Способ получения ацетальдегида

(5 том Н. Химия ганическ Лебедев Н новного о ского сии 326-327. техноо и нефХимияф,логия отехимич 1971, с Разработка ратации ацеа нертутных еская прос, 265 Горинса паров ацезатораность"рототи Л. и др. фазной ги альдегид2, проце тилен катал мышле ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ(54) (57) спосов получения лцетлльДЕГИДа парофазной гидратацией аце,тилена путем пропускания ацетиленпаровой .смеси при 340-380 ОС и давлении 0,4-0,5 атм через слои кадмий-кальций-фосфатного катализатора, охлаждения образующихся при зреакционных газов между слоями катализатора и выделения целевогопродукта, о т л и ч а ю ц и й с ятем, что, с целью повнаения производительности процесса, 23-37,5от общего объема ацетилена подаютв первый слой катализатора, а остальной объем в смеси с водянымпаром вводят частями в реакцион,ные газы между слоями катализатораИзобретение относится к способуполучения ацетальдегида, которыйшироко используют для производствауксусной кислоты, бутадиена, пентаэритрита, а также альдегидныхсинтетических смол,5Известен способ получения ацетальдегида парофазной гидратацией. ацетилена при 340-380 цС и давлением 0,2-0,8 атм в присутствии кадмий-кальций-фосфатного катализаторапутем пропускания ацетилено-паровойсмеси АПС) через четыре слоя катализатора, Так как процесс гидратации ацетилена идет с выделениемтепла, между слоями катализатора реакционные газы охлаждг от водой доисходной температуры 1340-380 С) 1.Недостатком данного способа является сравнительно низкая объемная скдрость процесса (125 ч"), приводящая к низкой производительности процесса,Наиболее близким к изобретениюявляется способ получения ацетальдегида парофазной гидратацией ацетилена при 340-380 ОС и давлении 0,20,8 атм в присутствии кадмий-кальций-фосфатного катализатора путемпропускания ацетилено-паровой смесичерез 10 слоев катализатора. Процесс ведут при постоянном отноше-.нии пара и газа, равном 9. Охлаждение реакционных газов между полками осуществляют путем впрыскивания воды.35Объемная скорость процесса составляет 150-200 ч производительность процесса - 137-185 г/л . ч 2,Недостатком известного способа является сравнительно низкая про изводительность процесса.Цель изобретения - повышение производительности процесса.Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения 45 ацетальдегида парафазной гидратации ацетилена путем пропускания исходной ацетилено-паровой смеси через слои кадмий-кальций-фосфатного, катализатора при 340-380 ОС и давлении 0,4-0,5 атм, охлаждения образующихся при этом реакционныхгазов между слоями и выделением.целевого продукта, причем 23-37,5 от общего объема ацетилена подают в первый слой катализатора, а ос тальной объем ацетилена в смеси с ф водяным паром вводят частями в реакционные газы между слоями катализатора.При подаче менее. 23 ацетилена 60 на первую полку пришлось бы использовать АПС, нагретую до не вьаае100 ОС для охлаждения реакционных газов, но при этом значительно воз растут объемы ацетилена, подаваемого вместе с паром для охлаждения реакционных газов. Вследствие этоговозрастает тепло, выделяющееся напоследующих полках, Но в АПС, нагретой до 100 С, не может бытьстабильным водяной пар - он можетпревращаться в конденсат,При подаче на первую полку более 37,5 ацетилена снижается про.изводительность процесса. В этомслучае необходимо на охлаждение реакционных газов подать увеличенные количества АПС, нагретой довысокой температуры. Вследствиеэтого, в реакционных газах окажется неоправданно большое количество водяного пара, что требует увеличенных объемов катализатора. Аэто также приводит к снижению производительности. Нагрев АПС, подаваемой на охлаждение реакционных пазов между слоями катализатора, учитывает прежде всего воз- .можность использования водяногопара низких параметров. Расчетыпоказывают что если смешать "тран.спортныйп ацетилен он состоит из50 водяного пара и 50 ацетиленаи имеет температуру около 100 С)с водяным паром, получается АПСс температурой 130 С, Если же транспортный ацетилен смешать с водяным паром более высоких параметровно получаемых тут же, на производстве можно получить АПС с температурой 200 ОСТемпература АПС диктует объемыисходного ацетилена, подаваемогона первую полку катализатора, Еслина первую полку подать 30 исходного ацетилена, на все остальныеполки должно быть подано 70 исходного ацетилена, В этом случае в слоях катализатора образовано максимальное количество ацетальдегидаи выделится максимальное количество тепла. Для погашения этого тепла необходимо использовать АПС свозможно низкой температурой, т.е.с температурой 130 ОС.Если же на первую полку гидрататора подать максимальный объем ацети-,лена, для погашения тепла необхо,димо испольэовать АПС с максимальной температурой. Таким образом, доля ацетилена, подаваемая на первую полку катализатора, диктует температуру АПС, подаваемой на охлаждение реакционных газов между слоями катализатора: минимальный объем ацетилена требует минимально нагретой АПС, а максимальНый объем (из указанных пределов) требует АПС с максимальнфй температурой.Способ осуществляют следующим дбразом.,5 10,95 11,4 12,5 2 9 6 9 7 5 3С учетом параметра имеющегося водяного пара выбирают количество "транспортного" ацетилена, направ-, ляемого на первую полку гидрататора Остальной пар распределяют по коллекторам, размещенным между слоями катализатора. К части ацетилена, направляемого в первый слой катализатора, добавляют необходимое количество водяного пара, прошедшего пароперегревательную печь и нагретого 0 до 500 ОС. При смешении этих потоков в первом слое катализатора образуетф ся АПС с температурой 340-380 С.Остальной водяной пар, минуя пароперегревательную печь, поступает 15 в коллекторы пара, размещенные между слоями катализатора. Объемы пара, поступающие в слои катализатора, определяют регуляторами давления по заданной температуре реакционных 2 О газов, поступающих в нижерасполоОбщий объем дополнительно введенного ацетилена составляет 1920 нм/чЭ дополнительного пара - 28356 нм /ч,4 О , Общий объем катализатора - 4700 л.На выходе из последнего слоя катализатора получают 35930 мн/ч" газа, нагретого до 370 дС, содержащего 1345 нм/ч ацетальдегида, .45 1275 нм 9/ч ацетилена, остальное- водяной пар. Реакциокные газы направляют затем на стадию выделения ацетальдеги да. 50 женные слои катализатора. Приборы КИП пропускают в межполочные прост Рранства столько пара, сколько необ- ходимо для приведения их температуры до начальной величины, т.е, до 340-380 С.П р и м е р 1, Подача 22,9% ацетилена на первую полку катализатора.АПС, содержащая 700 нму/ч ацетилена и 630.0 нм/ч перегретого водяного пара, образующих смесь с температурой 340 ОС, под избыточным давлением 0,4 атм подают в первый слой кадмий-кальций-фосфатного катализатора, С целью охлаждения реакционных газов в межполочные пространства добавляют ацетилен и водяной пар, смесь которых образует тем пературу АПС, равную 200 ОС,Параметры процесса приведены в табл. 1. П р и м е р 2. Подача 37,3ацетилена на первую полку катализатора.АПС, содержащую 800 нм /ч ацетилена и 7200 нм 9/ч перегретогопара, имеющую температуру 340 С, подизбыточным давлением ,0,5 атм подают на первую полку аппарата, вкотором содержится 10 слоев кадмийкальций-фосфатного катализатора.На вход в следующие слои катализаторадобавляют АПС, имеющую расчетнуютемпературу 150 С и параметры,приведенные в табл, 2,Таблица 2Меее еСпособтный П Характеристики процесса Извес ример 1 Пример 2ЕиЮОтношение,ПгГ в началепроцесса Отношение ПгГ в концепроцессас 12,8 7,8 12,5 Среднее отношение ПгГ 7,4 10;9 10,75 Объемая скорость на переработанный ацетилен, ч254 125-150 252 Производительность. ацетальдегида, г/л ч1 497 175 480.Как видно из табл, 3, предлагаемый 30 тельность процессадо 480-497 г/л,ч проспособ позволяет повысить прсизводи- тив 175-185 г/л.ч в известном способе,Составнтель Н.КуликоваТехред Л.АчРедактор Г.Безвершенко Корректор А,ПовхЗаказ 9232/20 Тираж 418ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и,открытий113035 р Москва, жр Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.,Проектная, 4 Общий объем дополнительно введенного ацетилена составляют 1340 нмф/ч водяного пара " 19525 нм 9/ч. Объем, нагруженного катализатора - 5508 л.На выходе из последнего слоя .ката лизатора в, смеси газов оказалось 1190 нм ф/ч ацетальдегида,950 нм/ч ацетилена и, 35525 нмф/ч водяного пара. Температура газов 380 С. По,лученные газы направляют на стадию выделения ацетальцегида.Сравнительные данные по произво дительности в предлагаемом и известном способах представлены в табл.3.