Способ получения окиси этилена

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1562555

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.08.74 (21) 2050937/04 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.06.77. Бюллетень М 23 (45) Дата опубликования описания 25.07.77 (51) М.Кл С 07 D 301/08

С 07 D 303/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) ЪД1 а4! у1707 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Автор и.зоб,ретения

Н М Гусеи нов

Ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимических процессов им. Ю. Г. Мамедалиева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЮ ЕНИЯ ОКИСИ ЭТИД ЕНА

Изобретение относится к способам получения окиси этилена окислением этилена молекулярным кислородом на серебросодержащем катализаторе.

Известен ряд способов получения окиси этилена окислением этилена молекулярным кислородом в присутствии инертных разбавителей. Они о уществляются в стационарном слое серебросодержащего катализатора в одной или нескольких реакционных зонах.

Известен способ получения окиси этилена, заключающийся в парофазном окислении этилена кислородом воздуха в реакторе с восходящим потоком газоконтактной смеси с последующим доокислением непрореагировавшего этилена в реакторе с падающим потоком катализатора.

Падающий поток катализатора в нижней части реактора образует сплошной движущийся слой, который затем, подхватываясь этилено-воздушной смесью попадает в реактор с восходящим потоком. В качестве катализатора используют мелкодисперсный серебряный катализатор на носителе (концентрация этилена в рабочей смеси 3 — 3,5%) при температуре до 300 С. Выход окиси этилена

50,5 — 63%, считая на пропущенный этилен, селективность 70,5%, концентрация целевого продукта до 2,65%, производительность катализатора по окиси этилена 350 — 400 г/.г кат. час.

Известный способ характеризуется невысокой концентрацией окиси этилена и небольшой производительностью катализатора, в связи с чем ограничена возможность увеличения производительности установки в целом.

Для увеличения концентрации окиси эти10 лена и производительности процесса предложено в качестве окислителя этилена использовать смесь кислорода с углекислым газом при соотношении этилена, кислорода, углекислого газа, равным 5 — 14: 10 — 14: 75 — 85, а в

15 качестве катализатора — использовать се ребро, промотированное кадмпем, хлором и селеном, и процесс вести при давлении 35—

50 ат.я.

Обычно используют углекислый газ, образующийся непосредственно в процессе.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В систему загружается катализатор и воз духом, предварительно подогретым до температуры -300 С, ведется разогрев реактора циркуляцией катализатора между аппаратами. При достижении температуры в реакторс, близкой к режимной, в реактор подается газовая смесь, содержащая углекислый газ и ки,пород

562555

Смешение указанных газов происходит непосредственно в реакторе в слое катализатора.

Подача этилена производится отдельным потоком непосредственно в нижнюю часть ре актора — в клапан-смеситель. В клапанесмесителе реакционная смесь подхватывает поступающий туда же из напорного стояка катализатор, транспортирует его вверх по реактору, где происходит реакция окисления.

Газо-катализаторная смесь на выходе из реактора поступает в сепарационное устройство, где происходит отделение газов от частиц катализатора, последний под действием гравитационной силы опускается вниз, а контактный газ выводится из реакционного узла и поступает на разделение.

Выделение из контактного газа окиси этилена проводится известными лриемами.

При осуществлении предложенного способа увеличивается концентрация окиси этилена в контактном газе до 3,35 /о при сохранении селективности процесса, при этом обеспечивается возможность увеличения концентрации исходного этилена в рабочей смеси до

14 /о, что позволяет увеличить производительность установки и эффективно использовать потенциальную активность применяемого катализатора.

Производительность катализатора по окиси этилена 570 †8 г/г кат . час.

В примерах описан двухстадийный процесс окисления этилена, в качестве газоразбавителя используется двуокись углерода.

Однако в качестве газоразбавителя можно использовать и смесь азота с углекислым га. зом.

Пример 1.

Реактор с восходящим потоком катализатора.

На реакцию подают смесь, содержащую, об. о/о. кислород — 14,0; этилен — 10,0; двуокись углерода — 76,0.

Получают, об. /о. окись этилена — 2,15, двуокись углерода — 78,06; этилен (непрореагировавший) — 6,82; кислород (непрореагировавший) — 12,97. Общая конверсия этилена — 31,8 /о. Выход окиси этилена на превращенный этилен — 67,7 /о.

Реактор с падающим потоком катализатора.

Из контактного газа, выходящего из реактора с восходящим потоком, извлекают об разовавшиеся в результате реакции окись этилена, двуокись углерода и воду, а непрореагировавшие реагенты — этилен и кислород возвращаются в реактор с падающим потоком.

На реакцшо подают смесь, содержащую. об. о/о. этилен — 6,95; кислород — 13,25; дву окись углерода — 79,8.

Получают, об. о/о. окись этилена — 1,2; двуокись углерода — 80,9; кислород — 12,24; этилен (непрореагировавший) — 5,25. Общая конверсия этилена — 26,6о/о. Выход окиси этилена на превращенный этилен — 68,5ого.

В результате последовательного окисления в двух реакторах смеси, содержащей 10 об. о/о этилена и 14 об. /о кислорода, получают, об. /о. окись этилена — 3,35; двуокись углерода — 79,16; этилен (непрореагировавший)—

5,07; кислород (непрореагировавший) — 12,42.

Общая конверсия этилена — 49,3 ого. Выход окиси этилена па превращенный этилен—

68 Оо/о

Пример 2. Условия проведения процесса и состав реакционной смеси аналогичны описанным в примере 1 за исключением концентрации кислорода, которая равна 10 об. /о.

Реактор с восходящим потоком катализатора.

На реакцию подают смесь, содержащую, об. ",о. кислород — 10,0; этилен — 10,0; двуокись углерода — 80,0.

Получают, об. /о. окись этилена — 1,85; двуокись углерода — 81,7; этилен (непрореагировавший) — 7,30; кислород (непрореагировавший) — 9,15. Общая коверсия этилена ——

27,0",о. Выход окиси этилена на превращенный этилен — 68,7%.

Реактор с падающим потоком катализатора.

30 Непрореагировавшие в первом реакторе этилен и кислород возвращают в процесс.

На реакцию подают, об. /о. этилен — 7,45: кислород — 9,35; двуокись углерода — 83,20.

Получают, об. о/о. окись этилена — 1,!, 35 двуокись углерода — 84,22; этилен (непрореагировавший) — 5,84; кислород (непрореагировавший) — 8,84. Общая конверсия этиле на — 21,5 /о. Выход окиси этилена на превращенный этилен — 68,0 /о.

40 В результате последовательного окисления в двух реакторах смеси, содержащей

10,0 об. /o этилена и 10 об. /о кислорода, получают, об. о/о.. окись этилена — 2,95; двуокись углерода — 82,72; этилен (непрореаги4 ровавший) — 5,69; кислород (непрореагировавший) — 8,64.

Общая конверсия этилена — 43,1о/о. Вы ход окиси этилена на превращенный этилен—

68,3 о/о.

Формула изобретения

Способ получения окиси этилена путем парофазного окисления этилена в движущемся потоке серебряного катализатора на носителе прн температуре 270 — 300 С, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения концентрации окиси этилена и производительности процесса, в качестве окислителя ис60 пользуют смесь кислорода с углекислым газом, а в качестве катализатора — серебро, промотпрованное кадмием, хлором и селеном, и процесс ведут при соотношении этилена, кислорода, углекислого газа, равном 5 — 14;

: 10 — 14: 75 — 85, и давлении 35 — 50 атлг.