Спосіб отримання ацетону або ацетальдегіду

ДО ПАТЕНТУ (63) Додатковий до патенту (22) Заявлено 080776(2l) 2380202/23-04 ((51) і. ка.! (23) Прнорвтет (32) 08. 07.75

Карло Рескаллі та Антоніо Пачіфіко (Італія) (72) Автори винаходу

"Снампрогетті С.П.А" (Італія) (71) Заявник (54) СПОСІБ ОТРИМАННЯ АЦЕТОНУ

Пропонується вдосконалений спосіб одержання ацетону або ацетальдегіду, що знаходять широке застосування у багатьох процесах нафтохімії та нафтопереробки. 6

Спосіб отримання карбонільних продуктів (ацетону або ацетальдегіду) заснований на використанні ацетиленових сполук, присутніх у вуглеводневих потоках, що надходять з установки парофазного крекінгу, і таким чином опосередковано вирішує проблему очищення продуктів парофазного крекінгу від ацетиленових вуглеводнів.

Нині зниження вмісту ацетиленових. сполук у продуктах парофазного крекінгу здійснюється шляхом вибіркового гідрування, що тягне за собою втрати етилену та пропілену, які є більш менш значними залежно від вмісту ацетиленових сполук, присутніх після завершення обробки p1) .

Найбільш близьким до пропонованого є спосіб одержання ацетальдегіду шляхом гідратації ацетилену.

Процес протікає в кислому середовищі (водний розчин сірчаної кислоти) у присутності як каталізатор солей ртуті (зазвичай сірчанокислої ртуті). Процес проводять при 75-95 С, використовують 10-20% сірчану кислоту. Каталізатор беруть у кількості

0,5-1% у перерахунку на ртуть. Спосіб забезпечує вихід ацетальдегіду ацетилену до 95% (2 .

Недоліком цього способу є порівняно низький вихід цільового продукту та складність технологічного оформлення процесу.

Метою винаходу є збільшення виходу цільового продукту,спрощення технології процесу та розширення сировинної бази ацетиленових вуглеводнів.

20 атм у присутності зазначеного каталізатора, що утворюється ефір або ацеталь відокремлюють шляхом ректифікації від решти вуглеводневого потоку і піддають гідратації на другій стадії lIpH мольному співвідношенні вода: ефір або ацеталь, рівному 1:10-12,при температурі 60-70 С, атм у присутності укаеанного каталізатора з подальшим виділенням цільового продукту ректифікацією.

Передбачуваний спосіб дозволяє збільшити вихід цільового продукту до 99%. Спрощення технології процесу досягається за рахунок виключення з процесу сірчаної кислоти, яка використовується в способі, прийнятому еа прототип.

Використання як сировина 25

З -З -фракцій (наприклад, з установок парофазного крекінгу) не тільки розширює сировинну базу для пропонованого способу, але і дозволяє очистити

С-СЗ-фракції від ацетиленових вуглеводно-ЗП допологів.

Процес проводять за технологічною схемою, зображеною на кресленні.

Вуглеводневий цоток по лінії 1, що містить ацетилен або пропін, направляють разом з потоком спирту з лінії 2 в реактор 3, в якому відбувається взаємодія ацетиленового вуглеводню зі спиртом. Потік 4, що виходить з реактора, подвергайт звичайної ректификации.в колоні 5 для поділу потоку 6 продукту, що утворився приєднання і потоку 7 вуглеводнів і непрореагував спирту.

У потік 6 лінії 8 додають 45 воду, після чого отриману суміш направляють в реактор 9 для проведення гідролізу. Продукт, що виходить з реактора 9, направляють в колону ректифікації 10, иэ верхньої $Q частини якої по лінії 11 відганяють карбонільні продукти (ацетальдегід або ацетон, в залежності від тієї фракції, яка була подана на установку), точас, як надлишок 55 води, яка була направлена в реактор для проведення гідроліеа, відводять з нижньої частини лінії 12 колони. Цей потік також містить спирт, що є продуктом гідроліеа.

Потік по лінії 12 направляють в колону ректифікації 17, иэ головної частини якої по лінії 18 відводять спирт, використовуваний для проведення реакції приєднання (рециркуляція по лінії 2), в той час, як вода відводиться з нижньої частини колони по лінії 19 і надходить в лінію 8.

Іонообмінну смолу, призначену для використання як каталізатор в колоні 5, в якому проводять приєднання спирту, готують наступним чином. 98 г кислотної смоли амберліт-15, що містить кислотні групи типу SO H, обробляють 2 л 10%-ного водного розчину (за вагою) гідрату окису натрію.

Суміш перемішують протягом 1 години, а потім фільтрують і смолу промивають дистильованою водою до отримання нейтральної реакції. Після цього обробляють смолу 300 мл водного розчину, що містить оцтову кислоту і 2 г двовалентної ртуті (наприклад, у формі ацетату ртуті), і перемішують протягом 24 год, після чого фільтрують у вакуумі і повторно промивають безводним етанолом.

Іонообмінну смолу, призначену для використання як каталізатор в реакторі 9, готують наступним чином. 100 г кислотної смоли амберліт-15 обробляють 2 л

10% водного розчину сірчаної кислоти, розчин перемішують протягом 1 год, потім фільтрують і смолу промивають дистильованою водою до нейтральної реакції.

Приклад 1. Процес проводять за технологічною схемою, зображеною на кресленні. У реактор 3 об'ємом

100 мп, завантажений іонообмінною смолою, що містить іони двовалентної ртуті та. іони натрію, безперервно подають по лінії 1500 мл потокупропілену, що містить 1,33 вага.% пропіну, і етанол, у такій кількості, щоб молярне співвідношення між спиртом і ацетиленовою сполукою становило 2,0. Температуру в реакторі підтримують 40°С. Тиск у реакторі становить 20 атм.

Потік 4, що виходить з реактора, направляють в колону ректифікації 5, яка працює під тиском (в головній частині) 10-20 атм, при флегмовому числі, рівному 1,і при числі тарілок, що дорівнює 30.

Число тарілок 40 Тиск у верху колони

Флегмове число шар тарілок

Головний потік 7, що складається з пропілену, що містить невеликі кількості етанолу та пропін у кількості 10 рр> або менше, направляють у скрубер 13 для видалення етанолу. Кубовий потік 6 містить 5

2,2-диметоксипропан,направляють в реактор 9 гідролізу після поповнення

його водою по лінії 19 і реакцію проводять при мольному співвідношенні між водою і ефіром рівному 12.Скруб- бер 13 працює при тиску, рівному

20 атм, при мольному співвідношенні між водою і вуглеводневим потоком, що дорівнює 1:30. З головної частини скрубера лінії 15 рекуперується, по суті не містить етанолу (10 ppm), весь пропілен, поданий в реактор 3, а з нижньої частини скрубера (лінія 16) відводять водний розчин етанолу. Реактор 9 для проведення гідратації працює при температурі 60 С і під тиском, що дорівнює

Потік, що виходить з реактора 9, направляють у дві прості послідовно з'єднані ректифікаційні колони 10 і 17, що працюють за умов, наведених у табл.1.

Атмосфер- Атмосферне ное

По лінії 11 відводять 5,8 r/÷ ацетону, у той же час по лінії 18 відводять 9,7 г/год етанолу, що містить менш ніж 5 мас.% води. Потік, по лінії 19 виводиться з нижньої частини колони 17 і по суті складається з води, рециркулюють вреакторі

9, у якому відбувається освіту простих ефірів.

Вихід ацетону становить 98,6% при конверсії пропіну, що міститься у вихідному газовому потоці, що дорівнює

Приклад 2. Процес проводять за технологічною схемою, зображеною на кресленні. У реакторах

3 і 9 використовують ту саму іоно.обмінну смолу, що і в прикладі 1, однак її попередньо активують іонами калію, а не іонами натрію. По лініях 1 та 2 подають 500 м> етилену, що містить 2 мол.% ацетилену, а метанол подають у такій кількості, щоб мольне відношення метанолу до ацетилену склало

2.1. Температуру в реакторі Е підтримують 75°С. Тиск у реакторі

3 складає 2 атм.

Потік 4, що виходить з реактора Е, подають у колону ректифікації 5, яка працює в наступних умовах:

Тиск у верху колони, атм 10

Флегмове число 1

Кількість тарілок 30

10 ppm і містить невелику кількість метанолу, подають в колону скрубера 13 для промивання його водою з метою видалення метанолу. Потік 6, що складається з 2,2-диметоксиацеталю, подають у реактор 9 гідролізу після додавання води по лінії 19. Реакцію здійснюють при мольному відношенні води до ацеталю, що дорівнює 10.

Промивна колона (скруббер 13) працює при тиску 20 атм і при відношенні води до вуглеводневого потоку, що дорівнює 1:30. По лінії 15 виводять вільний від метанолу (менше

10 ppm) весь етилен, що вводиться спочатку, тоді як з нижньої частини скрубера по лінії 16 виводять водний розчин метанолу. Реактор 9 працює при 70°С та під тиском

Потік, що виходить з реактора 9, подають у дві прості, колони ректифікації 10 і 17, які працюють за умов, наведених в табл.2.

Атмосфер-Атмосфер-. ное ное

Ацетальдегід відводять полінії

11, по лінії 18 відводять метанол, що містить близько 5 вага.% води, а потік по лінії 19 відводиться з нижньої частини колони 17, що складається практично з води, подають реактор 9.

Вихід ацетальдегіду становить 99%.

Спосіб отримання ацетону або ацетальдегіду з використанням гід743578

Тираж 495 Передплатне

ЦНДІПД Державного комітету СРСР у справах винаходів та відкриттів

113035, Москва, Ж-35, Рауська наб., Д.4/5

1-2 мол.Ъ, як ртутьсодержащего каталізатора використовують іонообмінну смолу амберліт-15, що містить катіони ртуті і катіони лужного металу вЂ" калію або натрію, вЂ" а процес проводять у дві стадії: на першій стадії проводять взаємодію між ацетиленовим вуглеводнем і етано або метанолом при мольному співвідношенні спирт: ацетиленовий вуглеводень, що дорівнює 1:2,0-2 1 при температурі 40-75 С і тиску

1:10-12, при температурі 60-70 С, тиску 20 вЂ" 25 атм у присутності зазначеного каталізатора з подальшим виділенням цільового продукту ректифікацією.

Джерела інформації прийняті до уваги при експертизі

1. Коуль Л.М. Очищення газу. вЂ" М.:

Гостоптехіздат, 1962, с.1-90, 2. Лебедєв Й.М. Хімія та технологія основного органічного та нафтохімічного синтезу. вЂ" М.: Хімія, 1975, с. 280-283 (прототип).