Способ получения формальдегида•'j^ajih'itckaa ''^-^-?;о'-г; :а

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I67855

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 12о 7о1

Заявлено 06.Х11.1963 (№ 869033/23-4) с присоединением заявки №

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

Приоритет

Опубликовано 05.11.1965. Бюллетень № 3

МПК С 07с

УДК 547.28.1.1(088.8) Дата опубликования описания 18.Ш.1965

Авторы изобретения

Б. И. Попов, В. С. Бесков и В. С. Лахмостов

Институт катализа Сибирского отделения АН СССР, Заявитель опосон поличннин ео млльднгидА ь

Подписная группа № 50

Известен способ получения формальдегида путем окисления метилового спирта воздухом на окисных катализаторах в контактном реакторе с внутренним теплообменом.

С целью повышения выхода целевого про- 5 дукта и уменьшения его кислотности, а также уменьшения расхода окисного катализатора, предлагается процесс вести в контактном реакторе с внутренним теплообменом и адиабатическим слоем окисного катализатора. 10

На фиг. 1 дана принципиальная технологическая схема получения формальдегида с использованием комбинированного реактора; на фиг. 2 — контактный аппарат комбинированного типа. 15

В нагретый воздух, находящийся в аппарате, впрыскивают жидкий метанол в таком количестве, чтобы объемное содержание спирта не превышало нижнего предела взрываемости смеси. Исходная спиртовоздушная смесь по- 20 догревается до определенной температуры и поступает в трубки, заполненные катализатором, между которыми циркулирует теплоотводящий агент при определенной температуре.

Количество катализатора в трубках и режим 25 его работы подбираются таким образом, чтобы температура на выходе из трубчатки была ниже максимально допустимой для данного катализатора на 40 — 60 С, и общая степень превращения метанола достигла 85 — -92п1о. Из 30 трубок реакционная смесь поступает в адиабатический слой катализатора, где происходит практически полное превращение оставшегося метанола (прп этом температура на выходе не должна превышать максимально допустимой для используемого катализатора).

Выйдя сначала из адиабатического слоя и затем из комбинированного контактного аппарата, реакционные газы охлаждаются исходной спиртовоздушной смесью и направляются на абсорбцию формальдегида.

Пример. Очищенный воздух через вход 1 нагнетается в межтрубное пространство конечной секции 2 хвостового теплообменника 8, подогревается отходящими из реактора газами до необходимой температуры (предпочтительно 120 †1 С) и по воздуховоду 4 направляется в спиртоиспаритель 5 с насадкой 6, орошаемой жидким метанолом 7 в количестве, достаточном для образования газовой сме-, си с 6 — 6,5 об. о!о спирта, Спиртовоздушная смесь, пройдя через насадку 8, направляется по воздуховоду 9 в первую секцию 10 хвостового теплообменника, откуда по трубопроводу 11 идет в промежуточный теплообменнпк

12, где обогревается маслом, поступающим из межтрубного пространства контактного àïïàрата.

Для регулирования температуры предусмотрен байпас 18.

167855

Нагретая до 260 — 280 С спиртовоздушная смесь по трубопроводу поступает в контактный аппарат 15. Здесь смесь проходит сначала через первый слой катализатора в трубках

1б диаметром 24, 20 мм, охлаждаемых маслом при температуре 270 С. Катализатор используют железомолибденовый с размером цилиндрических таблеток 2, 2 лм, загружают

его в трубки слоем высотой 500 л м. Условное время контакта в трубках 0,25 сек. 10

Из трубок реакционная смесь при температуре 340 С поступает в адиабатический слой

17 того же катализатора высотой 120 мм. При температуре 360 С реакционные газы по трубопроводу 18 поступают в хвостовой теплооб- 15 менник, где охлаждаются исходной спиртовоздушной смесью и воздухом, и далее идут на абсорбцию формальдегида через штуцер 19.

Отводят тепло реакции из трубчатой части контактного аппарата маслом с т. кип. не ни- 2О же 280 С; при температуре 260 С его насосом

20 нагнетают в межтрубное пространство реактора через штуцер 21 для поглощения тепла реакции и при температуре 280 С масло направляется в промежуточный теплообменник 25 для подогрева исходной спиртовоздушной смеси. Затем по трубопроводу 22 масло поступает в котел-утилизатор 28, где охлаждается водой, входящей через штуцер 24, с получением насыщенного пара 25 под давлением, от- 30 вечающим нуждам другого производства, связанного с описываемым. Охлажденное до

260 С масло вновь направляется в реактор, минуя электрокалорифер 2б, служащий для пуска установки. 35

Температурный режим контактного аппарата поддерживается автоматически следующим образом.

Регулированием расхода газа по холодному байпасу задается температура газа на 40 входе в контактный аппарат, регулированием скорости циркуляции масла устанавливается температура в межтрубном пространстве так, чтобы максимальная температура в зоне контакта была не выше 380 — 400 С, а на выходе 45 из трубок — в пределах 340 — 360 C. Для предупреждения аварий предусмотрено автоматическое отключение подачи жидкого метанола.

Пуск установки осуществляется следующим образом. 50

Масло из какого-либо резервуара через вентиль 27 засасывается насосом и направляется в электрокалорифер, где подогревается и поступает сначала в трубчатку реактора, затем в промежуточный теплообменник и ко- 55 тел-утилизатор, который при пуске не охлаждается водой. Когда температура масла в циркуляционном контуре достигнет 270 С, в систему подаются воздух и метанол в количестве, не превышающим 1 об.

Реактор контактного аппарата представляет собой цилиндр из нержавеющей стали со сферическими (или коническими) крышками и с патрубками для входа спиртовоздушной смеси и выхода реакционных газов. В средней части цилиндра находится трубчатка с трубками 1б диаметром 24)(20 мм, заполненными катализатором. Катализатор поддерживается пружинами 28, закрепленными в нижней части трубки. В межтрубное пространство через штуцер 21 вводят теплоноситель, который после нагрева в зоне реакции выводят через штуцер 29, Ниже трубчатки в цилиндрической части на металлической сетке 80, расположенной на решетке 81, находится адиабатический слой 17 катализатора.

Для измерения температуры на входе в первый слой катализатора служит термопара, вводимая через штуцер 82, а для измерения температуры на выходе из слоя — термопара, вводимая в штуцер 88. Материал контактного аппарата — хром оникелевая нержавеющая сталь.

В таком контактном аппарате, содержащем

2374 трубки высотой 600 мм, диаметром

1800 мм и общей высотой 2 м, значительно повышается выход формалина — 40p/р в год, уменьшается его кислотность, а также снижается расход окисного катализатора.

Предмет изобретения

Способ получения формальдегида путем окисления метилового спирта воздухом на окисных катализаторах в контактном реакторе с внутренним теплообменом, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и уменьшения его кислотности, а также уменьшения расхода окисного катализатора, процесс ведут в адиабатическом слое последнего.