Патент ссср 278677

 

:-:г:

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (») 278677

Союз Советских

Социалистических республик

К ЛВтОРСКОМУ СВИДЕтЕЛЬСтВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 21.10.68 (21) 1279391/23-4 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 21.08.70. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 11.03.76 (51) М. Кл. С 07с 63/18

Государствениый комитет

Совета Икиистров СССР по делам иэобретеиий и открытий (53) УДК 547.582.585,0? (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Филипов, В. E. Привалов и В. И. Бородин (71) Заявитель Украинский научно-исследовательский углехимический институт (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА

Известны способы получения фталевого ангидрида из нафталина,-б-ксилола или их смесей с применением «кипящего» слоя или неподвижного слоя катализатора.

Фталевый ангидрид на неподвижном слое катализатора получают парофазным окислением нафталина или о-ксилола в трубчатых контактных аппаратах. Теплоту реакции отводят с помощью теплоносителя — расплава солей, циркулирующего в межтрубном пространстве. Сырье на контактирование поступает в виде паро-воздушной смеси при весовом отношении углеводорода и воздуха

1: 30 — 35 и нагрузке по сырью 20 — 50 г час/л катализатора. Процесс ведут в режиме полного превращения нафталина за один проход газов над катализатором. Выход фталевого ангидрида составляет 80 — 85% от теоретического.

Контактирование на неподвижном катализаторе приближается к процессу линейного вытеснения — равномерное уменьшение концентрации нафталина в паровой фазе и пропорциональный рост количества фталевого ангидрида при прохождении смеси над катализатором, Превращение нафталина по длине слоя катализатора проходит неравномерно в основном из-за плохого отвода реакционного тепла в зоне наиболее активного окисления, где температура поднимается на 30 — 150 С,выше оптимальной. В этой зоне интенсивно проходят процессы частичного и полного окисления нафталина (о-ксилола), растет количество побочных продуктов реакции, наб5 людается частичное разрушение катализатора. Это препятствует увеличению производительности катализатора, снижает выход целевого продукта.

В промышленных условиях перечисленные

10 недостатки усугубляются неравномерностью сопротивления контактной массы в трубках потоку газов, образованием застойных зон в межтрубном пространстве циркулирующим расплавом солей.

При использовании «кипящего» слоя катализатора исходное сырье в зону контакта вводят в жидком виде. Реакционный воздух подают отдельно при отношении углеводорода и

20 воздуха 1: 12 — 20. Тепло реакции отводят с помощью парогенераторов, причем температуру можно поддерживать с точностью +-1 С.

Температура контактирования составляет

320 — 400 С, нагрузка по нафталину 20—

25 40 г час/кг катализатора. Выход фталевого ангидрида 75 — 80% от теоретического. Фракционный состав пыли катализатора 10—

300 мкм, причем пыли ниже 100 мкм около

50%. Пыль катализатора от фтало-воздушной

30 смеси отделяют плотными фильтрами.

278677

Слой катализатора

Показатель неподвижный

„кипящий" комбинированный

Количество катализатора, кг

1

100 — 600

5Х5

10 — 300

5Х5

Поролитовый

В жидком виде

20 — 40

1:12 — 20

Парофазиый

30 — 60

1:30 †35

100 — 300

1:10 — 15

330 †4

320 †4

340 †4

100

50 — 95

50 — 5

80 — 92

12 — 8

100

75 — 87

25 — 20

70 — 87

30 — 13

85 — 90

100

100

80 — 85

75 — 80

Протекание каталитических - процессов в

«кипящем» слое приближается к условиям метода полного смешения, когда продукты реакции перемешиваются и перемещаются с исходным сырьем во всем реакционном объеме. При этом для полного превращения нафталина за один проход необходимо поддерживать завышенную температуру. 340—

400 С (против оптимальной 300 — 330 С в данных условиях процесса), заниженные скорость газового потока и нагрузок по сырью.

Часть продуктов в этих условиях подвергается глубокому окислению, что снижает выход фталевого ангидрида. Поэтому избирательность и производительность катализатора ниже возможной.

В промышленных условиях процесс окисления в «кипящем» слое ухудшается в связи с образованием в нем газовых пузырей и каналов, способствующих уносу непрореагировавшего сырья через зону окисления. Несмотря на применение плотных фильтрующих элементов, происходит частичная потеря мелкой пыли катализатора с контактными газами.

Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков, т. е. увеличение производительности катализатора в условиях, тормозящих процесс снижения избирательности катализатора, применение для «кипящего» слоя более крупных фракций пыли катализатора, что позволяет отказаться от сложной системы фильтров и отдувки пыли, а также повышение выхода готового продукта. Согласно предложенному способу это достигается окислением сырья в две стадии: снанеподвижного пылевидиого

Размер пыли, мкм

Размер гранул, мм фильтр

Способ ввода сырья

Нагрузка катализатора, r час/кг

Отношение нафталина и воздуха, кг/кг

Температура окисления, C

Превращение нафталина, о, 1 стадия

II стадия во фталевый ангидрид в другие продукты

Выделение газового продукта, %: и твердом виде в жидком виде

Выход фталевого ангидрида от теоретического, О6 чала в присутствии катализатора в «кипящем» слое с неполной конверсией и затем завершением процесса в присутствии катализатора в неподвижном слое. Окисление ведут

5 на первой стадии при 340 — 390 С, на второй стадии при 360 — 400 С.

Пример. Процесс ведут в контактном аппарате с комбинированным слоем катализатора: «кипящим» и неподвижным.

10 Сырье в жидком виде при температуре

100 — 200 С и необходимый для реакции воздух, нагретый до 150 — 250 С, вводят в зону с

«кипящим» слоем катализатора с размерами частиц 100 — 600 мкм. Параметры технологи15 ческого процесса в «кипящем» слое катализатора следующие:

Температура, С 340 †3

Скорость движения газов, м/сек 0,6 в 1,0

Отношение сырья и воздуха 1: 10 — 14

Указанный режим обеспечивает превращение исходного сырья (о-ксилола, нафталина или их смеси) в пределах 50 — 95%.

25 Полученную в зоне неполной конверсии фтало-газовую смесь направляют для завершения процесса окисления в зону с неподвижным слоем катализатора.

Параметры процесса:

Температура, С 360 — 400

Превращение сырья, 100

Сравнительные данные процесса получения фталевого ангидрида с неподвижным, «кипящим» и комбинированным слоями катализа35 тора приведены в таблице.

278677

Предмет изобретения

Составитель Т. Лавриненко

Редактор Е. Хорина

Корректор А. Степанова

Техред Н. Ханеева

Заказ 623/7 Изд. № 1875 Тираж 529 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Как показывают данные, приведенные в таблице, применение комбинированных слоев катализатора позволяет интенсифицировать технологический процесс получения фталевого ангидрида, увеличить производительность катализатора и выход готового продукта, дает возможность выделить часть фталевого ангидрида в жидком виде до поступления контактных газов в конденсаторы, что снижает эксплуатационные затраты на выделение целевого продукта, а также дает возможность применять агрегаты бопьщой производительности.

1. Способ получения фталевого ангидрида путем парофазного окисления о-ксилола, наф5 талипа или их смеси при повышенной температуре в присутствии катализатора, о т л и ч ающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, окисление ведут в две стадии: сначала в присутствии катализатора в «кипя10 щем» слое, затем в присутствии катализатора в стационарном слое.

2. Способ по п. 1, отлич ающийся тем, что окисление ведут на первой стадии при

340 †3 С, на второй стадии — при 360—

15 400 С.