ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение ацетальдегида из ацетилена на нертутном катализаторе из "Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза" Технологическая схема процесса получения ацетальдегида из ацетилена на ртутных катализаторах приведена на рис. 13.1. Очищенный от примесей ЩЗ, РЩ, МЩ, и др.) свежий ацетилен смешивается с возвратным ацетиленом и водяным паром в смесителе 1. Затем парогазовая смесь подается в нижнюю часть гидрата-тора 2при Р=0,22—0,23 МПа, где протекают реакции. Водяной пар в данном случае играет роль реагента и теплоносителя. [c.443] Отработанный катализаторный раствор непрерывно частично отводится с верхней части реактора и направляется на регенерацию. После регенерации он возвращается в нижнюю часть реактора. Туда добавляется металлическая ртуть с целью компенсации ее потерь. [c.443] В скрубберах 6 и 7 происходит извлечение ацетальдегида. Причем скруббер /орошается водным конденсатом, а скруббер 6 — слабым раствором ацетальдегида. Конденсат из скруббера 6 направляется в сборник 8, в котором собирается водный раствор, содержашцй ацетальдегид (7—10%), кротоновый альдегид и примеси уксусной кислоты. Несконденсированные продукты (главным образом ацетилен) из верхней части скруббера 7 направляются в смеситель 1. Около 10 % этого газового потока непрерывно выводится из системы для отделения от инертных примесей. Конденсат из сборника 8 после предварительного подогрева в теплообменнике Рза счет водного конденсата, выходящего из куба колонны 10, до температуры 60—65 °С направляется в отгонную колонну 10, которая обогревается острым паром . Верхний продукт колонны 7 направляется в колонну // для отделения от тяжелых примесей (кротонового альдегида, уксусной кислоты и др.) ацетальдегида и растворенного ацетилена. Верхний продукт колонны 11 поступает в колонну 12 ддя отделения ацетилена от ацетальдегида. Так как вместе с ацетиленом уносится некоторое количество ацетальдегида, то ацетилен подается в скруббер 13 для отмывки ацетальдегида водой. Водный раствор из скруббера 13 направляется в сборник 8, а ацетилен — в смеситель 1. [c.444] Процесс протекает при низких температурах с высокой селективностью и производительностью. Кротоновый альдегид также может быть вьщелен как целевой продукт (в этом случае селективность процесса по сумме продуктов увеличится). Отвод тепла осуществляется простейшим способом (за счет испарения продуктов синтеза и воды), при этом продукты реакций отделяются от катализаторного раствора, т. е. осуществляется совмещенный процесс. Более быстрому удалению ацетальдегида из зоны реакций способствует наличие избытка ацетилена. [c.444] Можно отметить и некоторые другие недостатки, которые возникают при рассмотрении процесса с точки зрения принципов создания безотходных производств. [c.445] В частности, в жидкофазных процессах тепло реакций часто отводится за счет испарения продуктов и сырья. В данном случае за счет совмещения тепло используется в основном для отделения продуктов синтеза (ацетальдегида и кротонового альдегида) и только частично для испарения реагента (воды), который после конденсации возвращается в реактор. Избыточный ацетилен, возвращаемый в виде рецикла в реактор, способствует быстрому удалению продуктов синтеза (ацетальдегвда и кротонового альдегвда) из реакционной зоны. В результате в меньшей степени протекает их дальнейшее превращение, т. е. реализуется еще один принцип — повышение селективности процесса. Кроме того, использование острого пара в колонне /О сокращает его расход, но увеличивает количество загрязненного ковденсата, требующего дополнительной очистки. Получается также кротоновая фракция, содержащая 10 % кротонового альдегвда, которую необходимо перерабатывать с целью вьщеления продуктового кротонового альдегвда. [c.445] Часть 2. Технология крупнотоннажных произволств. .. [c.446] Активность катализатора снижается вследствие образования смолистых продуктов и зауглероживания. Поэтому к концу цикла (через 70—100 час) температуру увеличивают до 400—410 °С, после чего катализатор подвергают регенерации. Общая продолжительность службы катализатора =2500 час. Производительность катализатора по ацетальдегиду 140-216 кг/(м кат-час). [c.447] Непрореагировавший ацетилен возвращается на синтез, 15— 20% ацетилена отводят для очистки от инертных газов. Продукты, выходящие из реактора, конденсируют, отгоняют от воды и подвергают ректификации. В итоге получается 99,5%-ный ацетальдегид и 85%-ный кротоновый альдегид в виде азеотропа с водой. [c.447] Вместе с тем этот процесс не нашел широкого распространения из-за небольшого срока службы катализатора без регенерации, его низкой механической прочности, токсичности (из-за наличия кадмия). С точки зрения принципов создания безотходных производств в нем плохо используется тепло реакции. [c.447] Как уже отмечалось, производство ацетальдегида из ацетилена жидкофазным (метод Кучерова на ртутном катализаторе) и парофазным (на катализаторах Горина) в настоящее время прекращено или прекращается. Вместе с тем применение ацетилена в качестве исходного сырья в производстве ацетальдегида в ряде районов нашей страны целесообразно вследствие его доступности. Кроме того, цена ацетилена в существенно меньшей степени зависит от стоимости нефти, нежели этилена. Следовательно, его стоимость как сырья меньше подвержена колебаниям цен на мировом рынке. Поэтому необходима разработка новых способов получения ацетальдегида на базе ацетилена, позволяющих создать экологически приемлемое производство. [c.447] Часть 2. Технология крупнотоннажных произволств. .. [c.448] Винилбутиловый эфир (ВБЭ) в этом методе получается при ви-нилировании -бутанола ацетиленом в присутствии щелочных катализаторов. Винилирование можно проводить в присутствии гидроксида калия. Кроме того, как будет показано ниже, интервал температур, при которых протекает процесс, является крайне узким. Это объясняется тем, что в соответствии с уравнением Аррениуса при увеличении температуры возрастает константа скорости реакции, а парциальное давление ацетилена (по закону Дальтона) снижается. Причем при низких температурах доминирует первое, а при высоких - второе. Процесс можно проводить в кожухотрубном колонном одно- или трехсекционном реакторе. При этом процесс протекает в кинетической области. [c.448] Так как винилбутиловый эфир применяется не только как полупродукт при производстве ацетальдегвда, но и как целевой продукт — мономер, то требования по его чистоте достаточно высокие (не ниже 99,5 % по содержанию основного продукта). [c.449] При производстве винилбутилового эфира при Р 0,5 МПа в пустотелом барботажном реакторе ацетилен разбавляется азотом до 35 %. Тепло отводится за счет испарения (как и во всех жвд-кофазных процессах). Состав исходной смеси (% мае.) ВБЭ — 76— 79%, бутанол — 19—20 %, вода — 0,4—0,8 %, легкая фракция — 0,07-0,08 %. [c.449] Технологическая схема разделения продуктов синтеза винилбутилового эфира (ВБЭ) ректификацией приведена на рис. 13.4. В колонне 1 при К=3 отделяется целевой винвдбутшовый эфир с содержанием целевого продукта 93—95 %. В ректификационной колонне 2 отделяются остальные примеси ВБЭ. Эта фракция возвращается в ректификационную колонну 1. Наконец, в ректификационной, а точнее в дистилляционной колонне 3 отделяется не-прореагаровавший бутанол-1, который направляется в реактор на винилирование. [c.449] Часть 2. Технология крупнотоннажных произволств. .. [c.450] Необходимо отметить, что при таком варианте разделения трудно выделить ВБЭ в чистом виде (=99,5 %), так как он образует азеотроп с бутанолом-1 (табл. 13.1). Наличие азеотропов приводит также к значительному рециклу (дистиллята колонны 3). [c.450] В связи с этим целесообразно использовать на первом этапе другой метод разделения (экстракция, экстрактивная ректификация), реализации которого не препятствует наличие азеотропов. [c.450] Вернуться к основной статье