suv katalizator se impregnira potrebnom količinom ko-promotera, pa se posle toga suši.

Postupak dobijanja katalizatora može da se varira da bi se optimizirale performanse, računato na maksimalan prinos vinilacetata i selektivnost.

Aktivnost katalizatora može da opada sa vremenom. Do ovoga može doći usled sniženja koncentracije isparljivog ko-promotera u kalizatoru za vreme upotrebe. Da bi se održavala konstantna koncentracija ko-promotera u katalizatoru, tokom reakcije se može dodavati katalizatoru svež ko-promoter. Podesno je da se ovo obavlja dodavanjem materijala ko-promotera tečnom dovodu sirćetne kiseline ili u reciklisanu sirćetnu kiselinu. Alternativno, dodatni ko-promoter se može uvoditi kao rastvor (npr. u vodi ili u kiselini) direktnim sprejiranjem kroz pogodno sredstvo za injektiranje, kao što je mlaznica. Kod reaktora sa fluidizacionom kolonom, materijal katalizatora se može izvoditi iz reaktora i zamenjivati svežim katalizatorom, tako da se aktivnost katalizatora i koncentracija kiseonika u izlaznom/reciklisanom isteku održavaju na željenim nivoima.

Ovaj postupak u reaktoru podesno je da se vodi na temperaturi od 100 do 400°C, poželjno od 140 do 210°C, najpoželjnije od 140 do 190°C. Reakcija se može voditi na nadpritisku između 0,5 i 20 bar, poželjno između 6 i 14 bar, a najpoželjnije između 7 i 12 bar nadpritiska u reaktoru.

Postupak ovog pronalaska se može voditi u reaktoru koji je u stanju da primi 10 do 50 tona katalizatora za fiksnu kolonu, ili 10 do 300 tona, poželjno 30 do 150 tona, a naročito od 50 do 100 tona katalizatora za fluidizacionu kolonu. U prijavi Evropskog patenta broj 97309554.0/publikovani broj EP-A-0847982, koji je ovde uključen kroz ovaj citat, diskutovan je uticaj veličine reaktora na reakciju acetoksilovanja.

Etilen koji se koristi u ovom postupku može biti u suštinski čistom obliku ili pomešan sa jednim ili više od sledećih gasova: azot, metan, etan, ugljen-dioksid i voda, u obliku pare ili sa jednim ili više od: vodonik, C3/C4alkeni ili alkani.

Gas koji sadrži kiseonik podesno je da bude vazduh, ili gas koji je bogatiji ili siromašniji molekulskim kiseonikom, nego što je vazduh. Podesno je da gas bude kiseonik, razblažen podesnim diluentom, na primer, azotom, argonom ili ugljen-dioksidom. Poželjan gas je kiseonik. Kod reaktora sa fluidizacionom kolonom, bar deo kiseonika koji se uvodi u reaktor uvodi se odvojeno od ostalih komponenata, tako da se ukupna količina kiseonika za napajanje nalazi iznad njegove granice zapaljivosti u ukupnom napajanju reaktora.

Sirćetna kselina se može uvoditi u reaktor kao tečnost ili kao para. Kod reaktora sa fiksnom kolonom, suštinski sva sirćetna kiselina se uvodi kao para. Kod reaktora sa fluidizacionom kolonom, može se koristiti smeša pare i tečne sirćetne kiseline, ali poželjna je tečna sirćetna kiselina.

Tečna sirćetna kiselina se može uvoditi u reaktor sa fluidizacionom kolonom bilo kojim pogodnim načinom ublizgavanja, na primer, kroz mlaznicu koja može biti za atomiziranje sa gasom, ili tip mlaznice za tečno sprejiranje. Pored toga, u reaktor se može uvoditi i reciklisana sirćetna kselina. Reciklisana sirćetna kiselina se može prethodno pomešati sa sirovom sirćetnom kiselinom, ili se može uvoditi u reaktor korišcenjem odvojenih sredstava za ubrizgavanje.

Ovi i drugi aspekti ovog pronalaska biće sada opisani, u svrhu ilustrovanja, pozivanjem na Primere i priložene crteže, gde: Slika 1 predstavlja shematsku ilustraciju sistema za vođenje ovog postupka u skladu sa pivom realizacijom ovog pronalaska, i

Slika 2 predstavlja shematsku ilustraciju sistema za vođenje ovog postupka u skladu sa drugom realizacijom ovog pronalaska.

Slika 1 predstavlja sistem sa fluidizacionom kolonom za vođenje ovog postupka, u skladu sa prvom realizacijom ovog pronalaska. Sistem se sastoji od reaktora 10, sekcije za separaciju 12, kompresora 14 i sekcije za uklanjanje ugljen-dioksida 16. Reaktor 10 sadrži dva ulaza 18 i 20, za uvođenje kiseonika i tečne sirćetne kiseline. Reaktor 10 sadrži još i mrežu 17. Smeša svežeg etilena i reciklisanog gasa koji se sastoji od neizreagovalog kiseonika i neizreagovalog etilena, se uvodi u reaktor 10 kroz pločastu mrežu 17, i treći ulaz 22.

Pri radu, reaktor 10 se napuni katalizatorom da oformi fluidizacionu kolonu. Reakor 10 se napaja sirovinama koje dolaze u kontakt sa katalizatorom, dajući struju koja sadrži vinilacetat, vodu, ugljendioksid i neizreagovale reaktante. Ova struja se izvodi iz reaktora 10, ohladi i uvede u sekciju za separaciju 12, preko linije 24. U ovoj struji se kondenzuju vinilacetat, voda i neizreagovala sirćetna kiselina, pa se razdvoje, radi daljeg prečišćavanja, dok se preostale gasovite komponente uvode preko linije 26 u kompresor 14. Kadasekomprimuju, ove gasovite komponente se reciklišu u reaktor, preko linije 28.

Deo struje u liniji 28 se uvodi u sekciju za uklanjanje ugljen-dioksida 16, preko linije 30. Sekcija 16 uklanja deo ili sav ugljen-dioksid i inertan gas, koji bi se inače akumulirali u ovoj struji. Po završetku tretmana ova struja se linijom 32 uvodi u liniju 26 za reciklisanje u reaktor 10.

Koncentracija etilena koji ulazi u reaktor 10 drži se na željenom nivou dovođenjem svežeg etilena linijom 34 u liniju 28.

Ovaj postupak se vodi pod takvim uslovima da se koncentracija kiseonika u struji u linijama 24, 26, 28 i 32 održava na vrednosti praga, ispod granice zapaljivosti.

Slika 2 prikazuje sistem sa fiksnom kolonom za vođenje ovog postupka, u skladu sa drugom realizacijom ovog pronalaska. Sistem na Slici 2 koristi reaktor sa fiksnom kolonom 110, umesto reaktora sa fluidizacionom kolonom 10. Generalno, sistem na Slici 2 je sličan sistemu na Slici 1, tako da su slični delovi označeni sličnim brojevima. Međutim, za razliku od sistema na Slici 1, kiseonik i sirćetna kiselina se ne uvode direktno u reaktor 110. Umesto toga, sirćetna kiselina se uvodi u reaktor 110 kao para, kroz isparivač 112. Tečna sirćetna kiselina se uvodi u isparivač 112 linijom 120. Sledeća razlika je da se kiseonik ne uvodi direktno u rekator 110, nego u struju u tački "P", preko linije 118.

Pri m eri

U primerima koji slede, važe sledeće predpostavke i definicije:

1. osnovne reakcije koje se odigravaju u reaktoru su:

2. Primenjuje se zakon idealnog gasnog stanja.

3. I^ocenat konverzije kiseonika se definiše kao ukupan procenat kiseonika koji je

konvertovan u vinilacetat i ugljen-dioksid, kao proizvode.

4. Selektivnost etilena se definiše kao procenat količine etilena, u mol,

konvertovan u vinilacetat i ugljen-dioksid. Drugim rečima:

5. Granica zapaljivosti smeše u reaktoru uzima se da je 10 vol% kiseonika.

Granica zapaljivosti u izlaznoj struji uzima se da ima tipičnu vrednost 7 vol% kiseonika. Koncentracija kiseonika se prati 24 sata, a koncentracija kiseonika praga pri kome se aktivira signal za isključenje, je 4 vol%.

Uporedni primer A

Proizvodi se vinilacetat koristeći sistem prikazan na Slici 2. Reaktor 110 se napuni sa katalizatorom za acetoksilovanje i formira fiksna kolona.

Reaktor 110 radi ma 140 do 190°C, pri nadpritisku 6 do 12 bar, brzini konverzije kiseonika od 70 %, i selektivnosti etilena od 90%. Koncentracija kiseonika koji ulazi u reaktor 110 se održava na granici zapaljivosti od 10 vol% od ukupnog napajanja reaktora.

Uslovi u reaktoru se kontrolišu tako da količina kiseonika koji izlazi iz reaktora 110 čini 3,1 vol% od ukupne zapremine gasa koji izlazi iz reaktora 110. Ova koncentracija kiseonika je znatno ispod vrednosti praga u liniji 24 (4,0 vol%). Prema tome, ovaj komparativni primer ne ulazi u obim ovog pronalaska.

Sastav izlčizne struje je izračunavan na osnovu gornjih predpostavki, a rezultati su prikazani u. Tabeli A u nastavku.

Primer 1

U ovom Primeru proizvodi se vinilacetat koristeći sistem prikazan na Slici 1. Reaktor 10 se napuni katalizatorom i formira se fluidizaciona kolona. Ovo omogućava odigravanje reakcije acetoksilovanja pod izotermskim uslovima, pri čemu se toplota generisana reakcijom acetoksilovanja ravnomerno raspoređuje unutar reaktora. Ovo smanjuje rizik da dođe do eksplozije i/ili požara unutar reaktora. Stoga, koncentracija kiseonika koja se može koristiti u reaktoru sa fluidizacionom kolonom nije oganičena granicom zapaljivosti reakcione smeše. Prema tome, koncentracja kiseonika koji ulazi u reaktor 10 se održava iznad granice zapaljivosti, na 12,7 vol%, računajući na ukupan ulaz u reaktor.

Reaktor 10 radi na istoj temperaturi, pritisku, brzini konverzije kiseonika i selektivnosti kao i reaktor 110 u Uporednom primeru A. U ovom Primeru, međutim, koncentracija kiseonika u liniji 24 je povećana do njene maksimalne vrednosti 4 vol%, kroz povećavanje količine kiseonika koji ulazi u reaktor.

Sastav izlazne struje Primera 1 je izračunavan na osnovu gornjih predpostavki, a rezultati su pokazani u Tabeli 1, u nastavku.

Uporedna Tabela A i Tabela 1 pokazuju da su opažene veće brzine proizvodnje vinilacetata kada je ukupna koncentracija kiseonika u reaktoru održavana na vrednosti praga, definisanog granicom zapaljivosti, nego kada je ista bila ispod nje.

Uporedni primer B

Postupak Primera 1 ponovljen je sa izuzetkom što je reaktor 10 radio pri brzini konverzije kiseonika od 60%. Sastav napajanja reaktora je identičan sastavu napajanja u Uporednom primeru A. Kao što se može videti iz Uporedne tabele B u nastavku, upotrebljena brzina konverzije kiseonika nije dovoljna da se održava koncentracija kiseonika u liniji 24 ispod vrednosti praga od 4,0 vol%. Umesto toga, koncentracija kiseonika u liniji 24 je 4,1 vol%, dakle 0,1 vol% iznad vrednosti praga.

Primer 2

U ovom Primeru ponovljen je postupak Uporednog primera B, sa izuzetkom što je 2,5% katalizatora zamenjeno svežim katalizatorom, koji je definisan kao dvaput aktivniji od deaktiviranog katalizatora u Uporednom primeru B. Ovim je porasla brzina konverzije kiseonika na 61,5%, a usled toga smanjila se koncentracija kiseonika u liniji 24 na vrednost praga (4,0 %).

Sastav izlazne struje izračunavan je na osnovu gornjih predpostavki i dat je u Tabeli 4.

Poređenjern rezultata Uporednog primera B i Primera 2, pokazuje se da se za dati sastav napajanja dobijaju veće brzine proizvodnje vinilacetata, ukoliko se koncentracija kiseonika u izlaznoj struji održava na granici zapaljivosti, a ne iznad nje.

Claims (13)

1. Postupak za proizvodnju vinilacetata, naznačen time, što se pomenuti postupak sastoji od: (a) uvođenja etilena, sirćetne kiseline i gasa koji sadrži kiseonik u reaktor, (b) reagovanja pomenutih etilena, sirćetne kiseline i gasa koji sadrži kiseonik, u prisustvu katalizatora za acetoksilovanje u pomenutom reaktoru, dajući proizvodnu struju, (c) odvođenja pomenute proizvodne struje iz reaktora u obliku izlazne struje, i održavanja koncentracije kiseonika u pomenutoj izlaznoj struji na ili u blizini njene granice zapaljivosti.

2. Postupak prema Zahtevu 1, naznačen time, što se izlazna struja vraća u reaktor kroz petlju za reciklisanje koja sadrži jedan ili više proizvodnih koraka.

3. Postupak prema Zahtevu 2, naznačen time, što petlja za reciklisanje sadrži proizvodni korak u kome se izlazna struja uvodi u sekciju za separaciju, gde se uklanjaju tečne komponente u izlaznoj struji, koje čine vinilacetat, voda i/ili neizreagovala sirćetna kselina.

4. Postupak prema Zahtevu 3, naznačen time, što se deo ili celokupna izlazna struja po napuštanju sekcije za separaciju uvodi u kompresor.

5. Postupak prema Zahtevu 3, naznačen time, što se deo ili celokupna izlazna struja po napuštanju sekcije za separaciju uvodi u sekciju za uklanjanje ugljen-dioksida.

6. Postupak prema bilo kome od prethodnih Zahteva, naznačen time, što se koncentracija kiseonika u izlaznoj struji održava na ili ispod 10 vol%.

7. Postupak prema bilo kome od Zahteva 2 do 6, naznačen time, što se koncentracija kiseonika prati u jednom ili više koraka u petlji za reciklisanje, a reaktor se isključuje ukoliko koncentracija kiseonika u bilo kome od praćenih koraka prevaziđe vrednost praga, koja se definiše granicom zapaljivosti kiseonika u izlaznoj struji.

8. Postupak prema Zahtevu 7, naznačen time, što se vrednost praga postavlja da bude ispod 10 vol% kiseonika.

9. Postupak prema Zahtevu 7, naznačen time, što zavisno od bilo koga od Zahteva 3 do 6, vrednost praga u koraku između reaktora i sekcije za separaciju iznosi 4,0 vol%.

10. Postupak prema bilo kome od prethodnih Zahteva, naznačen time, što je reaktor reaktor sa fluidizacionom kolonom.

11. Postupak prema Zahtevu 10, naznačen time, što koncentracija kiseonika u ukupnom napajanju reaktora prevazilazi njenu granicu zapaljivosti.

12. Postupak prema bilo kome od prethodnih Zahteva, naznačen time, što se koncentracija kiseonika u izlaznoj struji prati pomoću lasera sa podešavajućom diodom.

13. Postupak prema Zahtevu 12, naznačen time, što laser sa podešavajućom diodom radi u bliskoj infracrvenoj oblasti.