Реактор и способ синтеза винилацетата в газовой фазе - RU2007117920A

Реферат

1. Реактор синтеза для получения винилацетата, в котором газообразный этилен и уксусная кислота, а также кислород или газы, содержащие кислород, взаимодействуют в присутствии катализатора, отличающийся тем, что реактор синтеза является реактором с катализатором, нанесенным на стенки, и каталитический синтез протекает во множестве реакционных зон, причем свободное сечение потока в каждой из этих реакционных зон по меньшей мере в одном измерении составляет менее 2000 мкм, по меньшей мере одна стенка реакционной зоны покрыта катализатором, и по меньшей мере одна стенка реакционной зоны охлаждается косвенным путем.

2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что точно одно измерение реакционной зоны составляет менее 2000 мкм, предпочтительно менее 1000 мкм.

3. Реактор по одному из п.1 или 2, отличающийся тем, что реакционная зона образована из большого числа труб или образованных из пластин щелей, причем они могут быть расположены в произвольной ориентации и в идеале идут параллельно друг другу.

4. Реактор по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что катализатор содержит палладий, золото и соединения щелочных металлов и удерживается на поверхности стенок реакционной зоны с помощью связующего.

5. Реактор по п.3, отличающийся тем, что катализатор содержит палладий, золото и соединения щелочных металлов и удерживается на поверхности стенок реакционной зоны с помощью связующего.

6. Реактор по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что содержание палладия в катализаторе составляет от 0,5 до 10 вес.%, предпочтительно 0,8 до 5 вес.%.

7. Реактор по п.3, отличающийся тем, что содержание палладия в катализаторе составляет от 0,5 до 10 вес.%, предпочтительно 0,8 до 5 вес.%.

8. Реактор по п.4, отличающийся тем, что содержание палладия в катализаторе составляет от 0,5 до 10 вес.%, предпочтительно 0,8 до 5 вес.%.

9. Реактор по п.1 или 7, отличающийся тем, что содержание золота в катализаторе составляет от 0,20 до 5 вес.%, предпочтительно от 0,4 до 2,5 вес.%.

10. Реактор по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержание калия в катализаторе составляет от 0,5 до 10 вес.%, предпочтительно от 1 до 4 вес.%.

11. Реактор по п.3, отличающийся тем, что содержание калия в катализаторе составляет от 0,5 до 10 вес.%, предпочтительно от 1 до 4 вес.%.

12. Реактор по п.5 или 7, отличающийся тем, что содержание калия в катализаторе составляет от 0,5 до 10 вес.%, предпочтительно от 1 до 4 вес.%.

13. Реактор по п.9, отличающийся тем, что содержание калия в катализаторе составляет от 0,5 до 10 вес.%, предпочтительно от 1 до 4 вес.%.

14. Реактор по п.1 или 2, отличающийся тем, что применяющийся катализатор содержит один или несколько элементов из группы щелочноземельных металлов, лантаноидов, ванадия, железа, марганца, кобальта, никеля, меди, церия, платины, причем полная доля этих элементов не превышает 3 вес.%.

15. Реактор по п.3, отличающийся тем, что применяющийся катализатор содержит один или несколько элементов из группы щелочноземельных металлов, лантаноидов, ванадия, железа, марганца, кобальта, никеля, меди, церия, платины, причем полная доля этих элементов не превышает 3 вес.%.

16. Реактор по одному из пп.5, 7 или 11, отличающийся тем, что применяющийся катализатор содержит один или несколько элементов из группы щелочноземельных металлов, лантаноидов, ванадия, железа, марганца, кобальта, никеля, меди, церия, платины, причем полная доля этих элементов не превышает 3 вес.%.

17. Реактор по п.9, отличающийся тем, что применяющийся катализатор содержит один или несколько элементов из группы щелочноземельных металлов, лантаноидов, ванадия, железа, марганца, кобальта, никеля, меди, церия, платины, причем полная доля этих элементов не превышает 3 вес.%.

18. Реактор по п.1 или 2, отличающийся тем, что применяющийся катализатор содержит подложку из оксидного материала, с оксидом металла из группы SiO₂, Al₂O₃, TiO₂ и ZrO₂ в качестве основных компонентов, причем в предпочтительной реализации материал подложки содержит другие оксиды в качестве вспомогательных компонентов, и материал подложки может быть природным смешанным оксидом из группы бентонитов.

19. Реактор по п.3, отличающийся тем, что применяющийся катализатор содержит подложку из оксидного материала, с оксидом металла из группы SiO₂, Al₂O₃, TiO₂ и ZrO₂ в качестве основных компонентов, причем в предпочтительной реализации материал подложки содержит другие оксиды в качестве вспомогательных компонентов, и материал подложки может быть природным смешанным оксидом из группы бентонитов.

20. Реактор по пп.5, 7, 11 или 15, отличающийся тем, что применяющийся катализатор содержит подложку из оксидного материала, с оксидом металла из группы SiO₂, Al₂O₃, TiO₂ и ZrO₂ в качестве основных компонентов, причем в предпочтительной реализации материал подложки содержит другие оксиды в качестве вспомогательных компонентов, и материал подложки может быть природным смешанным оксидом из группы бентонитов.

21. Реактор по п.9, отличающийся тем, что применяющийся катализатор содержит подложку из оксидного материала, с оксидом металла из группы SiO₂, Al₂O₃, TiO₂ и ZrO₂ в качестве основных компонентов, причем в предпочтительном варианте реализации материал подложки содержит другие оксиды в качестве вспомогательных компонентов, и материал подложки может быть природным смешанным оксидом из группы бентонитов.

22. Реактор по п.1 или 2, отличающийся тем, что применяющийся катализатор наносят на стенки реакционной зоны с использованием оксидного или органического связующего, причем предпочтительно применяется связующее из группы металлоксидных золей, производных целлюлозы или силикатов щелочных металлов, как, например, кремнийоксидные золи, метилцеллюлоза или растворимое стекло.

23. Реактор по п.3, отличающийся тем, что применяющийся катализатор наносят на стенки реакционной зоны с использованием оксидного или органического связующего, причем предпочтительно применяется связующее из группы металлоксидных золей, производных целлюлозы или силикатов щелочных металлов, как, например, кремнийоксидные золи, метилцеллюлоза или жидкое стекло.

24. Реактор по одному из пп.5, 7, 11, 15 или 19, отличающийся тем, что применяющийся катализатор наносят на стенки реакционной зоны с использованием оксидного или органического связующего, причем предпочтительно применяется связующее из группы металлоксидных золей, производных целлюлозы или силикатов щелочных металлов, как, например, кремнийоксидные золи, метилцеллюлоза или жидкое стекло.

25. Реактор по п.9, отличающийся тем, что применяющийся катализатор наносят на стенки реакционной зоны с использованием оксидного или органического связующего, причем предпочтительно применяется связующее из группы металлоксидных золей, производных целлюлозы или силикатов щелочных металлов, как, например, кремнийоксидные золи, метилцеллюлоза или жидкое стекло.

26. Реактор по п.1 или 2, отличающийся тем, что базисный материал реакционной зоны по меньшей мере частично состоит из высокосортной стали.

27. Реактор по п.3, отличающийся тем, что базисный материал реакционной зоны по меньшей мере частично состоит из высокосортной стали.

28. Реактор по пп.5, 7, 11, 15, 19 или 23, отличающийся тем, что базисный материал реакционной зоны по меньшей мере частично состоит из высокосортной стали.

29. Реактор по п.9, отличающийся тем, что базисный материал реакционной зоны по меньшей мере частично состоит из высокосортной стали.

30. Способ применения реактора по одному из пп.1-29, отличающийся тем, что реактор работает в изотермическом режиме, причем максимальное повышение температуры между входом и выходом реактора синтеза составляет 5К, и в идеале 2К.

31. Способ по п.30, отличающийся тем, что в реакционных зонах температура составляет от 100 до 250°С, предпочтительно от 150 до 200°С, причем давление находится в диапазоне от 0 до 12 бар, предпочтительно от 6 до 10 бар.

32. Способ по п.30 или 31, отличающийся тем, что он осуществляется при взрывном состоянии процесса, в частности, при содержании кислорода в технологическом газе выше 7 об.%.

33. Катализатор для применения в реакторе синтеза по пп.1-29, отличающийся тем, что содержание палладия в катализаторе составляет 0,5-10 вес.%, предпочтительно 0,8-5 вес.%.

34. Катализатор по п.33, отличающийся тем, что содержание золота в катализаторе составляет от 0,25 до 5 вес.%, предпочтительно от 0,4 до 2,5 вес.%.

35. Катализатор по п.33 или 34, отличающийся тем, что содержание калия в катализаторе составляет от 0,5 до 10 вес.%, предпочтительно от 1 до 4 вес.%.

36. Катализатор по п.33 или 34, отличающийся тем, что применяемый катализатор содержит один или несколько элементов из группы щелочноземельных металлов, лантаноидов, ванадия, железа, марганца, кобальта, никеля, меди, церия, платины, причем полная доля этих элементов не превышает 3 вес.%.

37. Катализатор по одному из п.35, отличающийся тем, что применяемый катализатор содержит один или несколько элементов из группы щелочноземельных металлов, лантаноидов, ванадия, железа, марганца, кобальта, никеля, меди, церия, платины, причем полная доля этих элементов не превышает 3 вес.%.

38. Катализатор по одному из пп.33, 34 или 37, отличающийся тем, что он содержит подложку из оксидного материала, с оксидом металла из группы SiO₂, Al₂O₃, TiO₂ и ZrO₂, причем в предпочтительной реализации материал подложки содержит другие оксиды в качестве вспомогательных компонентов, в качестве смешанных оксидов могут применяться, например, бентониты.

39. Катализатор по п.35, отличающийся тем, что он содержит подложку из оксидного материала, с оксидом металла из группы SiO₂, Al₂O₃, TiO₂ и ZrO₂, причем в предпочтительной реализации материал подложки содержит другие оксиды в качестве вспомогательных компонентов, в качестве смешанных оксидов могут применяться, например, бентониты.

40. Катализатор по одному из пп.33, 34, 37 или 39, отличающийся тем, что он нанесен на стенки реакционной зоны с использованием оксидного или органического связующего, причем предпочтительно применяется связующее из группы металлоксидных золей, производных целлюлозы или силикатов щелочных металлов, как, например, кремнийоксидные золи, метилцеллюлоза или жидкое стекло.

41. Катализатор по п.35, отличающийся тем, что он нанесен на стенки реакционной зоны с использованием оксидного или органического связующего, причем предпочтительно применяется связующее из группы металлоксидных золей, производных целлюлозы или силикатов щелочных металлов, как, например, кремнийоксидные золи, метилцеллюлоза или жидкое стекло.

42. Катализатор по одному из пп.33, 34, 37, 39, или 41, отличающийся тем, что все легирующие и активирующие элементы равномерно распределены по всему объему слоя катализатора.

43. Катализатор по п.35, отличающийся тем, что все легирующие и активирующие элементы равномерно распределены по всему объему слоя катализатора.