Способ проведения жидкофазных химических процессов

 

<.о оз советских (») 520115 (". ли . !Вских

Рес3-1 убпин

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Лаявлено21 08.73 (21)1946904/26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.07.76Бюллетень №25 (45) Дата опубликования описания (51) М. Кл.

8 01 3 1/00

Гооударстаенный комитет

Соаета Министроа СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 66.023.97 (088.8) Ю. Е. Носовский, А. И. Куценко, В. Т. Беляева и С. А. Осинцева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ЖИДКОФАЗНЫХ ХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к способам прове- дения жидкофазных химических процессов, в частности процессов этерификации в секциониров=.нных реакторах непрерывного действия и может быть использовано для синтеза эфиро-пластификаторов, например, диоктилфталата, Известен способ проведения жидкофазных химических процессов, осуществляемых в растворителе или при избытке более летуче-1О

ro peaãåíòà в секционированных непрерывнодействующих реакторах или каскаде аппаратов путем ввода реагентов и растворителя в первую секцию первый аппарат каскада постепенного перемещения их по длине реакто-15 оа/ по аппаратам каскада/ и вывода продукта реакции из последней секции посредством отгона избыточного реагента или растворителя и возвращением их в процесс, например, при получении пластификаторов этерификаци- gp ей ки.лот спиртами в избытке спирта.

Известный способ имеет ряд существенных недостатков.

При осуществлении непрерывной отдувки избыточного реагента от готового продукта на колпачковой колонне или в кубовом аппарате для удаления следов летучих ракционную смесь обрабатывают острым паром. Поэтому отходящие пары с температурой выше о

150 С содержат большое количество влаги.

Так как с повышением температуры растворимость воды в органических веществахувеличивается, то для надежного разделения реагента и воды во флорентийском сосудеих о охлаждают до температуры не выше 40-60 С, а это приводит к повышению стоимости и размеров системы охлаждения, а также к повышению расхода хладагентов.

Отгоняемый реагент, например спирт, отделенный от воды даже при низких температурах, содержит 1,5-2,5 о влаги, которая вместе с ним вновь вносится в зону реакции.

На повторное удаление влаги из этой зоны расходуется дополнительная энергия, а в обратных процессах увеличение содержания воды в реакционной зоне приводит к снижению скорости реакции.

При возвращении в зону реакции охлажденного избыточного спирта его вновь нагрева1, 5201.15 с бс

О..! а 11,1 1«" >С !el!!Il с,.: l!e . о,)еаза! 0!) 1

Р;«1

К С ..,;; —, С Р1 l . e i 1:, Ii! Сс! «с

1 ! — «,д - 1«: !:, )i, 1!) «-! r;i

Цс 1 ОС«! от C. ««!С!1« l а )01 l) с Г"

). " а":. От На IIJ:é !!з

0 :! l! i! а с .Мс О;

Il e i- сстн !.«й

Вс )В;.а . е-20! !

, !

1 -1 j« 1

6,02 с . ., нденП01 ОП«!Г;

57Д 70

9370

33400

572

*!,. .! - С !:. - I!OO! «U! !!!!Е !! )О;- )I:0. «!" ! 1 т1 .! i! ; :- )ов(ь!): - !!и«! - ак OPD

J..!В C«.jc r 10 «!(1 er! j, ()l СЕК«П1И ll!lтl)I й

"х ас. На iа; а . ЗакдионJ

" -:р г р1- -"-" -" - )О. з )!1: - ".: -..т и )стоян !Oli а o! ЗО.= !, . i; . i ill", „ : . j 1; !!ВЕЕТ 1!с. ВЫСОК,«!О

С!« .. . . )ап1аю В l" i 11«! ICI: -а)1тос::! 1:.:!с К", 01:д;. )К!!т с)«ОЕ! сс -) — С);1> ИЗб1«! с:.-,—::.. )".т,, sо-о-.«ый отгоня!«)т обычНЫМ СПОСОбОМ В ДО«!01«П1ИТЕ«!ЬяЫХ ДИСтИЛЛяцИ,)ííûõ аппаратах.

l ак KBII Отогнанный из зоеы дистилляции нз!) ыточнь!Й реа Гент сразу направляют в реакционную зону, то пода «у свежего реагента

В предварительный смеснтель соответственно уменьшают.

Поедлагаемый спо1:об имеет следуюшие

Г«РЕИЛ.У1ПЕСТВВ. ! Иижа)отся энер! Оза )раты так как оси!)Вная масса избыточного реагента конденСИРУ«ЗТСЯ ОЕЗ ПОС ЛЕДУ;0)!ЕГО ОХПаЖДЕНИЯ ÊOÍ» денсата, поэ-,ому расхо.! х;!а 1;!1ента на этой стадии сокра..)1ен, избыточ)1ый реагент возВраll«eel cA в:!сну ре !и«!и!! горячим, а значит )асход эне,!Гли на еl О подОГреВ qo reM— пературы ракции нез)1ачите.-ен.; снижается

Об.ьем 1)еакцпонной c!i" ес:1, и;) i упаю1пей B дистилляционнь! аппа;.!а)т !«1, 1!Озтом энергоза!раты на дис.!И)!!!яци)0 с )orB«)jcjâåûllo ул!Онь!Наются, умень!1 ае 0,1 количество избы 1 !)ННОГО реаГента, Отд «Ваеlи ОГО !!з дистилля— ! 0ра C OCj 0I«Il, I!арОЛ«, а З.!! "!Н) СООТВСТСТВРНПс СНИжаЕтСЯ МОи!)1ОСТЬ Сис. .ГЕМЫ КОНДЕНСаНМН: В pe«JKÒOO Е НОСИТСЯ л!!)л!«ы)1Р ВОДЫ И < НИ—

)кают< я расходы e;eprriii на ее испарение.

Некоторые сравните!1ь!!Ь)е да!1ные по энерГозатра: ам по известному и предлагаемому

cjIocooa проведения жидеофазньlх пооцессов пр!!ведень! В табл, ;-.)Нергозатраты 1IB цир)- аяцию избыточноГО ОЕаГЕНта Прн СущЕСТВу)01!!ЕМ И ПрЕДЛаГаемом способах проведения процесса этерификации фталевого а ггидрида 2-этилгексано„,. о, ло."и,темпеоатура в реакторе -1 !0 С, коли 1ество цирк„«111!ру!Ощего !1збь1:! Очно!- ) спирта --:-,l5 кг/т продукта,с

Таблица 2

\ пп процесса! чество f гона эффективно объем отгоня емого спирта спирта, % реак

Известный способ 158 144 124 107 92,4 80 152

1

, 2. Ввод циркулирующего 122 104 124 107 92,480 135 спирта в 3 секцию

3. Ввод циркулирующего

I

3,0

11,.0

5,0

115 97,9 83,8 107 92,4 80 125 17,7

5 52

За счет уменьшения мощности дистилляционного оборудования и систем конденсации и охлаждения паров воды и избыточного реагента сокращаются производственныеплощади и стоимость оборудования.

Возврат в,зону реакции основной массы избыточного реагента осуществляется самотеком. Поэтому мощность дозировочных устройств может быть соответственно уменьшеча.

При проведении жидкофазных процессов побочные продукты реакции из всех секций реакционной зоны отгоняются вместе с легкокипящим реагентом, а затем после конденсации и разделения во флорентийском сосуде или на ректификационной колонне легкокипящий реагент вновь возвращают в первую секцию реактора. Например, при получении диоктифталата этерификацией фталевого ангидрида 2-этилгексанолом образующаяся в процессе реакции вода отгоняется вмес-е с 2-этилгексанолом, затем пары конденсируют, а конденсат охлаждают и разделяют во флорентийском сосуде. Из флорентийского сосуда 2-этилгексанол непрерывно с постоянного уровня отводят в первую секцию реактора. При таком способе ведения пресса в реакционном блоке возникает внутренняя циркуляция легкокипяшего реагента, выкипаюшего из секции аппарата. Циркулирующий реагент, не принимая учасгия в реакции, играет роль инертного растворителя и занимает определенное простраство, снижая эффективный объем аппарата. Кроме того, под влиянием внутренней циркуляции увеличивается концентрачия спирта в реакционной смеси, а это, в свою очередь, приводит к усилению отгона циркулирующего реагента. В конечном счете внутренняя циркуляция спиртапри0115 б водит к уменьшению фактической скорости реакции и повышению нагрузки на соответствующие реакционные колонны, конденсаторы, и холодильники.

Обнаружено, что отрицательная рольвнутренней циркуляции в значительной степени сглаживается, а предложенный способ провеения жидкофазных химических процессов дополнительно улучшается, если с целью увели-!

О чения эффективного объема реакционной зоны и снижения гона из нее легколетучего реагента или растворителя, отогнанный из зоны дмстилляции легколетучий реагент или растворитель возвращают в одну или несколь-!

Б ко промежуточных секций реакционной зоны и точки ввода выбирают таким образом, чтобы в секциях реакционной зоны устанавливалась заданная концентрация реагентов за счет внутренней циркуляции. Например, при

20 этерификации фталевого ангидрида 2-этилгексанолом при выборе точки ввода циркулирующего из зоны дистилляции 2-этилгексанола по кинетическим соображениям должно соблюдаться условие, при котором избыток спирта во всех секциях реакционной зоны

25 должен быть не менее 804 против стехиоо метрического в пересчете на моноэфир.

Если реактор, предназначенный для проведения жидкофазных процессов по предло30 женному способу, оборудован гребенкой позволяющей вводить циркулирующий избыточный реагент в любую из секций оеактора, то оптимальные точки ввода циркулирующего реагента без труда находят подбором в проЗЬ цессе пуско-наладочных испытаний установки.

Влияние точки ввода на эффективность работы реактора поясняется табл. 2

52О115

К йкуун иаир

: оставитель A. Тарасов г

«ред А, Qo31bBl;QBB Коррек p I, @PE+ 7 ", Редактор H. Друг:ва

Филиал ППП "Патент", г. У огород, у,;, Проектная, 4 лаказ 2 7 94/2 С с: HF -к ЯсЗ Под>,.гное

11НИИГ i! рос. д;.оственного ко литета Совета .",: ; ров по делам изобретений и открыти."

1130, 35. Москва, Ж-35, Раудская нао., д 4/