Способ получения ацетона или ацетальдегида - SU743578A3

Описание

ти и катионы щелочного металла калия или натрия,а процесс проводят две стадии: на первой стадии ведут взаимодействие межДу ацетиленовым уг леводородом и этанолом, или метанолом при мольном соотношении спирт:ацетиленовый углеводород,равном 1:2,0-2,1 при температуре 40-75 С и давлении 20 атм в присутствии указанного ката лизатора, образующийся эфир или ацеталь отделяют путем ректификации от остальной части углеводородного пото ка и подвергают гидратации на второй стадии при мольном соотношении вода: эфир или ацеталь, равном 1:10-12,при температуре б0-7о С, давлении 2025 атм в присутствии указанного каТсшизатора с последующим выделением целевого продукта ректификацией. Предлагаемый способ позволяет увеличить выход целевого продукта до 99%. Упрощение технологии процесса достигается за счет исключения из процесса серной кислоты, используемой в способе, принятом за прототип . Исполвзование в качестве сырья С -С з-фракций (например, с установок парофазного крекинга) не только расш ряет сырьевую базу для предлагаемого способа, но и позволяет очистить С - ; -фракции от ацетиленовых углево дородов. Процесс проводят по технологической схеме, изображенной на чертеже. Углеводородный поток по линии 1, содержащий ацетилен или пропин, направляют вместе с потоком спирта из линии 2 в реактор 3, в котором проис ходит взаимодействие гщетиленового углеводорода со спиртом. Поток 4, выходящий из реактора, подвергает обычной ректификации в колонне 5 дл разделени рс потока б образовавшегося продукта присоединения и потока 7 углеводородов и непрореагировашего спирта. В поток б по линии 8 добавляют воду, после чего полученную смесь направляют в реактор 9 для проведения гидролиза. Продукт, выходящий из реактора 9, направляют в ректификационную колонну 10, из верхней части которой по линии 11 отгоняют карбонильные продукты (ацетальдегид или сщетоц, в зависимости от той фракции, которая была подана на установку ) , то время, как избыток воды, которая была направлена в реа тор для проведения гидролиза, отводят из нижней части по линии 12 колонны. Этот поток также содержит спирт, являющийся продуктом гидроли Углеводородный поток 7 направляют в газожидкостный скруббер 13 для удошения непрореагировавшего спирта который может присутствовать в этом потбке. Для этой цели используют воду, подаваемую по магистральному трубопроводу 14. Углеводородный поток , выходящий из скруббера 13, по линии 15 направляют на последующие стадии очистки, как это предусмотрено для данной фракции углеводородов (например, олефины отделяют от насыщенных соединений). По линии 16 отводят остаточную фракцию, содерхсащую в основном воду и спирт. Поток по линии 12 направляют в ректификационную колонну 17, из головной части которой по линии 18 отводят спирт, используемый для проведения реакции присоединения (рециркуляция по линии 2), в то время, как водаотводится из нижней части колонны по линии 19 и поступает в линию 8. Ионообменную смолу, предназначенную для использования в качестве катализатора в колонне 5, в котором проводят присоединение спирта, готовят следующим образом. 98 г кислотной смолы ёи«1берлит-15, содержащей кислотные группы типа , обрабатывают 2 л 10%-ного водного раствора (по весу) гидрата окиси натрия. Смесь перемешивают в течение 1 ч, а затем фильтруют и смолу промывают дистиллированной водой до получения нейтральной реакции. После этого смолу обрабатывают 300 мл водного раствора , содержащего уксусную кислоту и 2 г двухвалентной ртути (например, в форме ацетата ртути), и перемешивают в течение 24 ч, после чего фильтруют в вакууме и повторно промывают безводным этанолом. Ионообменную смолу, предназначенную для использования в качестве катализатора в реакторе 9, готовят следующим образом. 100 г кислотной смолы амберлит-15 обрабатывают 2 л 10%-ного водного раствора серной кислоты, раствор перемешивают в течение 1 ч, затем фильтруют и смолу промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции. Пример 1. Процесс проводят по технологической схеме, изображенной на чертеже. В реактор 3 объемом 100 МП, загруженный ионообменной смолой, содержащей ионы двухвалентной ртути и. ионы натрия, непрерывно подают по линии 1500 мл потока пропилена , содержаще го 1«33 вес.% пропина , и этанол, в таком количестве, чтобы молярное соот;ношение между спиртом и ацетиленовым соединением составляло 2,0. Температуру в реакторе поддерживают . Давление в реакторе составляет 20 атм. Поток 4, вьлсодящий из реактора, направляют в ректификационную колонну 5, которая работает под давлением (в головной части) 10-20 атм, при флегмовом числе, равном 1,и при числе тарелок, равное 30. Головной поток 7, состоящий из пропилена,содержащий небольшие количества этанола и пропин в количестве 10 ррт или меньше, направ ляют в скруббер 13 для удаления эта нола. Кубовый поток 6 содержащий 2,2-диметоксипропан,направляют в ре актор 9 гидролиза после пополнения его водой по линии 19 и реакцию проводят при мольном соотношении между водой и эфиром равном 12.Скру бер 13 работает при давлении,равном 20 атм, при мольном соотношении меиоду водой и углеводородным потоко равном 1:30. Из головной части скру бера по линии 15 рекуперируется, по существу не содержащий этанола (10 ррт), весь пропилен, поданный в реактор 3, а из нижней части скруббера (линия 16) отводят водны раствор этанола. Реактор 9 для пров дения гидратации работает при темпе ратуре и под давлением,равном 25 атм. Поток, выходящий из реактора 9 направляют в две простые последовательно соединенные ректификационные колонны 10 и 17, работающие при условиях , приведенных в табл.1. Таблица 1 Давление Атмосфер- Атмосферное ное Флегмовое число10 Число тарелок 40

По линии 11 отводят 5,8 г/ч ацетона , в то же время по линии 18 отводят 9,7 г/ч этанола, содержащего менее чем 5 вес.% воды. Поток, по линии 19 выводимый из нижней асти колонны 17 и по существу состоящий из воды, рециркулируют в реакторе 9, в котором происходит образование простых эфиров.

Выход ацетона составляет 98,6% при конверсии пропина, содержащегос в исходном газовом потоке, равном 99,9%.

Пример 2. Процесс проводят по технологической схеме,изображенной на черх-еже. В реакторах 3 и 9 используют ту же самую ионообменную смолу, что и в примере 1, однако ее предварительно активируют ионами калия, а не ионами натрия . По линиям 1 и 2 подсиот 500 м этилена, содержащего 2 мол.% ацетилена , а метанол подают в таком ког личестве, чтобы мольное отношение

10

17

Давление в 45 верху колонны

Атмосфер- Атмосферное ное

Флегмовое

5 50

10 40 число

сло тарелок

Ацетальдегид отводят по линии 11, по линии 18 отводят метанол, содержащий около 5 вес.% воды, а поток по линии 19 отводимый из нижней части колонны 17, состоящий практически из воды, подают в реактор 9. Выход ацетальдегида составляет 99%.

Формула изобретения

Способ получения ацетона или

65 ацетальдегида с использованием гидметанола к ацетилену составило 2,1. Температуру в реакторе 3 поддерживают . Давление в реакторе 3 составляет 2 атм. Поток 4, выходящий из реактора 3, Подают в ректификационную колонну 5, которая работает в следующих условиях: Давление в верху колон ны,атм10 Флегмовое число 1 Число тарелок 30 Головной поток 7, состоящий из этилена с содержанием ацетилена менее 10 ррт и содержащий небольшое коли чество метанола, подают в колонну скруббера 13 для промывки его водой с целью удаления метанола. Поток 6, состоящий из 2,2-диметоксиацеталя, подают в реактор 9 гидролизу после добавления воды по линии 19.Реакцию осуществляют при мольном отношении воды к ацеталю, равном 10. Промывочная колонна (скруббер 13) работает при давлении 20 атм и при отнсяиении воды к углеводородному потоку, равном 1:30. По линии 15 выводят свободный от метанола (менее 10 ррт) весь вводимый первоначально этилен, тогда как из нижней части скруббера по линии 16 выводят водный раствор метанола. Реактор 9 работает при и под давлением 20 aitft. Поток, выходящий из реактора 9, подают в две простые, ректификационные колонны 10 и 17, которые работают при условиях, приведенных в табл.2. Таблица 2 Колонна Показатели

ратации ацетиленовых углеводородов при повышенной температуре в присутствии ртутьсодержащего катализатора, отличающийся тем, что, с целью увеличений выхода целевого продукта, упрощения технологии процесса и расширения сырьевой базы ацетиленовых углеводородов, в качестве ацетиленовых углеводородов используют C.J или С -фракцию с содержанием ацетиленовых углеводородов 1-2 мол.%,,в качестве ртутьсодержащего катализатора используют ионообменную смолу амберлит-15, содержащую катионы ртути и катионы щелочного металла - калия или натрия, - а процесс проводят в две стадии: на первой стадии проводят взаимодействие между ацетиленовым углеводородом и этанолом или метанолом при мольном соотнсядении спирт:ацетиленовый углеводород, равном 1:2,0-2,1,

при температуре 40-75°С и давлении 20 атм в присутствии указанного катализатора , образукхдийся эфир или ацеталь отделяют путем ректификации от остальной части углеводородного потока и подвергают гидратации на второй стадии при мольном соотношении вода:эфир или ацеталь,равном 1:10-12, при температуре -60-70, давлении 20-25 атм в присутствии указанного катгшизатора с последующим выделением целевого продукта ректификацией.

Источники информации-, принятые во внимание при экспертизе

1.Коуль Л.Н. Очистка газа. - М. Гостоптехиздат,19б2, с. 1-90,

2.Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. - М.: Химия, 1975, С. 280-283 (прототип).

Реферат

Формула