Способ получения окиси этилена

(22) Заявле ч е исоединением за Государственный комитет Совета Министров СССР(088.8) делам изобретении н открытий 08.77. Бголлетець ения аписагя 30.09.7 5) Дата оликов 72) гвтор изобретеци. М. Гусейцо 71) Заявител оваго К х проце Ордена Трнефтехимичес ого Знамени институтим, 1 О, Г. Чамедалиев 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСИ ЭТИЛЕ едлагаемый спасо цм образом.реакционное устр осуществляется слейство (см, чертеж) Изобретение относится к способу получения окиси этилеча прямым окислением этилена кислородом воздуха в присутствии мелкадиспероного .серебряного катализатора на носителе, 5Известен ряд способов получения окиси этилена окислением этилеча клслородом з присутствии инертпых разбавителей. По этим способам процессы осуществляются в стационарном слое серебряного катализатора в одной или нескольких реакгцонных зонах,Известен также способ получения окиси этилена парофазным окислением этилена кислородом воздуха в ,реакторе с восходящлм потокам газо-контактной смеси с последующим доокислением непрореагировазшего этилена в реакторе с падающим потоком катал:затора. Падаощий поток катализатора в нижней части реактора образует сплошной движущгйся слой, который подхватызается этилено-воздушчой смесью и попадает в реактор с восходящим потоком.В качестзе катализатора используют мелкодисперсный серебряный катализатор на носителе, концентрация этилена в рабочен смеси 3,35 О/о, процесс ведут при температуре до 300 С, Вьход окиси этилена 50,5 - 63%, считая на пропущенный этилен, селектиз. ность 70,5/о, концентрац:гя целезого продукта до 2,65,/1, производительность каталлзато ра по окиси этилена 350 - 400 г/,г катализатора в 1 ч.Однако поступающий на реакцию катализатор после возвращения нз зоны ,реакции обладает заццжезной активностью, поэтому определенная часть реактора с восходящггм потоком используется неэффективно, так как скорость реакции з этой зоне незначительна. Такм образом, по высоте реактора реакция происходит с различной скоростью, нарастая от минимального значения в начале реактора к максимальному на выходе из него. В связи с этим и тепловьгделение по высоте реактора также различное, что нарушает изотермичцость процесса по высоте реактора ги создает серьезные затруднения теплоотвода реакционого тепла, и приводит к снижению выходов целевого продукта и селективности процесса.Для повышения производительности процесса по предлагаемому способу рекомендуется использовать катализатор, предварггтельно обработанный 1 - 5 об. ,/о кгслорода от общего количества реакционной смеси.Обычно обработку катализатора проводят в нескольких точках по высоте слоя катал.- затора.568647 55 загружают через патрубок З,катализатор, ч воздухом, подогретым до = 300 С, циркулируют его между аппаратамии 2. При достижении режимной температуры в реактор с восходящим потоком подают через патруб;ии 4 3 - 3,2 об. /о этилена в смеси с воздухом.Одновремен 1 но в различных точках в слой катализатора через распределительные устройства 5 перед началом реакции подаюг 1 - 5 об. (предпочтительно 3 об. о/о) кислорода, считая на объем исходной реакционной смеси, Таким образом, этилено-воздушная смесь постоянно контактирует с ка.тализатором, обладающим высокой активно 15 стью вследствие предвар 41 тельной обргботки его кислородом, создавая благоприятные ус.ловия,для максимального превращения сырья по высоте реактора. Продукты реакции на выходе из реактора отделяются от катали затора в сепараторном устройстве, катализатор ссыпается вниз в напорный стояк, где проходит активацию кислородом и снова поступает на реакцию, а контактный газ выводится из,системы через патрубок.Предлагаемый способ позволяет увеличить производительность процесса на 85 - 90%, съем окиси этилена составляет 500 г,г катализатора в 1 ч, выход окиси этилена, считая на пропущенный этилен, 64,5/,. 30В примерах приведены результаты процесса окисления как для случая, когда на вторую стадию, т. е. в реактор с падающим потоком подается только пепрореагировавший в реакторе с восходящим потоком эти лен, а также для случая, когда непрореатчровавший этилен перед поступлением в реактор с падающим потоком дополняется свежим до общей оптимально допустимой концентрации его в смеси с воздухом. При этом 40 процесс обработки катализатора контролируется расходом кислорода и скоростью потока катализатора.Оптимальное время обработки 5 - 10 с, П р и м е р 1. Реактор с восходящим по током катализатора. Реакционная смесь, содержащая 3,00 об. этилена в смеси с воздухомконтактирует с катализатором, предварительно обработанным кислородом. Количество кислорода, по даваемое в слой катализатора, составляет 3 об. О . Температура реакции 290 С. При подаче на реакцию 3 об. Оэтилена 55и 97,0 об. воздуха получают, об. %: Окись этилена 1,415Двуокись утглерода 1,20Этилен (непрореагировавший) 0,98 50 Общая конверсия этилена 66,8%. Выход окиси этилена, считая на превращенный тилен 70,2%. Реактор с падающим потоком. Полученный контактный газ, выходящий из первого реактора, после пззлечения из него этилена, углекислоты, воды и частично азота с содержанием непрореагировавшего этиле 1 а 0,98 об. " возвращают на повторное окисление в реактор с падающим потоком. Тем пер атур а реакции 270 С. При подаче на реакцию 0,98 об. Оэтилена и 99,02 об % воздуха получают, об. О : Окись этилена 0,525 Двуокись углерода 0,44 Этилен (непрореагировавший) 0,24 Общая конверсия этилена 74,0 О/о. Выход окиси этилена, считая на превращенный этилен, 71,0%,В результате последовательного окисления в двух реакторах смеси, содержащей 3% этилена, полчают, об. %: Окись этилена 1,940 Двуокись углерода 1,64 Этилен (непрореагировавший) 0,24 Общая конверсия этилена 92,0,4. Выход окиси этилена, считая на превращенный эти. лен, 70,0 . Выход окиси этилена в расчете на пропущенный этилен, 64,5 о. П р и м е р 2. Реактор с восходящим по током катализатора. Процесс окисления ве. дется в аналогичных, описанных в примере 1, условиях. При подаче на активацио, 3 об. о/о кислорода, 3 об. 7 этилена и 97 об.зоздуха получают, об, %: Окись этилена 1,415 Двуокись углерода 1,20 Этилеп (пепрореагировавший) 0,98 Оощая кснверсия этилена 66,8 . Выход окиси этилена в расчете на превращенный эти чен 70 20/оРеактор с падающим потоком катализатора. Контактный газ, выходящий из реактора с восходящим потоком после извлечения из него продуктов реакции (окиси этилена, двуокиси углерода и воды) с содержанием этилена 0,98 об. % дополняется свежей порцией этилена,до оощей концентрации его в смесивоздухом 3,0 об. о. Температура реакции 270 С. При подаче на реакцию 3,0 об. % этилена (0,98% непрореагировавшего в первом реакторе плюс 2,02 свежего) и 97,0 об. воздуха получают, об. %: Окись этилена 1,02Двуокись углерода 1,0 Этилен (непрореагировавший) 1,482,4352,21,48 Окись этилена Двуокись углеродаЭтилсн (непрореапровавший) Общая конверсия этилена 70,5%. Выход окиси этилена, считая на превращенный этилен 68,6%.Выход окиси этилена, считая на пропущенный этилен, 48,4%. Общая конверсия этилена 50,6%. Выход окиси этилена в расчете на превращенный этилен 67,2%.В результате последовательного окисления в двух реакторах смеси, содержащей 5,02 об. % этилена, получают, об, %: Формула изобретения Способ получения окиси этилена путемпарофазного окисления этилена кислородом 5 воздуха в движущемся потоке серебряногокатализатора на носителе при температуре 270 - 300 С, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, используют катализатор, предвари тельно обработанный кислородом, в количестзе 1 - 5 об, % от количества реакционной смес .2, Способ по п. 1, отличающийсятем, что обработку кислородом проводят в 15 ;нескольких точках по высоте слоя катализатора.