RU2149159C1 - Method of continuously preparing 3-(methylthio) propanal (variants) - Google Patents
Method of continuously preparing 3-(methylthio) propanal (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2149159C1 RU2149159C1 RU97102147/04A RU97102147A RU2149159C1 RU 2149159 C1 RU2149159 C1 RU 2149159C1 RU 97102147/04 A RU97102147/04 A RU 97102147/04A RU 97102147 A RU97102147 A RU 97102147A RU 2149159 C1 RU2149159 C1 RU 2149159C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acrolein
- liquid
- gas
- reaction
- zone
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 115
- CLUWOWRTHNNBBU-UHFFFAOYSA-N 3-methylthiopropanal Chemical compound CSCCC=O CLUWOWRTHNNBBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N Acrolein Chemical compound C=CC=O HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 760
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 300
- LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N Methanethiol Chemical compound SC LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 292
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 145
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 97
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 92
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims abstract description 82
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 44
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 32
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde Diethyl Acetal Natural products CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 125000002777 acetyl group Chemical class [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 76
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 30
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 23
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 22
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 18
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims description 15
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 15
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 13
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 10
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 claims description 8
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 7
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 7
- 125000002816 methylsulfanyl group Chemical group [H]C([H])([H])S[*] 0.000 claims description 7
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims description 6
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 claims description 6
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 46
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 102000002274 Matrix Metalloproteinases Human genes 0.000 description 160
- 108010000684 Matrix Metalloproteinases Proteins 0.000 description 160
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 136
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 47
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 45
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 42
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 36
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 29
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 25
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 21
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 12
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 11
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 11
- NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N Propionic aldehyde Chemical compound CCC=O NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 10
- VWWOJJANXYSACS-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-4-methylsulfanylbutanenitrile Chemical compound CSCCC(O)C#N VWWOJJANXYSACS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 9
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 7
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 7
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 6
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 5
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 4
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- XXROGKLTLUQVRX-UHFFFAOYSA-N allyl alcohol Chemical compound OCC=C XXROGKLTLUQVRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N ammonium bisulfate Chemical compound [NH4+].OS([O-])(=O)=O BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000002051 biphasic effect Effects 0.000 description 2
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- GAPYKZAARZMMGP-UHFFFAOYSA-N pyridin-1-ium;acetate Chemical compound CC(O)=O.C1=CC=NC=C1 GAPYKZAARZMMGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000005654 stationary process Effects 0.000 description 2
- ONFOSYPQQXJWGS-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-4-(methylthio)butanoic acid Chemical compound CSCCC(O)C(O)=O ONFOSYPQQXJWGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PICCHNWCTUUCAQ-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxypentanethioic s-acid Chemical compound CCCC(O)C(O)=S PICCHNWCTUUCAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003797 essential amino acid Substances 0.000 description 1
- 235000020776 essential amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- -1 for example Chemical class 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 150000002373 hemiacetals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 description 1
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C319/00—Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides
- C07C319/14—Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of sulfides
- C07C319/18—Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of sulfides by addition of thiols to unsaturated compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C325/00—Thioaldehydes; Thioketones; Thioquinones; Oxides thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C323/00—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups
- C07C323/50—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
- C07C45/32—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
- C07C45/33—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
- C07C45/34—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds
- C07C45/35—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds in propene or isobutene
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к получению 3-(метилтио)пропаналя, в частности к способу непрерывного прямого получения 3-(метилтио)пропаналя в газожидкостной реакционной среде. The invention relates to the production of 3- (methylthio) propanal, in particular to a method for the continuous direct production of 3- (methylthio) propanal in a gas-liquid reaction medium.
3-(метил)тиопропаналь (называемый далее в описании "ММП") представляет собой промежуточный продукт для получения как d,1-метионина, так и 2-гидрокси-4-(метилтио)масляной кислоты ("ГММК"). Метионин является незаменимой аминокислотой, дефицит которой обычно наблюдается в компонентах комбикормов для животных. ГММК служит источником метионина и ее широко используют в качестве метиониновой добавки к кормовым смесям для животных. Для получения ГММК или метионина, как правило, необходим ММП, относительно свободный от примесей. 3- (methyl) thiopropanal (hereinafter referred to as “MMP”) is an intermediate product for the preparation of both d, 1-methionine and 2-hydroxy-4- (methylthio) butyric acid (“HMMC”). Methionine is an essential amino acid, a deficiency of which is usually observed in the components of animal feed. GMMC serves as a source of methionine and is widely used as a methionine supplement to animal feed mixtures. To obtain GMMC or methionine, as a rule, MMP is required, which is relatively free of impurities.
ММП получают взаимодействием акролеина с метилмеркаптаном. При проведении обычного процесса получения ММП жидкий акролеин и метилмеркаптан вводят в реактор, содержащий жидкофазный ММП-продукт. Реакция протекает в жидкой фазе. Для получения ММП требуемого качества во время такого процесса используют очищенный акролеин и/или ММП-продукт перед использованием при получении либо ГММК, либо метионина перегоняют. MMPs are prepared by reacting acrolein with methyl mercaptan. In a conventional MMP process, liquid acrolein and methyl mercaptan are introduced into a reactor containing a liquid phase MMP product. The reaction proceeds in the liquid phase. To obtain the MMP of the required quality during such a process, purified acrolein and / or the MMP product are used before distillation to obtain either GMMC or methionine.
Акролеин представляет собой высокотоксичный и горючий материал. Его обычно получают парофазным окислением пропилена над твердофазным катализатором, обеспечивающим образование сырого газообразного реакционного продукта, который содержит водяной пар, акриловую кислоту, ацетальдегид и другие органические побочные продукты. Этот газ, как правило, обрабатывают для удаления акриловой кислоты, а затем вводят в контакт с охлажденной водой для абсорбции акролеина. Конечный водный раствор перегоняют с выделением абсорбированного акролеина и других органических компонентов. Далее сырой акролеин очищают, удаляя низкокипящие примеси, такие как ацетальдегид, получая очищенный жидкий акролеиновый продукт. Этот очищенный жидкий акролеин оставляют на хранение для использования при получении ММП. Acrolein is a highly toxic and combustible material. It is usually obtained by the vapor-phase oxidation of propylene over a solid-phase catalyst, providing the formation of a crude gaseous reaction product, which contains water vapor, acrylic acid, acetaldehyde and other organic by-products. This gas is typically treated to remove acrylic acid and then brought into contact with chilled water to absorb acrolein. The final aqueous solution is distilled with the release of absorbed acrolein and other organic components. The crude acrolein is then purified by removing low boiling impurities such as acetaldehyde to obtain a purified liquid acrolein product. This purified liquid acrolein is stored for use in the preparation of MMPs.
Хранение жидкого акролеина осложнено значительной токсичностью, пожаро- и взрывоопасностью. Следовательно, создание условий безопасного обращения с этим материалом сопряжено с большими капитальными и технологическими затратами. Затраты, связанные с работой с акролеином, можно было бы существенно снизить, если акролеин в газовой фазе из процесса получения акролеина непрерывно направлять непосредственно в ММП-реактор без хранения или конденсации. Однако, поскольку в обычных промышленных процессах получения ММП предусмотрены жидкофазные реакции, необходимость конденсации газообразного акролеинового продукта считается неизбежной. Более того, так как в обычном процессе, как правило, применяют реакционную систему периодического действия, конденсация и хранение жидкого акролеина по ходу процесса во временном накопителе между процессом получения акролеина и ММП-реактором являются необходимыми. Storage of liquid acrolein is complicated by significant toxicity, fire and explosion hazard. Therefore, the creation of conditions for the safe handling of this material is associated with large capital and technological costs. The costs associated with working with acrolein could be significantly reduced if acrolein in the gas phase from the process of producing acrolein is continuously sent directly to the MMP reactor without storage or condensation. However, since liquid-phase reactions are provided for in conventional industrial processes for the production of MMPs, the need for condensation of the gaseous acrolein product is considered inevitable. Moreover, since in a normal process, as a rule, a batch reaction system is used, condensation and storage of liquid acrolein along the process in a temporary storage device between the process of producing acrolein and the MMP reactor are necessary.
В патенте Нидерландов 6809647 описан способ, в котором акролеин получают каталитическим окислением пропилена, а акролеинсодержащую реакционную газовую смесь направляют в вертикальную реакционную колонну, в которой образуется ММП. ММП циркулирует по реакционной колонне и в ее нижнюю часть вводят как акролеинсодержащий газ, так и метилмеркаптан. Выходящий из колонны ММП содержит отдельную водную фазу, которую удаляют в сепараторе. ММП, отводимый из сепаратора, частично возвращают в реакционную колонну. В циркулирующий ММП добавляют раствор бикарбоната натрия. ММП-продукт, удаляемый из циркуляционной реакционной системы, перегоняют под давлением 100 мм рт.ст. Dutch patent 6809647 describes a process in which acrolein is produced by catalytic oxidation of propylene and an acrolein-containing reaction gas mixture is sent to a vertical reaction column in which MMP is formed. MMP is circulated through the reaction column and both acrolein-containing gas and methyl mercaptan are introduced into its lower part. The MMP leaving the column contains a separate aqueous phase, which is removed in a separator. MMP discharged from the separator is partially returned to the reaction column. Sodium bicarbonate solution is added to the circulating MMP. The MMP product removed from the circulating reaction system is distilled under a pressure of 100 mmHg.
В патенте США 4225516 описан способ непрерывного получения ММП из акролеинового газообразного продукта каталитического окисления пропилена. При осуществлении такого способа газ вначале обрабатывают для удаления акриловой кислоты, а затем охлаждают для конденсации водяного пара. Для снижения содержания водяного пара до уровня, приемлемого для ММП-реакции, конечную температуру конденсации поддерживают на уровне от 0 до -5oC. Обработанный и охлажденный поток газообразного акролеина вводят в контакт с потоком жидкого ММП в противоточной абсорбционной башне, результатом чего является абсорбция акролеина ММП. Поток жидкого ММП, содержащего растворенный акролеин, направляют в ММП-реактор, в который добавляют метилмеркаптан. При осуществлении такого способа протекает взаимодействие метилмеркаптана с ММП с образованием гемимеркапталя ММП, а этот гемимеркапталь в свою очередь взаимодействует с акролеином в жидкой фазе с образованием дополнительного количества ММП. Таким образом, для реализации этого способа требуется присутствие в реакционной смеси до 1 вес. % гемимеркапталя. ММП-продукт отводят из системы со скоростью, эквивалентной скорости получения ММП в реакторе, в то время как основную массу ММП-потока возвращают в акролеиновый абсорбер.US Pat. No. 4,225,516 describes a process for continuously producing MMP from an acrolein gaseous product of catalytic oxidation of propylene. In this method, the gas is first treated to remove acrylic acid, and then cooled to condense water vapor. To reduce the water vapor content to a level acceptable for the MMP reaction, the final condensation temperature is maintained at a level of from 0 to -5 ° C. The treated and cooled acrolein gas stream is brought into contact with the liquid MMP stream in a countercurrent absorption tower, which results in absorption acrolein MMP. A stream of liquid MMP containing dissolved acrolein is sent to the MMP reactor to which methyl mercaptan is added. When implementing this method, the interaction of methyl mercaptan with MMP proceeds with the formation of hemimercaptal MMP, and this hemimercaptal in turn interacts with acrolein in the liquid phase with the formation of an additional amount of MMP. Thus, the implementation of this method requires the presence in the reaction mixture of up to 1 weight. % hemimercaptal. The MMP product is withdrawn from the system at a rate equivalent to that of the MMP in the reactor, while the bulk of the MMP stream is returned to the acrolein absorber.
Для того, чтобы обеспечить количественную абсорбцию акролеина с использованием ММП по патенту '516, необходимо охлаждение циркулирующего ММП до температуры от 0 до -15oC до его вхождения в абсорбер. Охлаждение, необходимое для конденсации водяного пара при температуре от 0 до -5oC, и охлаждение ММП до -15oC составляют немалую долю капитальных и эксплуатационных затрат при осуществлении способа по патенту '516. Более того, поскольку такая реакция протекает через стадию образования гемимеркапталя, кинетика этой реакции конверсии относительно низка, что обусловливает более низкую, чем это необходимо, производительность и, таким образом, усугубляет эксплуатационные затраты при практической реализации такого способа.In order to ensure quantitative absorption of acrolein using the MMP according to the '516 patent, it is necessary to cool the circulating MMP to a temperature of from 0 to -15 ° C until it enters the absorber. The cooling required for condensation of water vapor at a temperature of from 0 to -5 o C, and the cooling of the MMP to -15 o C comprise a considerable share of capital and operating costs when implementing the method according to the patent '516. Moreover, since such a reaction proceeds through the hemimercaptal formation stage, the kinetics of this conversion reaction is relatively low, which results in lower productivity than is necessary and, thus, exacerbates operating costs in the practical implementation of this method.
Хотя абсорбция при температуре ниже нуля увеличивает рекуперацию акролеина в равновесном состоянии, в этих условиях увеличивается также абсорбция ММП-продуктом примесей, таких как уксусный альдегид. Более того, поскольку скруббер отделен от реактора, акролеин, абсорбированный в скруббере, сразу же в абсорбционной зоне не расходуется. Следствием этого является тенденция акролеина к накоплению в жидкой фазе, что ослабляет движущую силу массопереноса. Высокая концентрация акролеина в ММП-жидкости также повышает возможность образования побочных продуктов взаимодействий между акролеином и ММП. Although absorption at a temperature below zero increases the recovery of acrolein in equilibrium, the absorption of impurities such as acetic aldehyde also increases under these conditions. Moreover, since the scrubber is separated from the reactor, acrolein absorbed in the scrubber is not immediately consumed in the absorption zone. The consequence of this is the tendency of acrolein to accumulate in the liquid phase, which weakens the driving force of mass transfer. The high concentration of acrolein in the MMP fluid also increases the possibility of the formation of by-products of the interactions between acrolein and MMP.
Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа получения ММП, который можно осуществлять при проведении непрерывного процесса и который можно осуществлять с высокой производительностью. Другой задачей является разработка способа, который можно осуществлять с использованием относительно неочищенного акролеина в качестве сырого материала; а также разработка способа, в котором не требуется охлаждение для абсорбции или конденсации акролеина и в котором устранена необходимость хранения жидкого акролеина, в частности, создание такого способа, который можно осуществлять с использованием газообразного акролеинового сырья, полученного непосредственно в процессе непрерывного окисления пропилена или другого пригодного для этой цели углеводорода. Задача также состоит в создании такого способа, который можно осуществлять без образования отдельной водной фазы в реакционной ММП-смеси, а также в создании способа, в котором можно получать высококачественный ММП для прямого использования при получении метионина или ГММК без необходимости последующей очистки. The present invention is the creation of an improved method for the production of MMP, which can be carried out during the continuous process and which can be carried out with high productivity. Another objective is to develop a method that can be carried out using relatively crude acrolein as raw material; as well as the development of a method in which cooling is not required for the absorption or condensation of acrolein and which eliminates the need to store liquid acrolein, in particular, the creation of such a method that can be carried out using gaseous acrolein raw materials obtained directly from the continuous oxidation of propylene or other suitable for this purpose a hydrocarbon. The task also consists in creating such a method that can be carried out without the formation of a separate aqueous phase in the reaction MMP mixture, as well as in creating a method in which it is possible to obtain high-quality MMP for direct use in the production of methionine or MMC without the need for further purification.
Поставленная задача решается способом непрерывного получения 3-(метилтио)пропаналя, включающим контактирование газообразного потока акролеинсодержащего сырья с жидкой реакционной средой в зоне газожидкостного контактирования, причем эта реакционная среда содержит 3-(метилтио)пропаналь, метилмеркаптан и катализатор взаимодействия между метилмеркаптаном и акролеином, а газообразный поток акролеинсодержащего сырья содержит акролеиновые пары и неконденсируемый газ, при этом относительные количества акролеина и метилмеркаптана, входящих в зону контактирования, являются по существу стехиометрически эквивалентными, вследствие чего акролеин переходит из потока сырья в реакционную среду и вступает в этой среде в прямое взаимодействие с метилмеркаптаном без существенного образования промежуточного геми(метилтио)ацеталя 3-(метилтио)пропаналя, в результате чего образуется жидкий реакционный продукт, содержащий 3-(метилтио)пропаналь;
отделение неконденсируемого газа от жидкого реакционного продукта;
разделение этого реакционного продукта на фракцию продукта и циркулирующую фракцию; и
возврат циркулирующей фракции в зону газожидкостного контактирования, причем акролеин и метилмеркаптан взаимодействуют в жидкой среде в реакционной зоне, которая включает зону газожидкостного контактирования и циркуляционную зону, в которую жидкий реакционный продукт поступает из зоны газожидкостного контактирования и через которую циркулирующую фракцию возвращают в зону газожидкостного контактирования, причем метилмеркаптан вводят в такую реакционную зону на таком участке или участках, чтобы ни в одном секторе реакционной зоны избыток метилмеркаптана не способствовал в течение достаточно длительного промежутка времени существенному образованию промежуточного геми(метилтио)ацеталя.The problem is solved by the method of continuous production of 3- (methylthio) propanal, including contacting a gaseous stream of acrolein-containing raw materials with a liquid reaction medium in the gas-liquid contacting zone, this reaction medium containing 3- (methylthio) propanal, methyl mercaptan and a catalyst for the interaction between methyl mercaptan and acrolein, and the gaseous stream of acrolein-containing feed contains acrolein vapors and non-condensable gas, while the relative amounts of acrolein and methyl mercaptan, inlet which enter the contact zone are essentially stoichiometrically equivalent, as a result of which acrolein passes from the feed stream to the reaction medium and directly interacts with methyl mercaptan in this medium without the formation of intermediate hemi (methylthio) acetal 3- (methylthio) propanal, resulting in a liquid reaction product is formed containing 3- (methylthio) propanal;
separating non-condensable gas from the liquid reaction product;
separating this reaction product into a product fraction and a circulating fraction; and
returning the circulating fraction to the gas-liquid contacting zone, wherein acrolein and methyl mercaptan interact in a liquid medium in the reaction zone, which includes the gas-liquid contacting zone and the circulation zone, into which the liquid reaction product enters from the gas-liquid contacting zone and through which the circulating fraction is returned to the gas-liquid contacting zone, moreover, methyl mercaptan is introduced into such a reaction zone at such a site or sites so that in no sector of the reaction zone and an excess of methyl mercaptan did not contribute to a substantial formation of intermediate hemi (methylthio) acetal over a sufficiently long period of time.
Поставленная задача решается также способом непрерывного получения 3-(метилтио)пропаналя, включающим
контактирование газообразного потока акролеинсодержащего сырья с жидкой реакционной средой в зоне газожидкостного контактирования, причем эта реакционная среда содержит 3-(метилтио)пропаналь, метилмеркаптан и катализатор взаимодействия между метилмеркаптаном и акролеином, а газообразный поток акролеинсодержащего сырья содержит акролеиновые пары и неконденсируемый газ, вследствие чего акролеин переходит из потока сырья в реакционную среду;
взаимодействие в этой жидкой реакционной среде акролеина с метилмеркаптаном в первой реакционной зоне, включающей зону газожидкостного контактирования, с образованием промежуточного жидкого реакционного продукта;
отделение неконденсируемого газа от промежуточного жидкого реакционного продукта;
разделение этого промежуточного жидкого реакционного продукта на фракцию промежуточного продукта и циркулирующую фракцию;
возврат циркулирующей фракции в зону газожидкостного контактирования, причем первая реакционная зона включает зону газожидкостного контактирования и циркуляционную зону, в которую жидкий реакционный продукт поступает из зоны газожидкостного контактирования и через которую циркулирующую фракцию возвращают в зону газожидкостного контактирования; и
пропускание фракции промежуточного продукта по реактору с поршневым потоком для конверсии остаточных акролеина и метилмеркаптана в 3-(метилтио)пропаналь.The problem is also solved by the method of continuous production of 3- (methylthio) propanal, including
contacting a gaseous stream of acrolein-containing raw materials with a liquid reaction medium in a gas-liquid contacting zone, this reaction medium containing 3- (methylthio) propanal, methyl mercaptan and a catalyst for the interaction between methyl mercaptan and acrolein, and a gaseous stream of acrolein-containing raw materials contains acrolein vapor and non-condensable passes from the feed stream to the reaction medium;
the interaction in this liquid reaction medium of acrolein with methyl mercaptan in the first reaction zone, including the gas-liquid contacting zone, with the formation of an intermediate liquid reaction product;
separating non-condensable gas from the intermediate liquid reaction product;
separating this intermediate liquid reaction product into an intermediate product fraction and a circulating fraction;
returning the circulating fraction to the gas-liquid contacting zone, wherein the first reaction zone includes a gas-liquid contacting zone and a circulation zone into which the liquid reaction product enters from the gas-liquid contacting zone and through which the circulating fraction is returned to the gas-liquid contacting zone; and
passing the intermediate product fraction through a piston flow reactor to convert residual acrolein and methyl mercaptan to 3- (methylthio) propanal.
В этом способе предпочтительная продолжительность пребывания в первой реакционной зоне, основанная на соотношении между реакционным объемом и суммарной скоростью получения, находится в пределах от примерно 0,2 до примерно 1 ч. In this method, the preferred length of stay in the first reaction zone, based on the ratio between the reaction volume and the total production rate, is in the range of about 0.2 to about 1 hour.
Поток сырья и жидкую реакционную среду предпочтительно пропускают противотоком через зону газожидкостного контактирования, причем время задержки жидкости в зоне газожидкостного контактирования является достаточным для того, чтобы продолжительность пребывания жидкости в зоне газожидкостного контактирования, основанная на соотношении между объемом задерживаемой жидкости и суммарной скоростью получения, находилась в пределах от примерно 0,5 до примерно 0,75 ч. The feed stream and the liquid reaction medium are preferably passed countercurrently through the gas-liquid contacting zone, whereby the liquid retention time in the gas-liquid contacting zone is sufficient so that the residence time of the liquid in the gas-liquid contacting zone, based on the ratio between the volume of the liquid being retained and the total production rate, is in ranging from about 0.5 to about 0.75 hours
Поставленная задача решается также способом непрерывного получения 3-(метилтио)пропаналя, включающим
охлаждение потока сырого газообразного реакционного продукта, полученного в результате каталитического окисления углеводорода, с получением таким образом охлажденного газообразного потока, включающего акролеин, и конденсата, содержащего воду, акриловую кислоту и остаточную долю акролеина;
отделение конденсата от охлажденного газообразного потока;
фракционную перегонку конденсата с получением головной фракции, включающей акролеин, и фракции кубовых остатков, которая практически не содержит акролеина;
смешение головной фракции с охлажденным газообразным потоком с получением объединенного газообразного акролеинового потока;
контактирование газообразного потока акролеинсодержащего сырья с жидкой реакционной средой в зоне газожидкостного контактирования, причем эта реакционная среда содержит 3-(метилтио)пропаналь, метилмеркаптан и катализатор взаимодействия между метилмеркаптаном и акролеином, а газообразный поток акролеинсодержащего сырья включает объединенный поток газообразного акролеина и содержит акролеиновые пары, неконденсируемый газ и водяной пар, вследствие чего акролеин переходит из потока сырья в реакционную среду и вступает в этой среде во взаимодействие с метилмеркаптаном с образованием жидкого реакционного продукта, содержащего 3-(метилтио)пропаналь;
отделение неконденсируемого газа от жидкого реакционного продукта;
разделение этого реакционного продукта на фракцию продукта и циркулирующую фракцию; и
возврат циркулирующей фракции в зону газожидкостного контактирования.The problem is also solved by the method of continuous production of 3- (methylthio) propanal, including
cooling the crude gaseous reaction product stream resulting from the catalytic oxidation of a hydrocarbon to thereby produce a cooled gaseous stream including acrolein and a condensate containing water, acrylic acid and a residual fraction of acrolein;
separating condensate from the cooled gaseous stream;
fractional distillation of the condensate to obtain a head fraction comprising acrolein and a fraction of bottoms, which practically does not contain acrolein;
mixing the head fraction with a cooled gaseous stream to form a combined gaseous acrolein stream;
contacting the gaseous stream of acrolein-containing raw materials with a liquid reaction medium in the gas-liquid contacting zone, this reaction medium containing 3- (methylthio) propanal, methyl mercaptan and a catalyst for the interaction between methyl mercaptan and acrolein, and the gaseous stream of acrolein-containing raw materials includes a combined acrolein vapor stream and acrolein and non-condensable gas and water vapor, as a result of which acrolein passes from the feed stream to the reaction medium and enters into this medium reaction with methyl mercaptan to form a liquid reaction product containing 3- (methylthio) propanal;
separating non-condensable gas from the liquid reaction product;
separating this reaction product into a product fraction and a circulating fraction; and
return of the circulating fraction to the gas-liquid contacting zone.
В предпочтительном варианте фракция кубовых остатков содержит менее приблизительно 1 вес. % акролеина, более предпочтительно менее приблизительно 0,1 вес.% акролеина. In a preferred embodiment, the bottoms fraction contains less than about 1 weight. % acrolein, more preferably less than about 0.1 wt.% acrolein.
Исходный газ может содержать менее приблизительно 0,1 об.% акриловой кислоты. The source gas may contain less than about 0.1 vol.% Acrylic acid.
Фракционное разделение можно проводить в дистилляционной колонне, включающей по меньшей мере приблизительно две теоретические тарелки и работающей под абсолютным давлением в головке не более приблизительно 30 фунтов/кв.дюйм и при коэффициенте орошения по крайней мере приблизительно 0,5. Fractional separation can be carried out in a distillation column comprising at least about two theoretical plates and operating at an absolute pressure in the head of not more than about 30 psi and with an irrigation coefficient of at least about 0.5.
Предпочтительное абсолютное давление в головке не превышает приблизительно 20 фунтов/кв.дюйм, а содержание акролеина во фракции кубовых остатков составляет менее приблизительно 0,1 вес.%. The preferred absolute pressure in the head does not exceed about 20 psi, and the acrolein content in the bottoms fraction is less than about 0.1 wt.%.
Сырой газообразный акролеиновый реакционный продукт предпочтительно охлаждают за счет теплообмена с охлаждающей текучей средой в рекуперативном теплообменнике, вызывая тем самым конденсацию воды и акриловой кислоты и получая двухфазный газожидкостной поток сырого акролеинового продукта, причем этот двухфазный газожидкостной поток акролеинового продукта пропускают через установку мгновенного испарения и парожидкостной сепаратор, в которых такой двухфазный поток дополнительно охлаждают с целью обеспечить дополнительную конденсацию и выделение конденсата из охлажденного потока газообразного акролеина и этот конденсат направляют из установки мгновенного испарения и парожидкостного сепаратора в ректификационную колонну для фракционирования. The crude gaseous acrolein reaction product is preferably cooled by heat exchange with a cooling fluid in a recuperative heat exchanger, thereby causing condensation of water and acrylic acid to produce a two-phase gas-liquid stream of the crude acrolein product, this two-phase gas-liquid stream of acrolein product passing through an instant vaporization unit and in which such a two-phase flow is further cooled in order to provide additional condensation condensation from the cooled stream of gaseous acrolein and this condensate are sent from the flash unit and the vapor-liquid separator to a distillation column for fractionation.
Поставленная задача решается также способом непрерывного получения 3-(метилтио)пропаналя, включающим
контактирование газообразного потока акролеинсодержащего сырья с жидкой реакционной средой в зоне газожидкостного контактирования реакционной зоны, причем эта реакционная среда содержит 3-(метилтио)пропаналь, метилмеркаптан и катализатор взаимодействия между метилмеркаптаном и акролеином, а газообразный поток акролеинового сырья содержит акролеиновые пары и неконденсируемый газ;
пропускание параллельными потоками сырья и реакционной среды через зону контактирования, вследствие чего акролеин переходит из потока сырья в реакционную среду и вступает в этой среде во взаимодействие с метилмеркаптаном с образованием жидкого реакционного продукта, содержащего 3-(метилтио)пропаналь;
отделение неконденсируемого газа от жидкого реакционного продукта;
разделение этого реакционного продукта на фракцию продукта и циркулирующую фракцию;
возврат циркулирующей фракции в зону газожидкостного контактирования; и
отвод тепла реакции из реакционной зоны рекуперативным теплообменом жидкой реакционной среды с другой текучей средой, причем расход потока циркулирующей жидкой среды и участок, на котором из реакционной зоны отводят тепло, таковы, что температура жидкой реакционной среды во всей реакционной зоне колеблется в пределах не более чем приблизительно ±5oC.The problem is also solved by the method of continuous production of 3- (methylthio) propanal, including
contacting a gaseous stream of acrolein-containing feed with a liquid reaction medium in a gas-liquid contact zone of the reaction zone, this reaction medium containing 3- (methylthio) propanal, methyl mercaptan and an interaction catalyst between methyl mercaptan and acrolein, and the gaseous stream of acrolein raw material contains acrolein vapor and non-condensable;
passing parallel streams of raw materials and the reaction medium through the contact zone, whereby acrolein passes from the feed stream to the reaction medium and reacts with methyl mercaptan in this medium to form a liquid reaction product containing 3- (methylthio) propanal;
separating non-condensable gas from the liquid reaction product;
separating this reaction product into a product fraction and a circulating fraction;
return of the circulating fraction to the gas-liquid contacting zone; and
heat removal of the reaction from the reaction zone by recuperative heat exchange of the liquid reaction medium with another fluid, the flow rate of the circulating liquid medium and the portion in which heat is removed from the reaction zone are such that the temperature of the liquid reaction medium in the entire reaction zone ranges within no more than approximately ± 5 o C.
Реакционная зона предпочтительно включает зону газожидкостного контактирования и циркуляционную зону, в которую жидкий реакционный продукт поступает из зоны газожидкостного контактирования и через которую циркулирующую фракцию возвращают в зону газожидкостного контактирования, причем температура жидкой реакционной среды в этой циркуляционной зоне колеблется в пределах не более чем ±2oC.The reaction zone preferably includes a gas-liquid contacting zone and a circulation zone into which the liquid reaction product comes from the gas-liquid contacting zone and through which the circulating fraction is returned to the gas-liquid contacting zone, the temperature of the liquid reaction medium in this circulation zone being within no more than ± 2 ° C.
В целом, в способе непрерывного получения ММП жидкую реакционную среду вводят в контакт с газообразным потоком акролеинового сырья в зоне контактирования газа с жидкостью. Эта реакционная среда включает ММП, метилмеркаптан и катализатор взаимодействия между метилмеркаптаном и акролеином. Газообразный поток акролеинового сырья включает пары акролеина и неконденсируемый газ. Относительные количества акролеина и метилмеркаптана, поступающие в зону контактирования, по существу стехиометрически эквивалентны. Акролеин переходит из исходного потока в реакционную смесь и вступает во взаимодействие в этой смеси непосредственно с метилмеркаптаном без существенного образования промежуточного геми(метилтио)ацеталя ММП, в результате чего получают жидкий реакционный продукт, содержащий ММП. Неконденсируемый газ отделяют от жидкого реакционного продукта, этот реакционный продукт разделяют на фракцию продукта и циркулирующую фракцию и циркулирующую фракцию возвращают в зону контактирования газа с жидкостью. Акролеин и метилмеркаптан взаимодействуют в жидкой среде в реакционной зоне, которая включает зону газожидкостного контактирования и циркуляционную зону, в которую из зоны газожидкостного контактирования выпускают жидкий реакционный продукт и по которой циркулирующую фракцию возвращают в зону газожидкостного контактирования. Метилмеркаптан вводят в реакционную зону в точке или нескольких точках с таким расчетом, чтобы избыток метилмеркаптана не мог превалировать на каком-либо участке реакционной зоны в течение промежутка времени, достаточно долгого для образования заметного количества промежуточного геми(метилтио)ацеталя. In general, in a continuous MMP process, a liquid reaction medium is brought into contact with a gaseous stream of acrolein feed in a gas-liquid contact zone. This reaction medium includes MMP, methyl mercaptan and a catalyst for the interaction between methyl mercaptan and acrolein. The gaseous stream of acrolein feed includes acrolein vapors and non-condensable gas. The relative amounts of acrolein and methyl mercaptan entering the contact zone are essentially stoichiometrically equivalent. Acrolein passes from the feed stream to the reaction mixture and reacts directly with methyl mercaptan in this mixture without significant formation of the intermediate hemi (methylthio) acetal of MMP, resulting in a liquid reaction product containing MMP. The non-condensable gas is separated from the liquid reaction product, this reaction product is separated into a product fraction and the circulating fraction and the circulating fraction are returned to the gas-liquid contacting zone. Acrolein and methyl mercaptan interact in a liquid medium in a reaction zone that includes a gas-liquid contact zone and a circulation zone into which a liquid reaction product is discharged from the gas-liquid contact zone and through which the circulating fraction is returned to the gas-liquid contact zone. Methyl mercaptan is introduced into the reaction zone at a point or several points so that excess methyl mercaptan cannot prevail in any part of the reaction zone for a period of time long enough to form a noticeable amount of intermediate hemi (methylthio) acetal.
Вариантом способа непрерывного получения ММП является такой способ, в котором жидкую реакционную среду вводят в контакт с газообразным потоком акролеинового сырья в зоне газожидкостного контактирования. Такая реакционная среда содержит ММП, метилмеркаптан и катализатор взаимодействия между метилмеркаптаном и акролеином. Газообразный поток акролеинового сырья включает пары акролеина, неконденсируемый газ и водяной пар. Акролеин переходит из сырьевого потока в реакционную среду и вступает во взаимодействие с метилмеркаптаном в этой среде с образованием жидкого реакционного продукта, содержащего ММП. Соотношение между водяным паром и акролеином в потоке акролеинового сырья таково, что в жидком реакционном продукте, вследствие конденсации воды в сырьевом потоке, не содержится сколько-нибудь существенного количества второй жидкой фазы. От жидкого реакционного продукта отделяют неконденсируемый газ, этот реакционный продукт разделяют на фракцию продукта и циркулирующую фракцию и эту циркулирующую фракцию возвращают в зону газожидкостного контактирования. A variant of the method for continuous production of MMP is a method in which a liquid reaction medium is contacted with a gaseous stream of acrolein feed in a gas-liquid contacting zone. Such a reaction medium contains MMP, methyl mercaptan and a catalyst for the interaction between methyl mercaptan and acrolein. The gaseous stream of acrolein feed includes acrolein vapor, non-condensable gas and water vapor. Acrolein passes from the feed stream to the reaction medium and reacts with methyl mercaptan in this medium to form a liquid reaction product containing MMP. The ratio between water vapor and acrolein in the acrolein feed stream is such that the liquid reaction product, due to condensation of water in the feed stream, does not contain any significant amount of the second liquid phase. Non-condensable gas is separated from the liquid reaction product, this reaction product is separated into a product fraction and a circulating fraction, and this circulating fraction is returned to the gas-liquid contacting zone.
Согласно изобретению предлагается также способ непрерывного получения ММП, в котором жидкую реакционную среду вводят в контакт с газообразным потоком акролеинового сырья в зоне газожидкостного контактирования, причем такая реакционная среда включает ММП, метилмеркаптан и катализатор взаимодействия между метилмеркаптаном и акролеином. Газообразный поток акролеинового сырья включает пары акролеина, неконденсируемый газ и водяной пар. Акролеин переходит из сырьевого потока в реакционную среду и вступает в этой среде во взаимодействие с метилмеркаптаном с образованием жидкого реакционного продукта, содержащего ММП. Величина молярного соотношения между водяным паром и акролеином в потоке акролеинового сырья не превышает приблизительно 0,3. От жидкого реакционного продукта отделяют неконденсируемый газ, этот реакционный продукт разделяют на фракцию продукта и циркулирующую фракцию и эту циркулирующую фракцию возвращают в зону газожидкостного контактирования. The invention also provides a method for continuously producing MMP in which a liquid reaction medium is contacted with a gaseous stream of acrolein feed in a gas-liquid contacting zone, which reaction medium includes MMP, methyl mercaptan and a catalyst for the interaction between methyl mercaptan and acrolein. The gaseous stream of acrolein feed includes acrolein vapor, non-condensable gas and water vapor. Acrolein passes from the feed stream to the reaction medium and reacts with methyl mercaptan in this medium to form a liquid reaction product containing MMP. The molar ratio between water vapor and acrolein in the acrolein feed stream does not exceed about 0.3. Non-condensable gas is separated from the liquid reaction product, this reaction product is separated into a product fraction and a circulating fraction, and this circulating fraction is returned to the gas-liquid contacting zone.
Согласно изобретению предлагается также способ непрерывного получения ММП, в котором жидкую реакционную среду вводят в контакт с газообразным потоком акролеинового сырья в зоне газожидкостного контактирования, по которой противотоком пропускают этот сырьевой поток и реакционную среду. Реакционная среда включает ММП, метилмеркаптан и катализатор взаимодействия между метилмеркаптаном и акролеином. Газообразный поток акролеинового сырья включает пары акролеина и неконденсируемый газ, вследствие чего акролеин переходит из сырьевого потока в реакционную среду и вступает в этой среде во взаимодействие с метилмеркаптаном с образованием жидкого реакционного продукта, содержащего ММП. Задержка такой жидкости в зоне противоточного газожидкостного контактирования оказывается достаточной для конверсии в этой зоне газожидкостного контактирования по меньшей мере 90% акролеина, содержащегося в газообразном сырье. От жидкого реакционного продукта отделяют неконденсируемый газ, этот реакционный продукт разделяют на фракцию продукта и циркулирующую фракцию и эту циркулирующую фракцию возвращают в зону газожидкостного контактирования. The invention also provides a method for the continuous production of MMP in which a liquid reaction medium is brought into contact with a gaseous stream of acrolein feed in a gas-liquid contacting zone, through which this feed stream and reaction medium are passed in a countercurrent manner. The reaction medium includes MMP, methyl mercaptan and a catalyst for the interaction between methyl mercaptan and acrolein. The gaseous stream of acrolein feed includes acrolein vapor and non-condensable gas, as a result of which acrolein passes from the feed stream to the reaction medium and reacts with methyl mercaptan in this medium to form a liquid reaction product containing MMP. The delay of such a liquid in the zone of countercurrent gas-liquid contacting is sufficient to convert at least 90% of acrolein contained in the gaseous feedstock in this gas-liquid contacting zone. Non-condensable gas is separated from the liquid reaction product, this reaction product is separated into a product fraction and a circulating fraction, and this circulating fraction is returned to the gas-liquid contacting zone.
Кроме того, согласно изобретению предлагается способ непрерывного получения ММП, в котором жидкую реакционную среду вводят в контакт с газообразным потоком акролеинового сырья в зоне газожидкостного контактирования, причем эта реакционная смесь включает ММП, метилмеркаптан и катализатор взаимодействия между метилмеркаптаном и акролеином. Газообразный поток акролеинового сырья включает пары акролеина и неконденсируемый газ. Акролеин переходит из сырьевого потока в реакционную среду и этот акролеин вступает в такой среде во взаимодействие с метилмеркаптаном в первой реакционной зоне, включающей зону газожидкостного контактирования, с образованием промежуточного жидкого реакционного продукта. От промежуточного жидкого реакционного продукта отделяют неконденсируемый газ, этот промежуточный жидкий реакционный продукт разделяют на фракцию промежуточного продукта и циркулирующую фракцию и эту циркулирующую фракцию возвращают в зону газожидкостного контактирования. Первая реакционная зона включает зону газожидкостного контактирования и циркулирующую зону, в которую из зоны газожидкостного контактирования выпускают жидкий реакционный продукт и по которой циркуляционную фракцию возвращают в зону газожидкостного контактирования. Фракцию промежуточного продукта пропускают через реактор с поршневым потоком для конверсии остаточного акролеина и метилмеркаптана в ММП. In addition, according to the invention, there is provided a method for continuously producing MMP in which a liquid reaction medium is brought into contact with a gaseous stream of acrolein feed in a gas-liquid contacting zone, this reaction mixture comprising MMP, methyl mercaptan and a catalyst for the interaction between methyl mercaptan and acrolein. The gaseous stream of acrolein feed includes acrolein vapors and non-condensable gas. Acrolein passes from the feed stream to the reaction medium, and this acrolein reacts with methyl mercaptan in such a medium in the first reaction zone, including the gas-liquid contacting zone, to form an intermediate liquid reaction product. Non-condensable gas is separated from the intermediate liquid reaction product, this intermediate liquid reaction product is separated into an intermediate product fraction and a circulating fraction, and this circulating fraction is returned to the gas-liquid contacting zone. The first reaction zone includes a gas-liquid contact zone and a circulation zone into which a liquid reaction product is discharged from the gas-liquid contact zone and through which the circulation fraction is returned to the gas-liquid contact zone. A fraction of the intermediate product is passed through a piston stream reactor to convert residual acrolein and methyl mercaptan to MMP.
Согласно изобретению предлагается также способ непрерывного получения ММП, в котором жидкую реакционную среду в зоне газожидкостного контактирования вводят в контакт с газообразным потоком акролеинового сырья. Такая реакционная среда содержит ММП, метилмеркаптан и катализатор взаимодействия между метилмеркаптаном и акролеином. Газообразный поток акролеинового сырья включает пары акролеина, неконденсируемый газ и пары акриловой кислоты. Акролеин переходит из сырьевого потока в жидкую реакционную среду и вступает в этой среде во взаимодействие с метилмеркаптаном с образованием жидкого реакционного продукта, содержащего ММП. Величина молярного соотношения между парами акриловой кислоты и акролеином в потоке акролеинового сырья не превышает приблизительно 0,1. От жидкого реакционного продукта отделяют неконденсируемый газ, этот реакционный продукт разделяют на фракцию продукта и циркулирующую фракцию и эту циркулирующую фракцию возвращают в зону газожидкостного контактирования. The invention also provides a process for the continuous production of MMPs in which a liquid reaction medium in a gas-liquid contacting zone is brought into contact with a gaseous stream of acrolein feed. Such a reaction medium contains MMP, methyl mercaptan and a catalyst for the interaction between methyl mercaptan and acrolein. The gaseous stream of acrolein feed includes acrolein vapors, non-condensable gas and acrylic acid vapors. Acrolein passes from the feed stream to the liquid reaction medium and reacts with methyl mercaptan in this medium to form a liquid reaction product containing MMP. The molar ratio between the pairs of acrylic acid and acrolein in the stream of acrolein feed does not exceed approximately 0.1. Non-condensable gas is separated from the liquid reaction product, this reaction product is separated into a product fraction and a circulating fraction, and this circulating fraction is returned to the gas-liquid contacting zone.
Согласно настоящему изобретению предлагается также способ непрерывного получения ММП, в котором пары акролеина получают парофазным каталитическим окислением углеводорода с образованием потока сырого акролеинового реакционного продукта. Этот поток сырого акролеинового реакционного продукта охлаждают для конденсации из него водяного пара и акриловой кислоты и получения охлажденного акролеинового газообразного потока для конверсии в ММП, причем такой сырьевой поток включает акролеин и неконденсируемый газ. Жидкую реакционную среду вводят в контакт с газообразным потоком акролеинового сырья, представляющим собой упомянутый охлажденный акролеиновый газообразный поток, в зоне газожидкостного контактирования, в которой общее давление не превышает приблизительно 3 атм. Реакционная среда содержит ММП, метилмеркаптан и катализатор взаимодействия между метилмеркаптаном и акролеином. Акролеин переходит из сырьевого потока в реакционную среду и вступает в этой среде во взаимодействие с метилмеркаптаном с образованием жидкого реакционного продукта, содержащего ММП. От жидкого реакционного продукта отделяют неконденсируемый газ, этот реакционный продукт разделяют на фракцию продукта и циркулирующую фракцию и эту циркулирующую фракцию возвращают в зону газожидкостного контактирования. The present invention also provides a process for the continuous production of MMPs in which acrolein vapors are prepared by vapor-phase catalytic oxidation of a hydrocarbon to form a crude acrolein reaction product stream. This crude acrolein reaction product stream is cooled to condense water vapor and acrylic acid from it and produce a cooled acrolein gas stream for conversion to MMP, which feed stream includes acrolein and non-condensable gas. The liquid reaction medium is brought into contact with a gaseous stream of acrolein feed, representing the aforementioned cooled acrolein gaseous stream, in a gas-liquid contacting zone in which the total pressure does not exceed about 3 atm. The reaction medium contains MMP, methyl mercaptan and a catalyst for the interaction between methyl mercaptan and acrolein. Acrolein passes from the feed stream to the reaction medium and reacts with methyl mercaptan in this medium to form a liquid reaction product containing MMP. Non-condensable gas is separated from the liquid reaction product, this reaction product is separated into a product fraction and a circulating fraction, and this circulating fraction is returned to the gas-liquid contacting zone.
Кроме того, согласно изобретению предлагается способ непрерывного получения ММП, в котором газообразный поток сырого реакционного продукта, полученного каталитическим окислением углеводорода, охлаждают, в результате чего получают охлажденный газообразный поток, включающий акролеин, и конденсат, включающий воду, акриловую кислоту и остаточную часть акролеина. Конденсат отделяют от охлажденного газового потока и конденсат подвергают фракционной перегонке с получением головной фракции, включающей акролеин, и фракции кубовых остатков, которые практически свободны от акролеина. Головную фракцию смешивают с охлажденным газообразным потоком с получением объединенного акролеинового потока. Жидкую реакционную среду в зоне газожидкостного контактирования вводят в контакт с газообразным потоком акролеинового сырья. Реакционная среда включает ММП, метилмеркаптан и катализатор взаимодействия между метилмеркаптаном и акролеином. Газообразный поток акролеинового сырья представляет собой объединенный акролеиновый газообразный поток и включает акролеин, неконденсируемый газ и водяной пар. Акролеин переходит из сырьевого потока в реакционную среду и вступает в такой среде во взаимодействие с метилмеркаптаном с образованием жидкого реакционного продукта, содержащего ММП. От этого жидкого реакционного продукта отделяют неконденсируемый газ, реакционный продукт разделяют на фракцию продукта и циркулирующую фракцию и эту циркулирующую фракцию возвращают в зону газожидкостного контактирования. In addition, according to the invention, there is provided a method for continuously producing MMP in which a gaseous stream of a crude reaction product obtained by catalytic oxidation of a hydrocarbon is cooled, as a result of which a cooled gaseous stream comprising acrolein and a condensate comprising water, acrylic acid and a residual portion of acrolein are obtained. The condensate is separated from the cooled gas stream and the condensate is subjected to fractional distillation to obtain an overhead fraction comprising acrolein and bottoms fractions which are substantially free of acrolein. The head fraction is mixed with a cooled gaseous stream to produce a combined acrolein stream. The liquid reaction medium in the gas-liquid contacting zone is brought into contact with a gaseous stream of acrolein feed. The reaction medium includes MMP, methyl mercaptan and a catalyst for the interaction between methyl mercaptan and acrolein. The gaseous acrolein feed stream is a combined acrolein gaseous stream and includes acrolein, non-condensable gas and water vapor. Acrolein passes from the feed stream to the reaction medium and reacts with methyl mercaptan in such a medium to form a liquid reaction product containing MMP. Non-condensable gas is separated from this liquid reaction product, the reaction product is separated into a product fraction and a circulating fraction, and this circulating fraction is returned to the gas-liquid contacting zone.
В настоящем изобретении предлагается также способ непрерывного получения 3-(метилтио)пропаналя. Этот способ включает введение жидкой реакционной среды в контакт с газообразным потоком акролеинового сырья в зоне газожидкостного контактирования реакционной зоны. Такая реакционная среда содержит 3-(метилтио)пропаналь, метилмеркаптан и катализатор взаимодействия между метилмеркаптаном и акролеином. Газообразный поток акролеинового сырья включает пары акролеина и неконденсируемый газ. Газообразный поток акролеинового сырья и реакционную среду пропускают через зону газожидкостного контактирования противотоком. Акролеин переходит из сырьевого потока в реакционную среду и вступает в такой среде во взаимодействие с метилмеркаптаном с образованием жидкого реакционного продукта, содержащего ММП. От этого жидкого реакционного продукта отделяют неконденсируемый газ, а реакционный продукт разделяют на фракцию продукта и циркулирующую фракцию. The present invention also provides a process for the continuous production of 3- (methylthio) propanal. This method involves contacting a liquid reaction medium with a gaseous stream of acrolein feed in a gas-liquid contacting zone of the reaction zone. Such a reaction medium contains 3- (methylthio) propanal, methyl mercaptan and a catalyst for the interaction between methyl mercaptan and acrolein. The gaseous stream of acrolein feed includes acrolein vapors and non-condensable gas. A gaseous stream of acrolein feed and a reaction medium are passed through a counter-current gas-liquid contacting zone. Acrolein passes from the feed stream to the reaction medium and reacts with methyl mercaptan in such a medium to form a liquid reaction product containing MMP. Non-condensable gas is separated from this liquid reaction product, and the reaction product is separated into a product fraction and a circulating fraction.
Другие предметы и отличительные признаки изобретения частично очевидны и частично более подробно описаны ниже. Other objects and features of the invention are partially apparent and partially described in more detail below.
На фиг. 1 представлена технологическая схема осуществления способа по изобретению, иллюстрирующая непрерывное получение ММП из сырого газообразного акролеинового продукта, образующегося при непрерывном каталитическом окислении пропилена. In FIG. 1 is a flow chart of an embodiment of the method of the invention illustrating the continuous production of MMP from a crude gaseous acrolein product resulting from the continuous catalytic oxidation of propylene.
На фиг. 2 схематически проиллюстрирован предпочтительный способ по изобретению, в котором ММП получают из метилмеркаптана и акролеина в турбулентном газ-лифтном реакторе. In FIG. 2 schematically illustrates a preferred method according to the invention, in which the MMP is obtained from methyl mercaptan and acrolein in a turbulent gas-lift reactor.
На фиг. 3 схематически проиллюстрирован газ-лифтный реактор, адаптированный для работы при низком перепаде давления. In FIG. 3 schematically illustrates a gas lift reactor adapted to operate at low pressure drop.
На фиг. 4 схематически проиллюстрирован газ-лифтный реактор типа вытяжной трубы, адаптированный для работы при низком перепаде давления. In FIG. 4 schematically illustrates a gas lift reactor such as a chimney adapted for operation at a low pressure drop.
На фиг. 5 представлено схематическое изображение тарельчатого реактора колонного типа для конверсии метилмеркаптана и акролеина в ММП. In FIG. 5 is a schematic representation of a column type plate reactor for the conversion of methyl mercaptan and acrolein to MMP.
На фиг. 6 представлено схематическое изображение способа по изобретению, в котором используют тарельчатый реактор колонного типа, за которым установлен реактор с поршневым потоком. In FIG. 6 is a schematic illustration of the method of the invention, in which a column type column reactor is used, followed by a piston flow reactor.
На фиг. 7 схематически проиллюстрирован способ по изобретению, в котором сырой газообразный акролеиновый реакционный продукт обрабатывают для удаления значительного количества акриловой кислоты перед вводом этого газа в противоточный газ-лифтный реактор для взаимодействия акролеина с метилмеркаптаном. In FIG. 7 schematically illustrates the method according to the invention, in which the crude gaseous acrolein reaction product is treated to remove a significant amount of acrylic acid before introducing this gas into a countercurrent gas lift reactor to react acrolein with methyl mercaptan.
На фиг. 8 схематически проиллюстрирован способ по изобретению, в котором сырой газообразный акролеиновый реакционный продукт обрабатывают для удаления значительного количества акриловой кислоты перед вводом этого газа в противоточный тарельчатый реактор колонного типа для взаимодействия акролеина с метилмеркаптаном. In FIG. 8 schematically illustrates the method of the invention in which the crude gaseous acrolein reaction product is treated to remove a significant amount of acrylic acid before introducing this gas into a column-type countercurrent plate reactor for reacting acrolein with methyl mercaptan.
В соответствии с настоящим изобретением ММП получают из метилмеркаптана и газообразного потока акролеинового сырья в газожидкостной реакционной системе, включающей жидкий ММП. В зоне газожидкостного контактирования жидкую фазу, включающую ММП и катализатор, вводят в контакт с метилмеркаптаном и газом, содержащим акролеин и неконденсируемый газ. Акролеин переходит из газовой фазы в жидкую фазу и взаимодействует в жидкой фазе непосредственно с метилмеркаптаном с образованием дополнительного количества ММП. Теплоту экзотермической реакции снимают с помощью теплоносителя, протекающего через устройство теплопереноса, такое, как рубашка или змеевик, находящееся в контакте с зоной газожидкостного контактирования, или в контуре циркуляции ММП между выпуском и впуском жидкости этой зоны контактирования. In accordance with the present invention, MMPs are prepared from methyl mercaptan and a gaseous stream of acrolein feed in a gas-liquid reaction system including liquid MMP. In the gas-liquid contacting zone, the liquid phase, including the MMP and the catalyst, is brought into contact with methyl mercaptan and a gas containing acrolein and non-condensable gas. Acrolein passes from the gas phase to the liquid phase and interacts in the liquid phase directly with methyl mercaptan to form an additional amount of MMP. The heat of the exothermic reaction is removed using a heat carrier flowing through a heat transfer device, such as a shirt or a coil in contact with the gas-liquid contact zone, or in the circulation circuit of the IMF between the outlet and the liquid inlet of this contact zone.
В зоне газожидкостного контактирования высокие коэффициенты массопереноса обеспечиваются гомогенным газожидкостным контактированием, а движущую силу для массопереноса предпочтительно максимизируют поддержанием по существу поршневого потока в газовой фазе. Однородное газожидкостное контактирование может быть достигнуто путем проведения процесса в турбулентном режиме потока, который может быть охарактеризован, например, относительно высокими приведенными скоростями газа и жидкости в пузырьковом режиме течения, в котором пузырьки активно коалесцируют и разрушаются вследствие турбулентности. Такие турбулентные условия ускоряют также теплоперенос из зоны газожидкостного контактирования к рубашке или змеевику, которые для обеспечения теплопереноса сообщаются с зоной контактирования. По другому варианту газожидкостное контактирование можно осуществлять пропусканием газа и жидкости противотоком в зоне контактирования. В этом последнем варианте выполнения изобретения теплоту реакции целесообразно передавать охлаждающей текучей среде во внешнем теплообменнике, по которому циркулирует реакционная ММП-среда. In the gas-liquid contacting zone, high mass transfer coefficients are provided by homogeneous gas-liquid contacting, and the driving force for the mass transfer is preferably maximized by maintaining a substantially piston flow in the gas phase. Uniform gas-liquid contacting can be achieved by carrying out the process in a turbulent flow regime, which can be characterized, for example, by relatively high reduced velocities of gas and liquid in a bubble flow regime in which bubbles actively coalesce and collapse due to turbulence. Such turbulent conditions also accelerate heat transfer from the gas-liquid contacting zone to the jacket or coil, which are in communication with the contacting zone to ensure heat transfer. In another embodiment, gas-liquid contacting can be accomplished by passing gas and liquid countercurrently in the contacting zone. In this latter embodiment, it is advisable to transfer the heat of reaction to the cooling fluid in an external heat exchanger through which the reaction MMP is circulated.
За счет поддержания практически эквимолярных количеств добавляемых в реакционную среду метилмеркаптана и акролеина в существенной мере предотвращается образование гемитиоацеталя ММП. В результате метилмеркаптан и акролеин непосредственно взаимодействуют с образованием ММП. Поскольку такая реакционная схема намного короче, чем осуществляемая через образование гемитиоацеталя, скорость реакции в 3-10 раз выше скорости, достигаемой в способе, описанном в патенте '516. При достигаемых по новому способу скоростях реакции скорость конверсии ограничивается скоростью массопереноса акролеина из газовой фазы в жидкую фазу. Однако было установлено, что когда в соответствии с предпочтительными вариантами выполнения изобретения поддерживают турбулентные условия, достигают высоких коэффициентов массопереноса. Более того, благодаря прямому быстрому взаимодействию между акролеином и метилмеркаптаном в жидкой фазе, акролеин, поступающий в жидкую фазу, расходуется немедленно, увеличивая тем самым движущую силу массопереноса. Таким образом, общие скорости массопереноса высоки. Объединенный эффект прямой реакции и высоких скоростей массопереноса обусловливает высокую производительность реакционной системы по изобретению. Due to the maintenance of almost equimolar amounts of methyl mercaptan and acrolein added to the reaction medium, the formation of hematioacetal MMP is substantially prevented. As a result, methyl mercaptan and acrolein directly interact with the formation of MMP. Since such a reaction scheme is much shorter than that carried out through the formation of hemithioacetal, the reaction rate is 3-10 times higher than that achieved in the method described in the '516 patent. At the reaction rates achieved by the new method, the conversion rate is limited by the rate of mass transfer of acrolein from the gas phase to the liquid phase. However, it has been found that when turbulent conditions are maintained in accordance with preferred embodiments of the invention, high mass transfer coefficients are achieved. Moreover, due to the direct rapid interaction between acrolein and methyl mercaptan in the liquid phase, acrolein entering the liquid phase is consumed immediately, thereby increasing the driving force of mass transfer. Thus, the overall mass transfer rates are high. The combined effect of the direct reaction and high mass transfer rates determines the high productivity of the reaction system according to the invention.
Как показано на фиг. 1, акролеин непрерывно получают в акролеиновом реакторе 1 каталитическим окислением пропилена, пропана или другого пригодного для этой цели углеводородного сырья в присутствии водяного пара и неконденсируемого газа. Когда сырьем служит пропилен, сырой газообразный акролеиновый продукт, выходящий из этого реактора, содержит от примерно 4 до примерно 10 об.% акролеина, от примерно 0,3 до примерно 1,0 об.% акриловой кислоты, до приблизительно 1,0 об.% пропилена, до приблизительно 1,0 об.% пропана, до примерно 0,5 об.% пропионового альдегида, от примерно 0,1 до примерно 0,4 об.% уксусного альдегида и от примерно 30 до примерно 50 об.% водяного пара, а также от примерно 40 до примерно 55 об.% неконденсируемых газов, включая кислород, азот, монооксид углерода и диоксид углерода. Затем сырой газообразный продукт обрабатывают для существенного снижения содержания в нем водяного пара и акриловой кислоты. В предпочтительном варианте этот сырой продукт обрабатывают, охлаждая его в рекуперативном теплообменнике 3, вызывая конденсацию акриловой кислоты и воды из сырого газообразного продукта. Хотя в качестве охлаждающей текучей среды в теплообменнике 3 можно использовать воду, охлажденную холодильником, экономически целесообразно применять воду комнатной температуры, например водопроводную воду, артезианскую воду или воду из градирен. За счет конденсации акриловой кислоты и воды в теплообменнике с использованием воды комнатной температуры в качестве охлаждающей среды получают охлажденный газообразный поток акролеинового сырья, содержащий от примерно 5 до примерно 25 об.%, преимущественно от примерно 7 до примерно 15 об.% акролеина; до приблизительно 0,1 об.%, более предпочтительно до приблизительно 0,01 об.% акриловой кислоты; до приблизительно 2,0 об.% пропилена; до приблизительно 1,0 об.% пропана; до приблизительно 1,0 об.% пропионового альдегида; до приблизительно 0,5 об.% уксусного альдегида; от примерно 1 до примерно 8 об.%, более предпочтительно от примерно 1 до примерно 3 об.% водяного пара и от примерно 60 до примерно 80 об. % неконденсируемых газов. В предпочтительном варианте величина молярного отношения между водяным паром и акролеином в охлажденном газообразном потоке составляет от примерно 0,05 до примерно 0,3, предпочтительнее от примерно 0,05 до примерно 0,15, а величина молярного отношения между акриловой кислотой и акролеином составляет от 0 до примерно 0,01, более предпочтительно от 0 до примерно 0,001. Акриловую кислоту необязательно можно вначале удалять из сырого газообразного акролеинового продукта введением этого газа в контакт с обычным абсорбирующим агентом в установке противоточного контактирования, такой как насадочная колонна. Газ, выходящий из абсорбера, далее можно охлаждать для конденсации водяного пара пропусканием этого газа через рекуперативный теплообменник, находящийся по ходу процесса после абсорбера. As shown in FIG. 1, acrolein is continuously produced in the acrolein reactor 1 by catalytic oxidation of propylene, propane or other suitable hydrocarbon feed in the presence of water vapor and non-condensable gas. When propylene is used as a feed, the crude gaseous acrolein product leaving this reactor contains from about 4 to about 10 vol.% Acrolein, from about 0.3 to about 1.0 vol.% Acrylic acid, to about 1.0 vol. % propylene, to about 1.0 vol.% propane, to about 0.5 vol.% propionic aldehyde, from about 0.1 to about 0.4 vol.% acetic aldehyde and from about 30 to about 50 vol.% water steam, as well as from about 40 to about 55 vol.% non-condensable gases, including oxygen, nitrogen, carbon monoxide and carbon dioxide. The crude gaseous product is then treated to substantially reduce its water vapor and acrylic acid content. In a preferred embodiment, this crude product is treated by cooling it in a regenerative heat exchanger 3, causing condensation of acrylic acid and water from the crude gaseous product. Although water cooled by a refrigerator can be used as a cooling fluid in the heat exchanger 3, it is economically feasible to use room temperature water, for example tap water, artesian water or cooling tower water. By condensing acrylic acid and water in a heat exchanger using room temperature water as a cooling medium, a cooled gaseous stream of acrolein feed is obtained containing from about 5 to about 25 vol.%, Mainly from about 7 to about 15 vol.% Acrolein; up to about 0.1 vol.%, more preferably up to about 0.01 vol.% acrylic acid; up to about 2.0 vol.% propylene; up to about 1.0 vol.% propane; up to about 1.0 vol.% propionic aldehyde; up to about 0.5 vol.% acetic aldehyde; from about 1 to about 8 vol.%, more preferably from about 1 to about 3 vol.% water vapor and from about 60 to about 80 vol. % non-condensable gases. In a preferred embodiment, the molar ratio between water vapor and acrolein in the cooled gaseous stream is from about 0.05 to about 0.3, more preferably from about 0.05 to about 0.15, and the molar ratio between acrylic acid and acrolein is from 0 to about 0.01, more preferably 0 to about 0.001. Acrylic acid may optionally first be removed from the crude gaseous acrolein product by contacting this gas with a conventional absorbent agent in a countercurrent contacting device such as a packed column. The gas leaving the absorber can then be cooled to condense water vapor by passing this gas through a recuperative heat exchanger located downstream of the absorber.
Затем охлажденный газообразный поток акролеинового сырья вводят в проточный реактор 5 непрерывного действия, в котором находится реакционная среда, представляющая собой циркулирующий поток ММП. Реактор 5 снабжен охлаждающей рубашкой 7. Циркулирующий ММП содержит катализатор взаимодействия метилмеркаптана с акролеином. Катализатор можно инжектировать непрерывно или периодически в любом приемлемом месте контура. Метилмеркаптан вводят в циркулирующий поток ММП в любой пригодной точке, однако предпочтительно его вводить совместно с акролеином или несколько выше той точки по ходу процесса, в которой вводят акролеин. Таким образом готовят двухфазную смесь реагентов, в которой акролеин распределен между жидкой фазой, содержащей ММП и катализатор, и газовой фазой, содержащей неконденсируемые продукты. Метилмеркаптан также может быть распределен между двумя фазами, однако согласно наблюдениям он в значительной мере растворен в жидкой фазе. Катализатор, как правило, представляет собой соль органической кислоты и амина. В зоне газожидкостного контактирования, которая находится по ходу процесса ниже точки ввода акролеина, акролеин постепенно переходит из газовой фазы в жидкую фазу и в жидкой фазе вступает в прямое и непрерывное взаимодействие с метилмеркаптаном с образованием ММП. В той мере, в которой метилмеркаптан первоначально распределен между фазами, он также постепенно переходит в жидкость для взаимодействия с акролеином. Then, the cooled gaseous stream of acrolein feed is introduced into the continuous flow reactor 5, in which the reaction medium, which is a circulating MMP stream, is located. The reactor 5 is equipped with a cooling jacket 7. The circulating MMP contains a catalyst for the interaction of methyl mercaptan with acrolein. The catalyst can be injected continuously or periodically at any suitable point in the circuit. Methyl mercaptan is introduced into the circulating MMP stream at any suitable point, however, it is preferable to introduce it together with acrolein or slightly higher than that point during the process at which acrolein is introduced. In this way, a two-phase mixture of reagents is prepared in which acrolein is distributed between a liquid phase containing MMP and a catalyst and a gas phase containing non-condensable products. Methyl mercaptan can also be distributed between the two phases, however, according to observations, it is significantly dissolved in the liquid phase. The catalyst, as a rule, is a salt of an organic acid and an amine. In the gas-liquid contacting zone, which is lower than the acrolein injection point during the process, acrolein gradually transfers from the gas phase to the liquid phase and in the liquid phase enters into direct and continuous interaction with methyl mercaptan with the formation of IMF. To the extent that methyl mercaptan is initially distributed between the phases, it also gradually passes into the liquid to interact with acrolein.
Водяной пар, содержащийся в газообразном акролеиновом сырье, в зоне газожидкостного контактирования также может конденсироваться в ММП-потоке. За счет охлаждения газообразного потока сырого акролеинового реакционного продукта перед реактором 5 по ходу процесса для частичной конденсации водяного пара молярное соотношение между водяным паром и акролеином поддерживают на уровне, достаточно низком для того, чтобы предотвратить образование сколько-нибудь существенного количества второй (водной) жидкой фазы в зоне газожидкостного контактирования или избежать наличия какой-либо второй жидкой фазы в зоне газожидкостного контактирования или жидком реакционном продукте из-за отделения в каком-либо месте реакционной системы водной фазы от реакционной ММП-среды. В предпочтительном варианте содержание воды в циркулирующей ММП-среде не превышает приблизительно 6 вес.%, а обычно он находится в интервале от примерно 1 до примерно 6 вес.%. При предпочтительной для реакции температуре вода в таких концентрациях остается, как это описано ниже, полностью растворенной в ММП-фазе. Как указано выше, величина молярного отношения между водяным паром и акролеином в газообразном потоке сырья не превышает приблизительно 0,3. Было установлено, что такое соотношение оказывается достаточным для поддержания концентрации воды в циркулирующей ММП-среде на уровне, достаточно низком для того, чтобы избежать образования отдельной водной фазы при температурах, преобладающих при выходе жидкости из зоны газожидкостного контактирования. Water vapor contained in gaseous acrolein feedstocks in the gas-liquid contacting zone can also condense in the IMF stream. By cooling the gaseous stream of the crude acrolein reaction product in front of the reactor 5 during the process for partial condensation of water vapor, the molar ratio between water vapor and acrolein is kept low enough to prevent the formation of any significant amount of a second (aqueous) liquid phase in the gas-liquid contacting zone or to avoid the presence of any second liquid phase in the gas-liquid contacting zone or liquid reaction product due to the separation occurrence at any point in the reaction system of the aqueous phase from the reaction MMP environment. In a preferred embodiment, the water content in the circulating MMP medium does not exceed about 6 wt.%, And usually it is in the range from about 1 to about 6 wt.%. At a temperature preferable for the reaction, water in such concentrations remains, as described below, completely dissolved in the MMP phase. As indicated above, the molar ratio between water vapor and acrolein in the gaseous feed stream does not exceed approximately 0.3. It was found that this ratio is sufficient to maintain the concentration of water in the circulating MMP medium at a level low enough to avoid the formation of a separate aqueous phase at temperatures prevailing when the liquid exits the gas-liquid contact zone.
Присутствия в ММП-продукте избыточных количеств акриловой кислоты также избегают за счет охлаждения сырого газообразного акролеинового продукта водой с комнатной температурой. Конденсацией акриловой кислоты из газообразного потока сырья в холодильнике получают направляемый в ММП-реактор газообразный поток акролеинового сырья, в котором величина молярного отношения между акриловой кислотой и акролеином в потоке сырья не превышает приблизительно 0,01, предпочтительно не превышает примерно 0,001, а концентрация паров акриловой кислоты не превышает приблизительно 0,1%, предпочтительно не превышает примерно 0,01%. Excessive amounts of acrylic acid in the MMP product are also avoided by cooling the crude gaseous acrolein product with room temperature water. By condensation of acrylic acid from a gaseous stream of raw materials in the refrigerator, a gaseous stream of acrolein feed is sent to the MMP reactor, in which the molar ratio between acrylic acid and acrolein in the feed stream does not exceed about 0.01, preferably does not exceed about 0.001, and the vapor concentration of acrylic acid does not exceed about 0.1%, preferably does not exceed about 0.01%.
Условия турбулентного течения в зоне газожидкостного контактирования предпочтительно поддерживают, устанавливая скорость движения двухфазного потока в турбулентном диапазоне, как это определено выше. Реакция протекает быстро с образованием двухфазной смеси реакционных продуктов, включающей жидкую фазу, содержащую ММП-продукт и катализатор, и газообразную фазу, содержащую неконденсируемые продукты. Реакционный продукт, выходящий из реактора, вводят в сепаратор 9, в котором он разделяется на газовую и жидкую фазы. Газовую фазу, которая содержит пропан, пропилен, пропионовый альдегид, уксусный альдегид и водяной пар, сбрасывают из сепаратора в установку для контроля выбросов, такую как печь для сжигания. В том случае, когда сбрасываемый газ содержит существенное количество неабсорбированного акролеина или непрореагировавшего пропилена, часть сбрасываемого газа можно возвращать в реактор для окисления пропилена. Однако сочетание высоких скоростей массопереноса в зоне газожидкостного контактирования с добавлением в реакционную систему акролеина и метилмеркаптана в практически эквимолярных количествах дает сбрасываемый газообразный поток, который, как правило, содержит от примерно 90 до примерно 97 об.% неконденсируемых продуктов и в общей сложности от примерно 0,01 до примерно 0,03 об.% акролеина. Сбрасываемый газ обычно содержит от примерно 1 до примерно 2% пропилена, то есть такое количество, которое приемлемо для сжигания в факеле, через который можно пропускать неконденсируемые продукты и пары остаточных органических веществ, отходящие из объединенной установки для получения акролеина/ММП. По другому варианту часть сбрасываемого газообразного потока можно возвращать в процесс, в котором он служит источником водяного пара и неконденсируемого газа в реакторе для окисления пропилена. The turbulent flow conditions in the gas-liquid contacting zone are preferably maintained by setting the speed of the two-phase flow in the turbulent range, as defined above. The reaction proceeds rapidly with the formation of a two-phase mixture of reaction products, including a liquid phase containing an MMP product and a catalyst, and a gaseous phase containing non-condensable products. The reaction product exiting the reactor is introduced into a separator 9, in which it is separated into gas and liquid phases. The gas phase, which contains propane, propylene, propionic aldehyde, acetic aldehyde and water vapor, is discharged from the separator into an emission control unit, such as an incinerator. In the case where the discharged gas contains a substantial amount of unabsorbed acrolein or unreacted propylene, a portion of the discharged gas can be returned to the reactor for the oxidation of propylene. However, the combination of high mass transfer rates in the gas-liquid contact zone with the addition of acrolein and methyl mercaptan to the reaction system in practically equimolar amounts gives a discharged gaseous stream, which usually contains from about 90 to about 97 vol.% Non-condensable products and a total of about 0 01 to about 0.03 vol.% Acrolein. The discharged gas usually contains from about 1 to about 2% propylene, that is, an amount that is acceptable for flaring through which non-condensable products and vapors of residual organic substances from the combined acrolein / MMP unit can be passed. Alternatively, part of the discharged gaseous stream can be returned to the process in which it serves as a source of water vapor and non-condensable gas in the reactor for the oxidation of propylene.
Весь полученный ММП удаляют из сепаратора через отверстие 10 для отвода продукта, хотя основную массу ММП возвращают из сепаратора в реактор. Такой ММП-продукт практически не содержит метилмеркаптана, акролеина и примесей, присутствующих в газообразном акролеиновом сырье. Без необходимости последующей очистки ММП-продукт можно использовать в качестве промежуточного продукта при получении ГММК. All obtained MMP are removed from the separator through the
Реакцию можно проводить при температуре в пределах от примерно 30 до примерно 70oC, предпочтительно в пределах от примерно 40 до примерно 50oC, и под общим давлением в пределах от примерно 1 до примерно 3 атм, предпочтительно в пределах от примерно 1,5 до примерно 2 атм. Метилмеркаптан и акролеин вводят в реакционную среду при величине молярного отношения между меркаптаном и акролеином в пределах от примерно 0,95 до примерно 1,2, более предпочтительно в пределах от примерно 1,00 до примерно 1,02. Как указано выше, акролеиновое сырье содержит от примерно 5 до примерно 25 об.%, как правило, от примерно 7 до примерно 15 об.% акролеина. В наиболее предпочтительном варианте парообразный поток акролеинового сырья содержит от примерно 10 до примерно 15 об.% акролеина.The reaction can be carried out at a temperature in the range from about 30 to about 70 ° C., preferably in the range from about 40 to about 50 ° C., and under a total pressure in the range from about 1 to about 3 atm, preferably in the range from about 1.5 up to about 2 atm. Methyl mercaptan and acrolein are introduced into the reaction medium at a molar ratio between mercaptan and acrolein in the range of about 0.95 to about 1.2, more preferably in the range of about 1.00 to about 1.02. As indicated above, the acrolein feed contains from about 5 to about 25 vol.%, Typically from about 7 to about 15 vol.% Acrolein. In a most preferred embodiment, the vaporous stream of acrolein feed contains from about 10 to about 15 vol.% Acrolein.
При реакционной температуре ниже приблизительно 50oC благоприятное равновесное состояние акролеина между жидкой и газообразной фазами создает особенно эффективную движущую силу для массопереноса в жидкую фазу, однако при температурах, которые заметно ниже 40oC, может потребоваться охлажденный холодильником хладагент, и кинетика реакции может начать ограничивать производительность. Более того, при более низкой температуре реакции равновесное распределение уксусного альдегида между газовой и жидкой фазами также становится неблагоприятным, что приводит к повышению концентрации уксусного альдегида в продукте, выходящем из сепаратора. Особенно предпочтительная температура реакции находится в пределах от примерно 40 до примерно 45oC. В этом интервале реакционную температуру можно легко регулировать посредством теплопереноса от реакционной смеси к воде из градирни с температурой до 35oC, пропускаемой по рубашке, охватывающей зону газожидкостного контактирования. По мере расхода на реакцию растворенного акролеина из газа в ответ на нарушение равновесия, вызванное потреблением акролеина, в жидкую фазу постепенно переходит дополнительное количество акролеина. Таким образом, в большинстве вариантов выполнения настоящего изобретения охлаждение либо для регулирования реакционной температуры, либо для ускорения перехода акролеина из газа в жидкую фазу не является необходимым.At a reaction temperature below about 50 ° C, the favorable equilibrium state of acrolein between the liquid and gaseous phases creates a particularly effective driving force for mass transfer to the liquid phase, however, at temperatures that are noticeably lower than 40 ° C, refrigerant-cooled refrigerant may be required, and reaction kinetics may begin limit performance. Moreover, at a lower reaction temperature, the equilibrium distribution of acetic aldehyde between the gas and liquid phases also becomes unfavorable, which leads to an increase in the concentration of acetic aldehyde in the product leaving the separator. A particularly preferred reaction temperature is in the range of from about 40 ° C. to about 45 ° C. In this range, the reaction temperature can be easily controlled by heat transfer from the reaction mixture to cooling tower water at a temperature of up to 35 ° C. through a jacket covering the gas-liquid contacting zone. As the dissolved acrolein is consumed from the gas in response to an imbalance caused by the consumption of acrolein, an additional amount of acrolein gradually passes into the liquid phase. Thus, in most embodiments of the present invention, cooling either to control the reaction temperature or to accelerate the transition of acrolein from the gas to the liquid phase is not necessary.
Хотя массопереносу способствует также высокое давление, быстрый массоперенос в зоне турбулентного газожидкостного контактирования достигается при атмосферном или близком к нему давлении, в результате чего нет необходимости в применении реакторов высокого давления. Более того, при поддержании в реакторе давления на умеренном уровне превалирующее давление в реакторе для окисления пропилена может оказаться достаточным для ввода газообразного акролеинового продукта в ММП-реактор без необходимости механического сжатия этого газа. Although mass transfer is also promoted by high pressure, rapid mass transfer in the zone of turbulent gas-liquid contact is achieved at atmospheric pressure or close to it, as a result of which it is not necessary to use high pressure reactors. Moreover, while maintaining the pressure in the reactor at a moderate level, the prevailing pressure in the reactor for the oxidation of propylene may be sufficient to introduce a gaseous acrolein product into the MMP reactor without the need for mechanical compression of this gas.
Несмотря на возможность проводить процесс с использованием газообразного потока сырья, содержание акролеина в котором находится в пределах от примерно 5 до примерно 25 об.%, скорость массопереноса повышается, если газовое сырье содержит по меньшей мере приблизительно 10 об.% акролеина. С другой стороны, слишком высокое содержание акролеина может вызвать перегрузку зоны газожидкостного контактирования при существующей ее абсорбционной способности и может вызвать обратный эффект в отношении как рекуперации акролеина из газовой фазы, так и выхода ММП в пересчете на акролеин. Принимая во внимание результаты дополнительного изучения факторов, которые влияют на проведение процесса в типичном реакторе для получения акролеина и которые непосредственно необходимы для осуществления предлагаемого способа, концентрацию акролеина в газообразном сырье в пределах от примерно 10 до примерно 15 об.% можно считать оптимальной. Despite the possibility of carrying out the process using a gaseous feed stream, the acrolein content of which is in the range of from about 5 to about 25 vol.%, The mass transfer rate is increased if the gas feed contains at least about 10 vol.% Acrolein. On the other hand, too high an acrolein content can cause an overload of the gas-liquid contacting zone with its existing absorption capacity and can cause the opposite effect with respect to both recovery of acrolein from the gas phase and the MMP yield in terms of acrolein. Taking into account the results of an additional study of factors that affect the process in a typical reactor for producing acrolein and which are directly necessary for the implementation of the proposed method, the concentration of acrolein in the gaseous feedstock in the range from about 10 to about 15 vol.% Can be considered optimal.
Создание очень небольшого избытка меркаптана в реакционной смеси позволяет довести до максимума конверсию акролеина и в значительной мере устранить необходимость сброса в отходы непрореагировавшего акролеина. В тех случаях, когда величину молярного соотношения между реагентами поддерживают в пределах от примерно 1,00 до примерно 1,02 моля метилмеркаптана на моль акролеина, прямое взаимодействие между меркаптаном и акролеином предпочтительно вести до образования промежуточного геми(метилтио)ацеталя ММП. В результате достигают высокой скорости взаимодействия при высокой производительности и относительно низких капитальных и технологических затратах. Соотношение между реагентами можно регулировать с помощью различных средств, известных в данной области техники. В предпочтительном варианте циркулирующий ММП-поток периодически анализируют с помощью газохроматографа, установленного по ходу процесса после зоны газожидкостного контактирования, и производят все необходимые регулировочные действия, относящиеся к расходу акролеинового и метилмеркаптанового сырья с целью обеспечить поддержание соответствующего избытка метилмеркаптана и для предотвращения образования гемитиоацеталя. Для этой цели можно применять установленный на технологической линии анализатор. Исключая начальный этап, процесс проводят в стационарном режиме непрерывно рециркулирующего потока. Таким образом, после выхода на стационарный режим величину соотношения между добавляемыми метилмеркаптаном и акролеином можно поддерживать по существу на уровне 1,0. The creation of a very small excess of mercaptan in the reaction mixture allows to maximize the conversion of acrolein and significantly eliminate the need for dumping unreacted acrolein into waste. In cases where the molar ratio between the reactants is maintained in the range of from about 1.00 to about 1.02 moles of methyl mercaptan per mole of acrolein, it is preferable to conduct a direct interaction between mercaptan and acrolein until the formation of intermediate hemi (methylthio) acetal MMP. As a result, high interaction speeds are achieved with high productivity and relatively low capital and technological costs. The ratio between the reagents can be adjusted using various means known in the art. In a preferred embodiment, the circulating MMP stream is periodically analyzed using a gas chromatograph installed during the process after the gas-liquid contact zone, and all the necessary adjusting actions are carried out related to the consumption of acrolein and methyl mercaptan raw materials in order to maintain a corresponding excess of methyl mercaptan and to prevent the formation of hemi-acetal. For this purpose, an analyzer installed on the production line can be used. Excluding the initial stage, the process is carried out in a stationary mode of a continuously recirculating stream. Thus, after reaching the stationary mode, the ratio between the added methyl mercaptan and acrolein can be maintained at substantially 1.0.
Реакцию можно проводить с использованием обычных катализаторов и при обычной концентрации катализатора. К таким катализаторам относятся самые различные органические амины, такие как, например, пиридин, гексаметилентетрамин и триэтиламин. Для ингибирования полимеризации акролеина, как правило, добавляют органические кислоты. В случае, когда, например, используют пиридинийацетатный катализатор, концентрацию поддерживают в пределах от примерно 0,2 до примерно 1,0%, предпочтительно в пределах от примерно 0,35 до примерно 0,5%, путем непрерывного или периодического добавления катализатора в жидкую фазу. The reaction can be carried out using conventional catalysts and at a conventional catalyst concentration. Such catalysts include a wide variety of organic amines, such as, for example, pyridine, hexamethylenetetramine and triethylamine. Organic acids are typically added to inhibit the polymerization of acrolein. In the case where, for example, a pyridinium acetate catalyst is used, the concentration is maintained in the range of about 0.2 to about 1.0%, preferably in the range of about 0.35 to about 0.5%, by continuously or periodically adding the catalyst to the liquid phase.
Расход циркулирующего ММП по меньшей мере приблизительно равен величине, превышающей расход потока получаемого ММП, предпочтительно превышающей от примерно 20 до примерно 50 раз, вследствие чего прямоточный реактор такого типа, как представленный на фиг. 1, является реактором с осевым смешением в жидкой фазе. Для проведения такой реакции можно применять любой из разнообразных двухфазных реакторов, например прямоточный проточный трубчатый реактор, реактор с мешалкой или противоточный проточный реактор, такой как колонна с орошаемой стенкой, барботерная колонна, насадочная колонна или тарельчатая колонна. Для повышения скорости массопередачи газовую фазу предпочтительно удерживать в поршневом потоке. В поршневом потоке устанавливается градиент концентрации акролеина в газовой фазе и поддерживается на пути движения реагентов в зоне газожидкостного контактирования, вследствие чего обеспечивается поддержание объединенной средней движущей силы массопереноса, существенно превышающая таковую, которая преобладает при газофазном осевом смешении. Особенно предпочтителен газ-лифтный реактор, поскольку он способен работать с газофазным поршневым потоком и поскольку существенный объем неконденсируемых продуктов в газообразном потоке акролеинового сырья можно успешно использовать как для циркуляции жидкой ММП-фазы, так и для достижения исключительно эффективного перемешивания жидкости в реакторе. Таким образом устраняется необходимость в механическом оборудовании с движущимися деталями, таком как насосы или мешалки. В другом варианте можно успешно применять противоточную колонну, прежде всего там, где существует необходимость свести к минимальному перепад давления на пути через зону газожидкостного контактирования. The flow rate of the circulating MMP is at least approximately equal to a value in excess of the flow rate of the resulting MMP, preferably in excess of about 20 to about 50 times, as a result of which a direct-flow reactor of the type shown in FIG. 1 is an axial mixing reactor in a liquid phase. For carrying out such a reaction, any of a variety of two-phase reactors can be used, for example, a straight-through flow reactor, a stirred reactor or a counter-flow reactor, such as a column with an irrigated wall, a bubbler column, a packed column, or a plate column. To increase the mass transfer rate, it is preferable to keep the gas phase in the piston stream. In the piston flow, a concentration gradient of acrolein in the gas phase is established and is maintained along the path of the reactants in the gas-liquid contact zone, as a result of which the combined average driving mass transfer force is maintained, significantly exceeding that prevailing during gas-phase axial mixing. A gas-lift reactor is particularly preferred because it is capable of operating with a gas-phase piston stream and since a substantial amount of non-condensable products in a gaseous stream of acrolein feed can be successfully used both for circulating the liquid MMP phase and for achieving extremely efficient mixing of the liquid in the reactor. This eliminates the need for mechanical equipment with moving parts, such as pumps or mixers. In another embodiment, a countercurrent column can be successfully used, especially where there is a need to minimize the pressure drop across the gas-liquid contacting zone.
На фиг. 2 проиллюстрированы газ-лифтный реакционный аппарат циркуляционного типа по изобретению и его применение в объединенном процессе, в котором сырой газофазный акролеин охлаждают и вводят непосредственно в ММП-реактор. В этом объединенном процессе, как показано на чертеже, пропилен (или другой пригодный для этой цели углеводород) смешивают с воздухом и вводят совместно с потоком разбавителя и/или неконденсируемыми газами в реактор 101, содержащий катализатор, пригодный для окисления углеводорода до акролеина. Поток сырья для реактора готовят смешением воздуха с пропиленом и разбавителем, как указано выше, и эту смесь предварительно нагревают в рекуперативном теплообменнике 111 за счет отвода тепла от сырого газообразного акролеинового продукта. В противоточном абсорбере 113 в виде проточной насадочной колонны частично охлажденный газообразный продукт вводят в контакт с жидкой абсорбирующей средой для удаления из газового потока акриловой кислоты. Газ, выходящий из абсорбера, пропускают через другой рекуперативный теплообменник 103 для дополнительного охлаждения газообразного продукта и конденсации из него акриловой кислоты и водяного пара. В оптимальном и предпочтительном варианте акриловую кислоту и избыток водяного пара удаляют с помощью одной лишь конденсации, избегая необходимости в использовании абсорбера для акриловой кислоты и перепада давления, требуемого для пропускания газообразного потока через этот абсорбер. Далее охлажденный газообразный акролеиновый продукт вводят в газ-лифтный реактор 105. In FIG. 2 illustrates the gas-lift type reactor of the circulating type according to the invention and its use in a combined process in which the crude gas-phase acrolein is cooled and introduced directly into the MMP reactor. In this combined process, as shown in the drawing, propylene (or another suitable hydrocarbon for this purpose) is mixed with air and introduced together with a diluent stream and / or non-condensable gases into a
Реактор 105 включает трубку 117 для восходящего потока ("восходящее колено"), снабженную рубашкой 107, по которой может циркулировать охлаждающая текучая среда. Такой реактор дополнительно включает трубку 119 для нисходящего потока ("нисходящее колено"), которая посредством нижнего контура 121 сообщается потоком текучей среды с восходящим коленом. Восходящее колено 117 представляет собой зону газожидкостного контактирования. Между верхними концами обоих колен предусмотрен сообщающийся с ними потоком текучей среды сепаратор 109. Нисходящее колено 119, нижний контур 121 и сепаратор 109 совместно составляют циркуляционную зону, в которой взаимодействие между акролеином и метилмеркаптаном может продолжаться после выхода реакционной среды из зоны газожидкостного контактирования. Таким образом, реакционная зона включает как зону газожидкостного контактирования, так и циркуляционную зону. Скорость циркуляции и местоположение рубашки 107 таковы, что температура жидкой реакционной ММП-среды колеблется в интервале не более чем приблизительно ±5oC во всей реакционной зоне, предпочтительно не более чем приблизительно ±2oC в восходящем колене реактора.The
В промышленной установке целевая производительность может быть обеспечена за счет применения нескольких реакторных контуров в сочетании с единственным сепаратором. В нижней части восходящего колена 117 предусмотрен впускной патрубок 123 для газа, позволяющий вводить охлажденное газообразное акролеиновое сырье, а у нисходящего колена 119 предусмотрен впускной патрубок 125 для текучей среды, позволяющий вводить парообразный или жидкий метилмеркаптан. В другом варианте этот метилмеркаптан можно вводить в точке ввода газообразного акролеинового сырья или вблизи нее. Катализатор можно вводить непрерывно или периодически в любой приемлемой точке. В предпочтительном варианте точки ввода акролеина и метилмеркаптана находятся достаточно близко друг к другу, вследствие чего в любой части реакционной зоны между точками ввода, в которой ММП-среда может содержать избыток метилмеркаптана, продолжительность пребывания циркулирующей ММП-среды оказывается недостаточной для образования существенных количеств гемимеркапталя при таком соотношении между метилмеркаптаном и акролеином и преобладающей в этой части абсолютной концентрации метилмеркаптана. В газ-лифтном реакторе концентрация метилмеркаптана и любой избыток в сравнении с такой концентрацией акролеина ничтожно малы из-за разбавляющего действия большого рециркуляционного ММП-потока в контуре. Восходящее колено представляет собой зону газожидкостного контактирования, и его размер таков, что двухфазный поток находится в пузырьковом режиме течения, в котором газ диспергируют в форме дискретных пузырьков внутри непрерывной жидкой фазы или на границе между пузырьковым режимом течения и поршневым течением. Циркуляция жидкости инициируется разницей между напорами жидкостей, обусловленной пониженной плотностью двухфазной текучей среды, содержащейся в восходящем колене, в сравнении с плотностью жидкости в нисходящем колене. Для установления предпочтительных условий течения приведенную скорость газа в восходящем колене поддерживают в пределах от примерно 0,1 до примерно 0,5 м/с. При таком сочетании скорости газа и высоты реактора задержка газа в восходящем колене составляет от примерно 5 до примерно 20%, а приведенная скорость жидкости в восходящем колене составляет от примерно 0,3 до примерно 3,0 м/с. Для обеспечения целевой скорости циркуляции предпочтительная высота газ-лифтного контура составляет от примерно 20 до примерно 30 футов, на что требуется избыточное давление газа на входе газообразного акролеинового сырья в реактор в пределах от примерно 10 до примерно 15 фунтов/кв. дюйм, то есть от примерно 67 до примерно 100 кПа. В нижнем контуре 121 необязательно может быть предусмотрен насос, поддерживающий циркуляцию и позволяющий уменьшить требуемую высоту восходящего колена 117. In an industrial installation, targeted performance can be achieved through the use of several reactor loops in combination with a single separator. A
Наиболее удовлетворительный массоперенос из газовой в жидкую фазу достигается за счет регулирования приведенной скорости газообразной и жидкой фаз в восходящем колене таким образом, чтобы двухфазный поток двигался в пузырьковом режиме течения. В пузырьковом режиме течения дисперсия газа в виде мелких пузырьков в непрерывной жидкой фазе создает максимальную площадь поверхности для массопереноса. Соответствующий баланс между скоростями жидкости и газа поддерживает стабильные условия для пузырькового режима течения и устраняет коалесценцию пузырьков и возникновение поршневого движения газа. Интервалы скоростей, эффективных для этой цели, можно предсказать с определенной точностью, основываясь на принципах, проиллюстрированных, например, Govier и Aziz в "The Flow of Complex Mixtures in Pipes", Van Nostrand Reinhold Company, Нью-Йорк, 1972 (см., в частности, стр. 324-325, где описана зависимость картины течения от скоростей текучих сред для систем воздух/вода). Поскольку картина течения зависит от свойств текучих сред и диаметров трубки, для подтверждения оптимальных скоростей в конкретной системе могут потребоваться некоторые обычные эксперименты. Необходимо отметить, что способ по изобретению можно также осуществлять в режиме с поршневым потоком, однако массоперенос максимизируется при проведении процесса в условиях турбулентного режима пузырькового течения. The most satisfactory mass transfer from the gas to the liquid phase is achieved by controlling the reduced velocity of the gaseous and liquid phases in the ascending knee so that the two-phase flow moves in the bubble flow mode. In the bubble flow regime, gas dispersion in the form of small bubbles in the continuous liquid phase creates the maximum surface area for mass transfer. An appropriate balance between the liquid and gas velocities maintains stable conditions for the bubble flow regime and eliminates the coalescence of bubbles and the occurrence of piston gas motion. The intervals of speeds effective for this purpose can be predicted with a certain accuracy, based on the principles illustrated, for example, by Govier and Aziz in "The Flow of Complex Mixtures in Pipes", Van Nostrand Reinhold Company, New York, 1972 (see, in particular, p. 324-325, which describes the dependence of the flow pattern on fluid velocities for air / water systems). Since the flow pattern depends on the properties of the fluids and the diameters of the tube, some routine experiments may be required to confirm optimal velocities in a particular system. It should be noted that the method according to the invention can also be carried out in a mode with a piston flow, however, mass transfer is maximized during the process in a turbulent mode of bubble flow.
Для пуска реактора по фиг. 2 циркуляционный контур по существу заполняют ММП, непосредственно после чего можно начинать вводить газообразное акролеиновое сырье и метилмеркаптан. Даже при комнатной температуре реакция протекает с достаточно высокой скоростью, вследствие чего тепло экзотермической реакции быстро доводит температуру реакционной смеси до предпочтительного уровня порядка 40oC или выше, при котором процесс протекает в стационарном режиме.To start the reactor of FIG. 2, the circulation loop is essentially filled with MMP, immediately after which gaseous acrolein feed and methyl mercaptan can be introduced. Even at room temperature, the reaction proceeds at a sufficiently high speed, as a result of which the heat of the exothermic reaction quickly brings the temperature of the reaction mixture to a preferred level of about 40 ° C. or higher, at which the process proceeds in a stationary mode.
С использованием газ-лифтного реактора способ по изобретению можно осуществлять, обеспечивая рекуперацию акролеина по меньшей мере приблизительно на 98%, конверсию не менее приблизительно 97% и выход в пересчете на акролеин по крайней мере примерно 95%. Рекуперацию определяют как долю входящего в процесс в газообразном сырье акролеина, который переходит в жидкую фазу; конверсию определяют как долю входящего в процесс акролеина, который расходуется на реакцию; а выход определяют как долю акролеина в газообразном сырье, который подвергается конверсии в суммарный ММП-продукт. Using a gas lift reactor, the method of the invention can be carried out providing recovery of acrolein of at least about 98%, conversion of at least about 97%, and yield in terms of acrolein of at least about 95%. Recovery is defined as the fraction of acrolein entering the process in the gaseous feed, which goes into the liquid phase; conversion is defined as the proportion of acrolein entering the process that is spent on the reaction; and the yield is defined as the fraction of acrolein in the gaseous feedstock, which is converted to the total MMP product.
Когда способ по изобретению осуществляют в сочетании с установкой, в которой акролеин получают каталитическим окислением пропилена, из-за присутствия в газообразном акролеиновом сырье примесей, таких как пропилен, пропан, уксусный альдегид, пропионовый альдегид, кислород, монооксид углерода, диоксид углерода, не происходит никакого увеличения образования побочных продуктов или деструкции ММП-продукта. Таким образом, чтобы избежать необходимости в конденсации акролеина, очистки акролеина или хранения акролеина в жидкой форме, предлагаемый способ можно экономически выгодно осуществлять в сочетании с установкой для получения акролеина. When the method according to the invention is carried out in combination with an installation in which acrolein is produced by catalytic oxidation of propylene, impurities such as propylene, propane, acetic aldehyde, propionic aldehyde, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide are not present in the gaseous acrolein feedstock no increase in the formation of by-products or the destruction of the MMP product. Thus, in order to avoid the need for condensation of acrolein, purification of acrolein or storage of acrolein in liquid form, the proposed method can be economically feasible in combination with an installation for producing acrolein.
Такой способ наиболее пригоден для использования в сочетании с процессом получения акролеина, при котором сырой газообразный акролеиновый продукт представляет собой смесь паров акролеина с инертными газами, содержащую в низкой концентрации водяной пар и органические примеси. This method is most suitable for use in combination with the acrolein production process, in which the crude gaseous acrolein product is a mixture of acrolein vapors with inert gases containing water vapor and organic impurities in a low concentration.
В случае использования газ-лифтного реактора циркуляционного типа обратное давление, обусловленное падением давления в восходящем колене, может проявлять тенденцию к повышению давления в акролеиновом реакторе до уровня, превышающего оптимальный. Это обратное давление по меньшей мере частично компенсируется исключением из процесса акролеинового абсорбера, используемого при получении очищенного жидкого акролеина. Во время обычного процесса получения акролеина падение в абсорбере передается совместно с противодавлением реактору для окисления пропилена или другого углеводорода. Более того, любое нежелательное влияние падения давления в газ-лифтном реакторе можно устранить с помощью любых технических мер. Так, например, за счет размещения компрессора на линии сброса газа из сепаратора можно обеспечить воздействие на сепаратор 109 умеренного отрицательного давления. Как указано выше, необходимую высоту зоны газожидкостного контактирования можно уменьшить за счет механической циркуляции реакционной ММП-среды. In the case of using a gas-lift reactor of the circulation type, the back pressure caused by the pressure drop in the ascending knee may tend to increase the pressure in the acrolein reactor to a level that exceeds the optimum. This back pressure is at least partially compensated by the exclusion from the process of an acrolein absorber used in the preparation of purified liquid acrolein. During a typical acrolein production process, the drop in the absorber is transmitted in conjunction with backpressure to the reactor to oxidize propylene or another hydrocarbon. Moreover, any undesirable effect of a pressure drop in a gas-lift reactor can be eliminated by any technical measures. So, for example, by placing the compressor on the gas discharge line from the separator, it is possible to provide moderate negative pressure to the
На фиг. 3 представлен другой вариант газ-лифтной реакционной системы, которая адаптирована для проведения процесса при особенно низком падении давления. Вместо ввода газообразного акролеина возле нижней части восходящего колена, как показано на фиг. 2, газообразный поток акролеинового сырья вводят через впускное приспособление 221 нисходящего колена 219. Циркуляцию в газ-лифтном реакторном контуре при пуске инициируют вводом "запускающего" газа через впускное приспособление 224 восходящего колена 217. Запускающее впускное приспособление расположено по меньшей мере несколько ниже впускного приспособления 221, но оба приспособления могут находиться на любой необходимой высоте газового контура, вследствие чего напор жидкости в контуре не создает излишнего противодавления в точке ввода газа. Для запуска может быть использовано либо газообразное акролеиновое сырье, либо инертный газ. После создания циркуляции реакционной ММП-среды можно начинать ввод газообразного акролеинового сырья через впускное приспособление 221, а после того, как двухфазный поток распространится от впускного приспособления 221 до впускного приспособления 224 или выше, ввод запускающего газа прекращают. Метилмеркаптан можно вводить в любой приемлемой точке, например в точке ввода акролеинового сырья или вблизи нее или с помощью линии подачи запускающего газа. Катализатор можно вводить в любом месте контура. Зона газожидкостного контактирования включает участок нисходящего колена 219 ниже впускного приспособления 221 плюс все восходящее колено 217. Остальная часть циркуляционного контура представляет собой циркуляционную зону, а зона газожидкостного контактирования и циркуляционная зона совместно образуют реакционную зону. Поскольку компонент двухфазной зоны в колене 217 длиннее такого компонента в колене 219, нисходящий поток двухфазной смеси реагентов удерживается в колене 219. Далее реактор продолжает работать с разницей напоров жидкости, определяемой столбом жидкости над впускным приспособлением 221. Когда такой столб жидкости оказывается умеренным, падение давления сводится к минимальному. Если обусловленные падением давления ограничения допустимой разницы напоров жидкости являются причиной снижения приведенной скорости жидкости ниже оптимальной для эффективного массопереноса, это может быть компенсировано увеличением вертикального размера ниже точки ввода газа с целью увеличить продолжительность пребывания для массопереноса. In FIG. 3 shows another embodiment of a gas lift reaction system that is adapted to carry out the process at a particularly low pressure drop. Instead of introducing gaseous acrolein near the lower part of the ascending knee, as shown in FIG. 2, a gaseous stream of acrolein feed is introduced through the
В другом варианте может быть использован газ-лифтный реактор типа реактора с тяговой трубой, в котором газообразное акролеиновое сырье вводят в тяговую трубу. Такая система проиллюстрирована на фиг. 4. Реактор 305 включает тяговую трубу 319, радиально центрированную в цилиндрическом реакционном сосуде 309 и представляющую собой нисходящее колено газ-лифтной реакторной системы. Кольцевая зона между тяговой трубой 319 и внутренней стенкой реакционного сосуда представляет собой восходящее колено 317, а совместно тяговая труба и кольцевая зона представляют собой контур для циркуляции ММП. Газообразный поток акролеинового сырья вводят через впускное приспособление 321 погружной трубки в тяговой трубе 319. Как очевидно для любого специалиста в данной области техники и описано выше со ссылкой на фиг. 3, метилмеркаптан и катализатор можно вводить в любой приемлемой точке контура. Циркуляцию в газ-лифтном реакторном контуре инициируют на начальном этапе вводом запускающего газа через впускное приспособление 324 в кольцевом восходящем колене 317. Хотя это приспособление показано как погружная трубка с единственным выпускным отверстием, предпочтительное впускное приспособление 324 представляет собой барботер кольцевого типа, окружающий тяговую трубу, с выходными отверстиями, размещенными с определенным шагом по всей его периферии. Как и в случае реактора по фиг. 3, уровень размещения пускового впускного приспособления по меньшей мере несколько ниже уровня впускного приспособления 321, и оба могут быть предусмотрены на любых уровнях, которые необходимы для сведения к минимуму противодавления. Циркуляцию начинают аналогично тому, как это описано для фиг. 3, после чего через впускное приспособление 321 можно начинать ввод газообразного акролеинового сырья, а ввод запускающего газа прекращают, как только двухфазный поток распространится от впускного приспособления 321 до впускного приспособления 324. Более длинная двухфазная зона в кольцевом колене 317 поддерживает нисходящий поток двухфазной смеси реагентов в тяговой трубе. Далее реактор продолжает работать с разницей между столбами жидкости, которую определяет столб жидкости над впускным приспособлением 321. Без заметного влияния на падение давления газа вертикальный размер тяговой трубы ниже выпускного отверстия погружной трубки может быть настолько большим, насколько это необходимо для обеспечения адекватной для массопереноса продолжительности пребывания. Теплоту реакции можно отводить от реактора по фиг. 3 посредством рубашки, охватывающей реактор 305, змеевика или другого устройства с поверхностью для теплопереноса, размещенного внутри реактора. Исключая приведенную скорость жидкости и продолжительность пребывания в тех случаях, где разницу столбов жидкости сводят к минимальной с целью избежать воздействия чрезмерного противодавления на акролеиновый реактор, предпочтительные рабочие условия для реактора по фиг. 3 практически такие же, что и для реактора по фиг. 2. Alternatively, a gas lift reactor such as a draft tube reactor may be used in which gaseous acrolein feed is introduced into the draft pipe. Such a system is illustrated in FIG. 4. The
Еще один предпочтительный вариант выполнения изобретения изображен на фиг. 5. В этом варианте реакцию проводят в тарельчатой колонне 405, по которой циркулирует жидкая реакционная ММП-среда. Жидкий ММП вводят через впускное приспособление 406 для жидкости в верхней части колонны, а газообразное акролеиновое сырье вводят через впускное приспособление 421 для газа в днище. Метилмеркаптан также вводят через днище колонны или вблизи него, предпочтительно через то же самое впускное приспособление 421. Внутри колонны предусмотрена зона газожидкостного контактирования, через которую газообразную и жидкую фазы пропускают в противотоке относительно друг друга, причем массоперенос из газообразной в жидкую фазу происходит прежде всего на тарелках колонны. Реакция протекает в жидкой фаз на тарелках, в сливных патрубках между тарелками и в циркуляционной зоне, включающей отстойную зону в днище колонны и рециркуляционный путь к впускному приспособлению 406 для жидкости. По мере протекания газа в колонне снизу вверх акролеин постепенно переходит в жидкую фазу, вследствие чего газ, выходящий из верхней части колонны, практически не содержит акролеина, и его сбрасывают в атмосферу через печь для сжигания, факел или аналогичные установки для контроля выбросов. Another preferred embodiment of the invention is shown in FIG. 5. In this embodiment, the reaction is carried out in a
В отличие от по существу изотермических газ-лифтных реакторов по фиг. 2-4 тарельчатый колонный реактор сам по себе работает по существу адиабатически. Образующаяся жидкая реакционная смесь выходит из нижней части колонны, и ее разделяют на фракцию продукта, которую удаляют из процесса, и рециркуляционную фракцию, которую охлаждают и возвращают в колонну. Движущую силу рециркуляции создает насос 430. Тепло реакции отводят посредством его передачи воде из градирни в рекуперативном теплообменнике 407. С целью обеспечить полноту абсорбции акролеина жидкой фазой рециркуляционный ММП, выходящий из теплообменника 407, предпочтительно пропускают через второй рекуперативный теплообменник 408, где рециркуляционный поток охлаждают приблизительно до 10oC или ниже, предпочтительно до температуры от примерно 0 до примерно 10oC, передачей тепла охлажденному рассолу. Порцию ММП-фракции, выходящей из холодильника 407, необязательно можно возвращать через отверстие 422 на тарелку в нижней части колонны, например на шестую или восьмую фактическую тарелку 20-тарельчатой колонны. Хотя частичный возврат в нижнюю часть колонны изменяет ее температурный профиль, реакция протекает по всей колонне как по этому варианту, так и по варианту, в котором всю рециркуляционную реакционную ММП-среду возвращают в верхнюю часть колонны.In contrast to the substantially isothermal gas lift reactors of FIG. The 2-4 plate column reactor itself operates essentially adiabatically. The resulting liquid reaction mixture leaves the bottom of the column and is separated into a product fraction which is removed from the process and a recycle fraction which is cooled and returned to the column. The
Благодаря работе в практически адиабатических условиях внутри колонны поддерживается температурный градиент. Жидкий поток внутри колонны с температурой от примерно 0 до примерно 10oC в верхней части колонны предпочтительно нагревается до температуры от примерно 50 до примерно 60oC в нижней части колонны. Так как газ, выходящий из колонны, контактирует с ММП при низкой температуре, преобладает благоприятное равновесие и может быть достигнута степень рекуперации акролеина >99%. Для ускорения реакции в зоне газожидкостного контактирования температуру жидкой среды на входе жидкости из колонны предпочтительно повышают по меньшей мере приблизительно до 40oC. Этот рост температуры жидкой среды при ее прохождении через зону газожидкостного контактирования предпочтительно находится в пределах от примерно 20 до примерно 80oC. Поскольку падение давления газа происходит по существу только при прохождении газа через жидкость, которая задерживается на тарелках, тарельчатый колонный реактор может быть сконструирован таким образом, чтобы на акролеиновый реактор оказывало воздействие очень умеренное противодавление.Thanks to operation under practically adiabatic conditions, a temperature gradient is maintained inside the column. The liquid stream within the column at a temperature of from about 0 to about 10 ° C. at the top of the column is preferably heated to a temperature of from about 50 to about 60 ° C. at the bottom of the column. Since the gas leaving the column is in contact with the IMF at a low temperature, a favorable equilibrium prevails and an acrolein recovery rate> 99% can be achieved. To accelerate the reaction in the gas-liquid contacting zone, the temperature of the liquid medium at the inlet of the liquid from the column is preferably raised to at least about 40 ° C. This increase in the temperature of the liquid medium as it passes through the gas-liquid contacting zone is preferably in the range of from about 20 to about 80 ° C Since the pressure drop of the gas occurs essentially only when the gas passes through the liquid, which is trapped on the plates, the plate column reactor can be designed as so that the acrolein reactor is affected by a very moderate backpressure.
В системе на фиг. 5 вместо тарелок средством ускорения массопереноса между газообразной и жидкой фазами может служить насадка. Однако тарельчатая колонна предпочтительна благодаря условиям противотока в зоне газожидкостного контактирования, которые приближаются к условиям поршневого потока. Насадочная колонна может быть в большей степени подвержена каналообразованию и вихреобразованию, которые ликвидируют положительный эффект поршневого потока в отношении движущей силы абсорбции и реакции, а в дальнейшем могут стать помехой для выполнения задачи, состоящей в обеспечении задержки жидкости, достаточной для протекания реакции до ее практического завершения в жидкой фазе в зоне газожидкостного контактирования. Неполнота реакции в жидкой фазе также ослабляет движущую силу массопереноса, уменьшая тем самым общую скорость реакции в зоне газожидкостного контактирования и увеличивая продолжительность пребывания в реакционной зоне (включающей зону газожидкостного контактирования и циркуляционную зону), которая необходима для достижения требуемой конверсии акролеина. In the system of FIG. 5 instead of plates, a nozzle can serve as a means of accelerating mass transfer between the gaseous and liquid phases. However, a tray column is preferred due to counterflow conditions in the gas-liquid contacting zone, which approach the conditions of the piston flow. The packed column may be more susceptible to channel formation and vortex formation, which eliminate the positive effect of the piston flow with respect to the driving force of absorption and reaction, and in the future can become a hindrance to the task of ensuring sufficient fluid retention for the reaction to proceed until it is practically completed in the liquid phase in the gas-liquid contacting zone. The incompleteness of the reaction in the liquid phase also weakens the driving force of mass transfer, thereby reducing the overall reaction rate in the gas-liquid contact zone and increasing the length of stay in the reaction zone (including the gas-liquid contact zone and the circulation zone), which is necessary to achieve the desired conversion of acrolein.
В предпочтительном варианте задержка жидкости является достаточной для того, чтобы обеспечить конверсию в зоне газожидкостного контактирования по меньшей мере приблизительно 95%, предпочтительно по крайней мере 99%, наиболее предпочтительно не менее примерно 99,5%. Для этой цели в предпочтительном варианте задержка должна быть достаточной для того, чтобы обеспечить эффективную продолжительность пребывания в зоне газожидкостного контактирования от примерно 2 до примерно 5 ч, более предпочтительно от примерно 3 до примерно 4 ч, если основываться на суммарном получении ММП. В тарельчатой колонне известной конструкции конверсия по меньшей мере 99,5% может быть достигнута с задержкой жидкости, обеспечивающей эффективную продолжительность пребывания не более приблизительно 4 ч. Это соответствует концентрациям акролеина и метилмеркаптана не более приблизительно 0,5 вес.% во фракции ММП-продукта. Из-за ограничения скорости реакции массопереносом нет необходимости в том, чтобы предусмотреть значительный дополнительный реакционный объем в циркуляционной зоне, например в отстойной зоне колонны или в резервуаре для ММП-циркуляции. Таким образом, предпочтительная величина соотношения между объемом жидкости, задерживаемой в зоне газожидкостного контактирования, и рабочим объемом циркуляционной зоны составляет по меньшей мере приблизительно 2, предпочтительно по крайней мере примерно 5, наиболее предпочтительно не менее приблизительно 15 или даже больше. С практической точки зрения продолжительность пребывания в циркуляционной зоне мала настолько, что не имеет значения в сравнении с зоной газожидкостного контактирования колонны. Для эффективных массопереноса и удаления тепла реакции скорость циркуляции по колонне и теплообменнику(ам) обычно по меньшей мере в несколько раз превышает фактическую скорость получения ММП. Таким образом, очевидно, что продолжительность пребывания за проход, если основываться на соотношении между объемом задерживаемой жидкости и скоростью циркуляции, должна быть всего лишь в интервале от примерно 0,5 до примерно 1 ч, даже несмотря на то, что эффективная продолжительность пребывания в колонне, если основываться на соотношения между объемом задерживаемой жидкости и фактической скоростью получения, предпочтительно находится в указанных выше интервалах. In a preferred embodiment, the fluid retention is sufficient to ensure a conversion in the gas-liquid contacting zone of at least about 95%, preferably at least 99%, most preferably at least about 99.5%. For this purpose, in a preferred embodiment, the delay should be sufficient to provide an effective residence time in the gas-liquid contacting zone from about 2 to about 5 hours, more preferably from about 3 to about 4 hours, based on the total receipt of the IMF. In a tray column of known design, at least 99.5% conversion can be achieved with a fluid retention that provides an effective residence time of not more than about 4 hours. This corresponds to acrolein and methyl mercaptan concentrations of not more than about 0.5 wt.% In the fraction of the MMP product . Due to the limitation of the reaction rate by mass transfer, it is not necessary to provide a significant additional reaction volume in the circulation zone, for example, in the settling zone of the column or in the reservoir for MMP circulation. Thus, the preferred ratio between the volume of liquid trapped in the gas-liquid contacting zone and the working volume of the circulation zone is at least about 2, preferably at least about 5, most preferably at least about 15 or even more. From a practical point of view, the length of stay in the circulation zone is so short that it does not matter in comparison with the gas-liquid contacting zone of the column. For effective mass transfer and heat removal of the reaction, the circulation rate through the column and heat exchanger (s) is usually at least several times higher than the actual rate of MMP production. Thus, it is obvious that the length of stay per passage, based on the relationship between the volume of fluid retained and the rate of circulation, should only be in the range of about 0.5 to about 1 hour, even though the effective length of stay in the column if based on the relationship between the volume of the retained liquid and the actual production rate, it is preferably in the above ranges.
Дополнительным преимуществом проведения процесса в противоточной тарельчатой колонне является достижение высокой скорости массопереноса при низком падении давления. Было установлено, что удовлетворительные скорости массопереноса могут быть достигнуты при падении давления не более чем от примерно 2 до примерно 5 фунтов/кв.дюйм. An additional advantage of carrying out the process in a countercurrent dish column is the achievement of a high mass transfer rate with a low pressure drop. It has been found that satisfactory mass transfer rates can be achieved with a pressure drop of not more than about 2 to about 5 psi.
В еще одном варианте система по фиг. 5 может работать как колонна с течением в пузырьковом режиме. Однако падение давления в колонне с пузырьковым режимом значительно превышает падение давления как в тарельчатой, так и насадочной колонне. В тех случаях, где допустимо относительно высокое падение давления, газ-лифтный реактор предпочтителен благодаря турбулентности, которая создается в восходящем колене реактора. In yet another embodiment, the system of FIG. 5 can operate as a column with a bubble flow. However, the pressure drop in the bubble column significantly exceeds the pressure drop in both the poppet and packed columns. In those cases where a relatively high pressure drop is permissible, a gas-lift reactor is preferable due to the turbulence that is created in the upward bend of the reactor.
Особенно предпочтительные варианты объединенного процесса по изобретению проиллюстрированы на фиг. 7 и 8. В каждом из этих предпочтительных вариантов сырой газообразный акролеиновый продукт обрабатывают для удаления существенного количества акриловой кислоты из газа, одновременно обеспечивая рекуперацию практически всего количества акролеина. На фиг. 7 проиллюстрирован процесс обработки, проводимый в сочетании с реакционной ММП-системой газ-лифтного типа, тогда как на фиг. 8 проиллюстрирован процесс обработки в сочетании с противоточным тарельчатым колонным ММП-реактором низкого давления. Particularly preferred embodiments of the combined process of the invention are illustrated in FIG. 7 and 8. In each of these preferred embodiments, the crude gaseous acrolein product is treated to remove a substantial amount of acrylic acid from the gas, while at the same time recovering substantially all of the acrolein. In FIG. 7 illustrates a processing process carried out in combination with a gas-lift-type MMP reaction system, while in FIG. 8 illustrates a processing process in combination with a countercurrent plate-shaped column low-pressure MMP reactor.
При проведении процесса по схеме фиг. 7 смесь пропилена или другого пригодного для этой цели углеводорода, водяного пара, кислорода и неконденсируемых продуктов пропускают над соответствующим катализатором в акролеиновом реакторе 601 с получением сырого реакционного газообразного акролеина, состав которого описан выше. Эту исходную смесь предварительно нагревают за счет передачи ей тепла от сырого реакционного газа в подогревателе сырья, представляющем собой рекуперативный теплообменник 611. Сырой продукт обрабатывают путем дальнейшего его охлаждения в рекуперативном теплообменнике 603, вызывая конденсацию из сырого газообразного продукта акриловой кислоты и воды. Газовую фазу, выходящую из холодильника, можно было бы вводить непосредственно в ММП-реактор 605 непрерывного действия. Однако конденсат, образующийся в конденсаторе 603, как правило, содержит акролеин в количестве, достаточном для обеспечения его рекуперации. Таким образом, в процессе по фиг. 7 конденсат, отходящий из конденсатора, перегоняют для выделения из него остаточного акролеина с получением паровой фазы, которую можно объединять с газовой фазой, выходящей из конденсатора, получая сырье для реактора, и содержащей акриловую кислоту жидкой фазы, которую удаляют из процесса. В частности, как показано на чертеже, двухфазный газожидкостный поток выходит из конденсатора 603 и подается в установку 627 мгновенного испарения, где он дополнительно охлаждается, например, за счет передачи тепла охлаждающей текучей среде в змеевике, находящемся внутри этой установки мгновенного испарения. Далее установка мгновенного испарения служит как парожидкостный сепаратор, причем конденсат спускают из его нижней части, а газовую фазу удаляют из верхней части. Конденсат направляют в колонну 629 для фракционной перегонки, снабженную кипятильником, который представляет собой рекуперативный теплообменник 631, и конденсатором, представляющим собой рекуперативный теплообменник 633. Эта колонна, как правило, рассчитана по меньшей мере на 2, предпочтительно на 4-6 теоретических тарелок. Пар, отводимый с верхней тарелки колонны, частично конденсируют в теплообменнике 633. Конденсат возвращают на орошение колонны, а паровую фазу смешивают с охлажденной акролеиновой газовой фазой, выходящей из установки 627 мгновенного испарения. В предпочтительном варианте фракция пара, сконденсированного в теплообменнике 633, такова, что колонна работает при молярном коэффициенте орошения по меньшей мере приблизительно 0,5, предпочтительно в пределах от примерно 1 до примерно 2. Кубовый остаток из колонны 629 содержит от примерно 3 до примерно 5% акриловой кислоты в воде, а содержание в нем акролеина составляет менее 1 вес.%, предпочтительно не более приблизительно 0,1 вес.%. Головные погоны из колонны включают преимущественно акролеин, как правило, в количестве свыше 75 мол.%, обычно свыше приблизительно 90 мол.%. When carrying out the process according to the scheme of FIG. 7, a mixture of propylene or other suitable hydrocarbon, water vapor, oxygen and non-condensable products is passed over an appropriate catalyst in an
Как показано на чертеже, головные погоны из колонны 629 смешивают с газовой фазой, выходящей из установки 627 мгновенного испарения, получая газообразное акролеиновое сырье для реактора 605. Состав акролеинового газообразного сырья в целом описан выше, однако содержание акриловой кислоты соответственно составляет ниже 200 частей на миллион, обычно ниже приблизительно 100 частей на миллион. Реактор 605 работает по тому же принципу, что и реактор 105 на фиг. 2, а рубашка 607, восходящее колено 617, нисходящее колено 619, нижний контур 621, точка 623 ввода акролеина и средство 625 подачи метилмеркаптана выполняют ту же функцию и имеют по существу то же конструктивное исполнение, что и все соответствующие компоненты реактора на фиг. 2. As shown in the drawing, the overhead from
В процессе по схеме на фиг. 8 используют акролеиновый реактор 701, теплообменник 711 для реакционного газа/исходного газа, холодильник и установку 703 частичной конденсации для удаления из сырого реакционного газа воды и акриловой кислоты, установку 727 мгновенного испарения и колонну 729 фракционной отгонки акриловой кислоты, которые выполняют те же функции, что и соответственно реактор 601, теплообменник 611, установка 603 частичной конденсации, установка 627 мгновенного испарения и колонна 629 для акриловой кислоты на фиг. 7. Работа системы для получения акролеина и обработки сырого акролеинового реакционного газа по схеме на фиг. 8 также аналогична представленной на фиг. 7, за исключением того, что предпочтительное рабочее давление в установке 727 мгновенного испарения и колонне 729 для фракционной перегонки на фиг. 8 значительно ниже, чем предпочтительное рабочее давление в установке 627 мгновенного испарения и колонне 629 на фиг. 7. Так, например, предпочтительное рабочее избыточное давление в контуре удаления акриловой кислоты по фиг. 7 находится в пределах от примерно 20 до примерно 30 фунтов/кв. дюйм, в то время как предпочтительное рабочее избыточное давление в соответствующем контуре по фиг. 8 составляет только от примерно 15 до примерно 20 фунтов/кв.дюйм. Уменьшенное падение давления на пути по тарельчатой колонне 705 в сравнении с падением давления в газ-лифтном реакторе 607 позволяет контуру удаления акриловой кислоты по фиг. 8 работать под пониженным рабочим давлением. Проведение процесса под пониженным рабочим давлением дает возможность удалять акриловую кислоту еще более эффективно, вследствие чего обработанное газообразное акролеиновое сырье, входящее в реактор 705, как правило, содержит <100 частей на миллион, обычно <60 частей на миллион акриловой кислоты. Головные погоны из колонны 729 содержат по меньшей мере приблизительно 75 мол.%, обычно по крайней мере примерно 90 мол.% акролеина. Тарельчатый колонный реактор 705 работает по тому же принципу, что и реактор по фиг. 5, а впускное приспособление 723 для метилмеркаптана и акролеина, циркуляционный насос 730, теплообменники 707 и 708, и средства 706 и 722 возврата жидкой ММП-среды выполняют те же самые функции и имеют по существу такое же конструктивное исполнение, что и соответствующие компоненты реакционной системы по фиг. 5. In the process of the circuit of FIG. 8 use an
На фиг. 6 проиллюстрирован дополнительный вариант выполнения изобретения, в котором использована реакционная система 501 непрерывного действия с частичным или полным осевым смешением, выполненная или работающая таким образом, чтобы обеспечить меньшую продолжительность пребывания, чем необходимая для конечной целевой конверсии, а реакционную среду, отводимую из реактора 501, для завершения реакции пропускают по реактору 511 с поршневым потоком. Как показано на фиг. 6, реактор 501 представляет собой тарельчатый колонный реактор. Однако реактор для заключительной обработки с поршневым потоком в равной мере применим как для реакционной системы по фиг. 5 или 8 с противоточной циркуляцией газового и жидкого потоков, так и для газ-лифтного реактора по фиг. 2 или 7. В процессе по фиг. 6 газообразный поток акролеинового сырья, включающий пары акролеина и неконденсируемый газ, и метилмеркаптан по впускному приспособлению 521 для газа вводят в нижнюю часть тарельчатого колонного реактора 505 реакционной системы 501, а жидкая реакционная среда, содержащая ММП и катализатор взаимодействия между метилмеркаптаном и акролеином, которую направляют на циркуляцию по этой системе, поступает в верхнюю часть колонны через впускное приспособление 506 для жидкости. Колонна включает зону газожидкостного контактирования, через которую противотоком циркулируют газовую и жидкую фазы. Газообразный поток акролеинового сырья подвергают контактированию с жидкой реакционной средой, содержащей ММП, в зоне газожидкостного контактирования, вследствие чего акролеин переходит из потока сырья в жидкую реакционную среду. Акролеин и метилмеркаптан реагируют в содержащей ММП жидкой реакционной среде в первой реакционной зоне с образованием промежуточного жидкого реакционного продукта. Этот промежуточный жидкий реакционный продукт перед разделением на фракцию промежуточного продукта и циркулирующую фракцию выводят из зоны газожидкостного контактирования и вводят в нижнюю часть тарельчатого колонного реактора. Всю циркулирующую фракцию возвращают в зону газожидкостного контактирования и вводят в верхнюю часть колонны через впускное приспособление 506 для жидкости, или по другому варианту порция циркулирующей фракции может быть введена через отверстие 522 в нижнюю часть колонны. Первая реакционная зона включает зону газожидкостного контактирования и циркуляционную зону, в которую из зоны газожидкостного контактирования поступает жидкая реакционная среда и через которую циркулирующую фракцию возвращают обратно в зону газожидкостного контактирования. Реакционное тепло отводят от циркулирующей фракции за счет теплопередачи охлаждающей воде из градирни в рекуперативных теплообменниках 507 и 508. Неконденсируемый газ отделяют от промежуточного жидкого реакционного продукта. Фракцию промежуточного продукта, содержащую остаточные акролеин и метилмеркаптан, удаляют из рециркуляционного потока системы 501 через отверстие 509, а затем пропускают через реактор 511 с поршневым потоком для превращения остаточного акролеина и метилмеркаптана в ММП. Использование реактора с поршневым потоком при температуре в интервале от примерно 30 до примерно 70oC и продолжительности пребывания в интервале от примерно 0,1 до примерно 0,5 ч позволяет значительно сократить продолжительность пребывания в циркуляционной реакционной системе с противоточными потоками газа и жидкости в сравнении с той, которая характерна для реакционной системы по фиг. 5. Так, например, в тех случаях, где продолжительность пребывания в реакционной системе с осевым смешением на основе суммарного отвода продукта составляет всего 0,2-1 ч (например, при задержке жидкости в тарельчатом колонном реакторе 0,2-0,75 ч), а жидкая фракция реакционного продукта, выходящая из этой системы через отверстие 509, содержит в результате от примерно 0,5 до примерно 1% как акролеина, так и метилмеркаптана (каждого), а на выходе из реактора 511 с поршневым потоком может быть получен конечный реакционный продукт, содержащий не более приблизительно по 0,3% акролеина и метилмеркаптана при общей продолжительности пребывания в этом реакторе с поршневым потоком не свыше приблизительно 0,5 ч. Реактор 511 с поршневым потоком работает по существу в адиабатических условиях. Однако для поддержания температуры в целевом интервале соответственно путем подачи тепла либо охлаждения предусмотрена рубашка 513.In FIG. 6, an additional embodiment of the invention is illustrated in which a
Реакционный ММП-продукт, полученный по способам, проиллюстрированным на фиг. 1-8, может быть использован непосредственно для получения 2-гидрокси-4-(метилтио)бутиронитрила без предварительной перегонки для удаления либо высококипящих, либо низкокипящих примесей. Это не только экономит капитальные и эксплуатационные затраты на проведение перегонки, но также исключает потери продукта, которые неизбежны в результате образования дополнительных количеств высококипящих продуктов в колонне для ММП-перегонки. 2-гидрокси-4-(метилтио)бутиронитрил (ГМБН) может быть получен реакцией ММП-продукта с цианистым водородом. ГМБН, в свою очередь, можно превращать в 2-гидрокси-4-метилтиомасляную кислоту (ГММК) гидролизом серной или другой минеральной кислотой. Без перегонки или другой очистки либо ММП, либо ГМБН, причем последний можно превращать в ГММК, которая приемлема для использования в качестве добавки к кормовым смесям для животных и которая служит источником метионина. ММП, полученный способом по изобретению, можно превращать в ГМБН по описанной выше методике, а этот ГМБН можно успешно превращать в ГММК либо по способу, описанному Ruest и др. в патенте США 4524077, либо по способу, описанному Hernandez в патенте США 4912257. В способе по патенту Ruest ГМБН гидролизуют в серной кислоте, полученную ГММК экстрагируют из гидролизата с использованием растворителя, практически не смешивающегося с водой, и экстракт перегоняют с острым водяным паром для получения водного раствора ГММК концентрацией 85-90 вес.%. В способе по патенту Hernandez такой гидролизат нейтрализуют аммиаком, вызывая его разделение на две фазы, причем органическую фазу упаривают с получением водного раствора ГММК концентрацией 85-90 вес.%. The reaction MMP product obtained by the methods illustrated in FIG. 1-8, can be used directly to obtain 2-hydroxy-4- (methylthio) butyronitrile without prior distillation to remove either high-boiling or low-boiling impurities. This not only saves the capital and operating costs of distillation, but also eliminates product losses that are inevitable as a result of the formation of additional quantities of high boiling products in the MMP distillation column. 2-hydroxy-4- (methylthio) butyronitrile (HMBN) can be prepared by reacting the MMP product with hydrogen cyanide. HMBN, in turn, can be converted into 2-hydroxy-4-methylthiobutyric acid (HMMC) by hydrolysis of sulfuric or other mineral acid. Without distillation or other purification of either MMP or GMBN, the latter can be converted to GMMC, which is acceptable for use as an additive to animal feed mixtures and which serves as a source of methionine. The MMP obtained by the method according to the invention can be converted into GMBN according to the method described above, and this GMBN can be successfully converted to GMMK either by the method described by Ruest and others in US Pat. No. 4,524,077, or by the method described by Hernandez in US Pat. No. 4,912,257. B The method according to the Ruest patent GMBN is hydrolyzed in sulfuric acid, the obtained GMMC is extracted from the hydrolyzate using a solvent practically immiscible with water, and the extract is distilled with water vapor to obtain an aqueous solution of GMMC with a concentration of 85-90 wt.%. In the method of the Hernandez patent, such a hydrolyzate is neutralized with ammonia, causing it to separate into two phases, the organic phase being evaporated to give an aqueous solution of GMMC with a concentration of 85-90 wt.%.
Сущность изобретения ниже проиллюстрирована на примерах. The invention is illustrated below by examples.
Пример 1
ММП получали взаимодействием метилмеркаптана с акролеином в газ-лифтном реакторе типа, аналогичного представленному на фиг. 2. Высота этого реактора составляла 3 фута (0,914 м), а внутренний диаметр восходящего колена был равным 0,5 дюйма (1,27 см). Газожидкостной сепаратор 109 включал цилиндр, снабженный переточным отверстием для ММП-продукта, соединительную линию ниже поверхности жидкости для возврата циркулирующего ММП в нисходящее колено реакторного контура и вентиляционный патрубок в верхней части для сброса неконденсируемых газов. Перед вводом реагентов реакторный контур заполняли ММП, содержавшим приблизительно 0,4 вес.% пиридинийацетатного катализатора. Циркуляцию ММП в реакторе начинали барботированием воздуха через отверстие диаметром 1/16 дюйма в приспособлении 123 для впуска газообразного акролеинового сырья. В то время как для инициирования циркуляции ММП барботировали воздух, через рубашку 107 пропускали горячую воду для доведения температуры циркулирующего ММП до заданного уровня в 41oF.Example 1
MMPs were prepared by reacting methyl mercaptan with acrolein in a gas-lift reactor of a type similar to that shown in FIG. 2. The height of this reactor was 3 feet (0.914 m), and the inner diameter of the ascending knee was 0.5 inches (1.27 cm). The gas-
Получали поток синтетического сырого акролеина, состав которого приведен в таблице 1. Этот поток вводили в реактор через барботер впускного приспособления 123. Через то же самое отверстие вводили пары метилмеркаптана. Акролеин и метилмеркаптан вводили через барботер при величине молярного отношения от приблизительно 1,0 до 1,02. Абсолютные скорости ввода потоков реагентов приведены в таблице 1. В таблице 1 представлены также приведенная скорость газа в восходящем колене, объем жидкости в реакторе, продолжительность пребывания жидкого продукта в реакторе, рекуперация исходных реагентов, выход продуктов в реакторе, время непрерывного цикла, средняя скорость добавления исходного катализатора и средняя скорость ввода воды с газообразным акролеиновым сырьем. A synthetic crude acrolein stream was obtained, the composition of which is shown in Table 1. This stream was introduced into the reactor through a bubbler of
Барботер на впускном приспособлении 123 диспергировал оба исходных реагента в жидкости восходящего колена и создавал в этом колене аэрированный столб жидкости. В результате неаэрированная жидкость в нисходящем колене принудительно опускалась в нижнюю часть восходящего колена, где она проходила по днищу U-образного колена и продолжала двигаться под действием диспергированных газов вверх по восходящему колену. The bubbler on the
Внутри двухфазного восходящего колена на участке от газового барботера возле днища до расположенного в верхней части сепаратора образовывалась смесь реагентов, которая включала жидкую фазу, содержавшую ММП, метилмеркаптан и катализатор, и газообразную фазу, содержавшую акролеин. Акролеин и метилмеркаптан быстро абсорбировались жидкой фазой, и оба абсорбированных реагента вступали между собой во взаимодействие с образованием жидкого реакционного продукта, содержащего ММП. Скорость взаимодействия оказывалась очень высокой, однако она являлась фактором, ограничивавшим скорость осуществления способа. Протекало также несколько ограниченное парофазное взаимодействие между акролеином и меркаптаном. Температуру в зоне газожидкостного контактирования в восходящем колене реактора поддерживали на уровне приблизительно 41oF путем отвода тепла экзотермической реакции охлаждающей водой, циркулировавшей в рубашке 107. Двухфазную смесь из восходящего колена реактора подавали в газожидкостной сепаратор 109. В этом сепараторе неконденсируемый газ отделяли от жидкого реакционного продукта и жидкий реакционный продукт разделяли на фракцию продукта и циркулирующую фракцию. Отделенный неконденсируемый газ удаляли через вентиляционный патрубок в верхней части сепаратора, фракцию продукта выводили из сенатора через переточное отверстие, а циркулирующую фракцию рециркулировали через нисходящее колено реакторного контура и соединительную линию ниже поверхности жидкости в сепараторе.Inside the biphasic rising knee, a mixture of reagents was formed in the section from the gas bubbler near the bottom to the separator located at the top of the separator, which included the liquid phase containing MMP, methyl mercaptan and the catalyst, and the gaseous phase containing acrolein. Acrolein and methyl mercaptan were rapidly absorbed by the liquid phase, and both absorbed reactants reacted with each other to form a liquid reaction product containing MMP. The interaction rate turned out to be very high, however, it was a factor limiting the speed of the method. A somewhat limited vapor-phase interaction between acrolein and mercaptan also proceeded. The temperature in the gas-liquid contact zone in the riser of the reactor was maintained at about 41 ° F. by removing heat of the exothermic reaction with cooling water circulating in the
Благодаря характеризующемуся высокой турбулентностью и хорошей диспергируемостью двухфазному потоку, получаемому с помощью простой газ-лифтной системы без механического перемешивания или рециркуляционного насоса, в одноконтурном реакторе достигали более чем 95%-ной рекуперации всего количества исходных реагентов (то есть акролеина и метилмеркаптана), и по существу все рекуперированные реагенты подвергались конверсии в целевой ММП-продукт в том же самом реакторном контуре. Состав продукта и потока сбрасываемых в атмосферу неконденсируемых газов также приведен в таблице 1. Due to the two-phase flow characterized by high turbulence and good dispersibility, obtained using a simple gas-lift system without mechanical stirring or a recirculation pump, more than 95% recovery of the total amount of the starting reagents (i.e., acrolein and methyl mercaptan) was achieved in a single-loop reactor, and essentially all recovered reagents were converted to the target MMP product in the same reactor loop. The composition of the product and the flow of non-condensable gases discharged into the atmosphere are also shown in Table 1.
Несмотря на более высокое, чем обычно, содержание примесей в исходных материалах (пропилена, пропана, уксусного альдегида, пропионового альдегида и воды) в газообразном потоке акролеинового сырья, из-за присутствия таких примесей образовывалось мало побочных продуктов или продуктов разложения, или они вовсе не образовывались. Этот и другие эксперименты продемонстрировали, в частности, что реакционная система способна проявлять толерантность к содержанию водной примеси свыше 3 об.% в газообразном потоке акролеинового сырья и конечному содержанию воды >6 вес.%, что достигалось в циркулирующей жидкости при проведении процесса в стационарном режиме. Despite the higher than usual content of impurities in the starting materials (propylene, propane, acetic aldehyde, propionic aldehyde and water) in the gaseous stream of acrolein feed, due to the presence of such impurities, there are few by-products or decomposition products, or they are not at all formed. This and other experiments demonstrated, in particular, that the reaction system is capable of exhibiting a tolerance to an aqueous impurity content of more than 3 vol.% In a gaseous stream of acrolein feed and a final water content> 6 wt.%, Which was achieved in a circulating liquid during the stationary process .
В результате интенсивного перемешивания, обеспечиваемого турбулентным потоком в зоне газожидкостного контактирования, и быстрой циркуляции реакционной ММП-среды удавалось избегать образования локализованных горячих точек и дисбаланса концентраций. Это, в свою очередь, подавляло образование нежелательных побочных продуктов. As a result of the intense mixing provided by the turbulent flow in the gas-liquid contact zone and the rapid circulation of the reaction MMP medium, it was possible to avoid the formation of localized hot spots and an imbalance of concentrations. This, in turn, suppressed the formation of unwanted by-products.
Примеры 2-23
Используя установку по фиг. 2, осуществляли взаимодействие акролеина с метилмеркаптаном с получением ММП. Процесс проводили по методике, в общем описанной в примере 1, однако вносили изменения в рабочую температуру, величину молярного соотношения между акролеином и метилмеркаптаном в подаваемом в реактор сырье, общую объемную скорость потока газообразного сырья и концентрацию акролеина в исходной газообразной смеси. Эти технологические параметры и выход продуктов для экспериментов из примеров 2-23 представлены в таблице 2.Examples 2-23
Using the apparatus of FIG. 2, acrolein was reacted with methyl mercaptan to produce MMP. The process was carried out according to the methodology generally described in Example 1, however, changes were made to the operating temperature, the molar ratio between acrolein and methyl mercaptan in the feed supplied to the reactor, the total volumetric flow rate of the gaseous feed, and the concentration of acrolein in the feed gas mixture. These technological parameters and the yield of products for experiments from examples 2-23 are presented in table 2.
Осуществляли измерения или определения приведенной скорости газа, концентрации акролеина на входе, реакционной температуры, концентрации катализатора, продолжительности пребывания и величин соотношения в сырье между акролеином и метилмеркаптаном. Для определения влияния этих последних технологических переменных параметров на производительность, рекуперацию акролеина, выход в пересчете на акролеин, концентрацию акролеина в жидкой фазе и концентрацию метилмеркаптана в жидкой фазе производили статистический анализ. Результаты представлены в таблице 3. Measurements or determinations of the reduced gas velocity, the concentration of acrolein at the inlet, the reaction temperature, the concentration of the catalyst, the residence time and the ratio in the feed between acrolein and methyl mercaptan were carried out. To determine the effect of these latter technological variables on productivity, acrolein recovery, yield in terms of acrolein, the concentration of acrolein in the liquid phase and the concentration of methyl mercaptan in the liquid phase, a statistical analysis was performed. The results are presented in table 3.
Пример 24
Используя способ по представленной на фиг. 2 схеме, в течение 50 ч проводили непрерывный эксперимент с применением газообразного акролеинового сырья, которое получали каталитическим окислением пропилена в лабораторном реакторе. Для осуществления процесса использовали методику, описанную в общем примере 1. Во время этого эксперимента температуру газ-лифтного контура поддерживали на уровне приблизительно 40oC и величину соотношения между акролеином и метилмеркаптаном в сырье постоянно контролировали посредством дискретного газохроматографического анализа образца реакторной жидкости, проводимого каждые полчаса. Конечный альдегидный продукт характеризовался следующим составом:
уксусный альдегид - 0,11 вес.%
метилмеркаптан - 0,88
акролеин - 0,07
аллиловый спирт - 0,29
уксусная кислота - 0,35
акриловая кислота - 0,52
β- гидроксипропионовый альдегид - 0,27
пиридин - 0,19
ММП - 89,02
побочный продукт с МВ 190 - 0,18
вода - 7,00
В промышленном процессе, в котором содержание воды поддерживают на более типичном уровне, например, 2%, проба на ММП показала бы более чем 94%-ное содержание. Относительно высокое содержание β- гидроксипропионового альдегида оказывалось результатом присутствия воды в количестве, которое существенно превышало ее концентрацию, легко достижимую охлаждением газообразного акролеинового сырья в промышленном процессе.Example 24
Using the method of FIG. 2, for a period of 50 hours a continuous experiment was carried out using gaseous acrolein feed, which was obtained by catalytic oxidation of propylene in a laboratory reactor. To carry out the process, the procedure described in general example 1 was used. During this experiment, the temperature of the gas-lift circuit was maintained at approximately 40 ° C and the ratio between acrolein and methyl mercaptan in the feed was constantly monitored by a discrete gas chromatographic analysis of a sample of the reactor liquid carried out every half hour . The final aldehyde product was characterized by the following composition:
acetic aldehyde - 0.11 wt.%
methyl mercaptan - 0.88
acrolein - 0.07
allyl alcohol - 0.29
acetic acid - 0.35
acrylic acid - 0.52
β-hydroxypropionic aldehyde - 0.27
pyridine - 0.19
MMP - 89.02
by-product with MV 190 - 0.18
water - 7.00
In an industrial process in which the water content is maintained at a more typical level, for example, 2%, a sample in the MMP would show more than 94% content. The relatively high content of β-hydroxypropionic aldehyde was the result of the presence of water in an amount that significantly exceeded its concentration, easily achieved by cooling gaseous acrolein feedstock in an industrial process.
Пример 25
С использованием способа по представленной на фиг. 2 схеме проводили сравнительные испытания в реакторе с орошаемой стенкой и в горизонтальном циркуляционном реакторе. Для осуществления процесса использовали методику, описанную в общем примере 1. В этих экспериментах использовали синтетическое газообразное акролеиновое сырье. Во время проведения процесса в стационарном режиме образцы жидкого продукта анализировали газовой хроматографией для определения содержания альдегида, остаточного акролеина, метилмеркаптана и побочных продуктов в качестве примесей. Основываясь на результатах этих анализов, производили расчеты для определения процентной доли рекуперированного акролеина, выхода продукта и материального баланса реактора для каждого эксперимента. Средний коэффициент массопереноса и константы кинетики реакции получали путем приведения экспериментальных данных в соответствие с моделью двухфазного реактора. Измеряли и коррелировали также время задержки газа и расход потока рециркуляционной жидкости.Example 25
Using the method of FIG. Scheme 2 carried out comparative tests in a reactor with an irrigated wall and in a horizontal circulation reactor. To carry out the process, the procedure described in General Example 1 was used. Synthetic gaseous acrolein feed was used in these experiments. During the stationary process, samples of the liquid product were analyzed by gas chromatography to determine the content of aldehyde, residual acrolein, methyl mercaptan and by-products as impurities. Based on the results of these analyzes, calculations were made to determine the percentage of recovered acrolein, product yield, and material balance of the reactor for each experiment. The average mass transfer coefficient and the reaction kinetics constant were obtained by bringing the experimental data into line with the model of a two-phase reactor. The gas delay time and the flow rate of the recirculation fluid were also measured and correlated.
Физические параметры реакторных систем представлены в таблице 4 совместно с температурой, скоростью газа и расходом жидкости для каждого эксперимента. В таблице 5 сопоставлены условия реакции, расход сырья, выход продукта и средние коэффициенты массопереноса. The physical parameters of the reactor systems are presented in table 4 together with the temperature, gas velocity and liquid flow rate for each experiment. Table 5 compares the reaction conditions, raw material consumption, product yield and average mass transfer coefficients.
Пример 26
В соответствии со способом, проиллюстрированным на фиг. 5, реакционную среду, включающую ММП, метилмеркаптан и катализатор, вводят в контакт с потоком акролеинового пара в тарельчатой колонне, содержащей 20 тарелок. Жидкий реакционный продукт, содержащий ММП, перед разделением на фракцию продукта и циркулирующую фракцию выводят из зоны газожидкостного контактирования и вводят в нижнюю часть тарельчатого колонного реактора. В нижнюю часть колонны не возвращают какое-либо количество циркулирующей фракции, выходящей из холодильника 407. Вместо этого всю циркулирующую фракцию пропускают через холодильник 408 и возвращают в процесс через верхнюю часть колонны. Стадию охлаждения осуществляют за счет рекуперативного теплопереноса от жидкой фазы в виде кубовых остатков и жидкости на пятой тарелке снизу. Поток паров акролеина вводят в нижнюю часть колонны с расходом 662,4 фунтомолей в час; он включает 15 об.% акролеина, 0,28 об.% уксусного альдегида, 17 об.% водяного пара и 83 об.% неконденсируемых продуктов. Метилмеркаптан вводят в нижнюю часть колонны с расходом 100 фунтомолей/ч.Example 26
In accordance with the method illustrated in FIG. 5, a reaction medium including MMP, methyl mercaptan and a catalyst is contacted with an acrolein vapor stream in a plate column containing 20 plates. The liquid reaction product containing MMP, before separation into a product fraction and a circulating fraction is removed from the gas-liquid contacting zone and introduced into the lower part of the plate column reactor. No amount of the circulating fraction leaving the
Реакционную ММП-среду вводят в верхнюю часть колонны с расходом приблизительно 600 фунтомолей/ч. Из колонны с расходом приблизительно 110,4 фунтомолей/ч отводят поток ММП-продукта, содержащий 97,3 вес.% ММП. The reaction MMP medium is introduced into the top of the column at a flow rate of approximately 600 lb / mol. An MMP product stream containing 97.3% by weight of MMP is diverted from the column at a flow rate of approximately 110.4 lb / mol.
Проведение процесса в условиях, аналогичных примеру 26, но с использованием реакционной системы, дополнительно снабженной реактором с поршневым потоком (фиг. 6), позволило значительно сократить продолжительность пребывания реакционного продукта в циркуляционной системе с противоточными потоками газа и жидкости. При этом сокращение продолжительности пребывания в реакционной системе практически не повлияло на суммарное превращение реакционных продуктов в конечный продукт. The process in conditions similar to example 26, but using a reaction system additionally equipped with a reactor with a piston flow (Fig. 6), significantly reduced the residence time of the reaction product in a circulation system with countercurrent flows of gas and liquid. Moreover, the reduction in the length of stay in the reaction system had practically no effect on the total conversion of the reaction products to the final product.
Пример 27
ММП (428,1 г), полученный в примере 24, загружали в 1000-миллилитровый реактор, снабженный охлаждающей рубашкой и мешалкой. В тот же самый реактор в течение 50 мин добавляли 105,4 г HCN, причем в течение этого периода температуру поддерживали в интервале 35-40oC. По завершении добавления HCN температуру повышали до 45oC и реакция протекала в течение еще 30 мин для завершения конверсии ММП в 2-гидрокси-4-(метилтио)бутиронитрил (ГМБН) (527,7 г), который по данным анализа содержал 90,8% ГМБН, а остальное приходилось главным образом на воду, катализатор и некоторые примеси в низкой концентрации.Example 27
MMP (428.1 g) obtained in Example 24 was charged into a 1000 ml reactor equipped with a cooling jacket and a stirrer. 105.4 g of HCN was added to the same reactor over a period of 50 minutes, during which time the temperature was maintained in the range of 35-40 ° C. After the addition of HCN was completed, the temperature was raised to 45 ° C. and the reaction continued for another 30 minutes to the completion of the conversion of MMP to 2-hydroxy-4- (methylthio) butyronitrile (HMBN) (527.7 g), which, according to the analysis, contained 90.8% HMBN, and the rest was mainly water, a catalyst and some impurities in a low concentration .
Пример 28
515 г ГМБН, полученного по методике примера 27, при 60oC в течение 50 мин добавляли в 584,2 г водного раствора серной кислоты концентрацией 65,9 вес.% в 1000-миллилитровом реакторе, снабженном рубашкой и мешалкой. В образовавшейся смеси давали протекать реакции в течение еще 10 мин при 65oC для завершения первой реакции гидролиза, в ходе которой ГМБН превращался в соответствующий амид. Затем в смесь в реакторе при 80oC добавляли 378,5 г горячей воды и температуру смеси повышали до 82oC с целью вызвать вторую реакцию гидролиза, в результате которой амид превращался в ГММК и бисульфат аммония в качестве побочного продукта. Реакции давали продолжаться в течение 2,5 ч для завершения второго гидролиза. В другом варианте необходимое время реакции может быть уменьшено приблизительно на 50% за счет повышения температуры гидролиза до 90-100oC. Конечный гидролизат анализировали, в результате чего устанавливали, что он содержал 32,1% ГММК-мономера, 0,11% ГММК-димера и менее чем по 0,02% амида и нитрила, а остальное приходилось на бисульфат аммония в качестве побочного продукта и воду. Для экстракции ГММК-продукта вышеуказанный гидролизат вводили в контакт с метилизобутилкетоновым (МИБК) растворителем. Для отделения растворителя от ГММК экстракт упаривали в вакууме при 70oC. Остаточный, не содержащий растворителя продукт включал, как показал анализ, 74,8% ГММК-мономера и 7,0% ГММК-димера, а остальное приходилось главным образом на воду и сульфатные ионы. Этот продукт характеризовался несколько более высоким, чем обычно, содержанием воды. Такое содержание воды можно снизить до нормального показателя в 11-12% дополнительным упариванием.Example 28
515 g of HMBN obtained according to the procedure of Example 27 at 60 ° C. were added over a period of 50 minutes to 584.2 g of an aqueous solution of sulfuric acid at a concentration of 65.9 wt.% In a 1000 ml reactor equipped with a jacket and a stirrer. In the resulting mixture, the reaction was allowed to proceed for another 10 minutes at 65 ° C. to complete the first hydrolysis reaction, during which HMBN was converted to the corresponding amide. Then, 378.5 g of hot water was added to the mixture in the reactor at 80 ° C and the temperature of the mixture was raised to 82 ° C in order to induce a second hydrolysis reaction, as a result of which the amide was converted to GMMC and ammonium bisulfate as a by-product. The reaction was allowed to continue for 2.5 hours to complete the second hydrolysis. In another embodiment, the required reaction time can be reduced by approximately 50% by increasing the hydrolysis temperature to 90-100 o C. The final hydrolyzate was analyzed, as a result of which it was found that it contained 32.1% GMMK monomer, 0.11% GMMK -dimer and less than 0.02% of amide and nitrile, and the rest accounted for ammonium bisulfate as a by-product and water. To extract the GMMC product, the above hydrolyzate was contacted with a methyl isobutyl ketone (MIBK) solvent. To separate the solvent from HMMC, the extract was evaporated in vacuo at 70 ° C. The residual, solvent-free product included, as shown by analysis, 74.8% HMMC monomer and 7.0% HMMC dimer, and the rest was mainly water and sulfate ions. This product was characterized by a slightly higher than usual water content. This water content can be reduced to a normal value of 11-12% by additional evaporation.
Пример 29
В соответствии со способом, проиллюстрированным на фиг. 7, пропилен каталитически окисляют с получением сырого газообразного акролеинового реакционного продукта в реакторе 601 с катализатором. Смесь пропилена, водяного пара и воздуха направляют в реактор через теплообменник 611, где ее предварительно подогревают за счет теплопереноса от реакционного газообразного продукта. Этот реакционный газообразный продукт охлаждают, вызывая частичную конденсацию, в теплообменнике 603 с получением смешанного парожидкостного потока с температурой 37,8oC. Затем этот поток вводят в установку 627 мгновенного испарения, где его дополнительно охлаждают и разделяют на охлажденный газообразный поток, содержащий 18,9 вес.% акролеина, 71,1 вес.% азота, 2,8 вес.% кислорода, 2,1 вес.% пропана, 1,8 вес.% пропилена, 0,9 вес. % водяного пара, 80 частей на миллион акриловой кислоты, 0,2 вес.% уксусного альдегида, 0,6 вес.% монооксида углерода, 1,7 вес.% диоксида углерода и 140 частей на миллион формалина, и на поток конденсата, содержащий 75,4 вес.% воды, 20,0 вес. % акролеина и 3,1 вес.% акриловой кислоты. Температура как охлажденного газообразного потока, так и конденсата составляет 23,2oC, а абсолютное давление над ними составляет 26 фунтов/кв.дюйм. Конденсат вводят в ректификационную колонну 629, в которой его перегоняют под давлением в головке 23 фунта/кв.дюйм. Пар, отводимый с верха колонны, частично конденсируют и конденсат возвращают в колонну на орошение при молярном коэффициенте орошения 1. Из нижней части колонны отводят сбрасываемый в отход водный продукт, который содержит 3,9 вес.% акриловой кислоты и 711 частей на миллион акролеина. Головной погон включает 94,2 вес.% акролеина, 1,1 вес.% уксусного альдегида, 4,6 вес.% водяного пара и менее 1 части на миллион акриловой кислоты. Головные погоны из этой ректификационной колонны смешивают с охлажденным газообразным потоком, отходящим из установки мгновенного испарения, с получением объединенного акролеинового газообразного потока, содержащего 24,6 вес.% акролеина, 0,3 вес.% уксусного альдегида, 1,2 вес.% водяного пара, 1,9 вес.% пропана, 1,6 вес.% пропилена и 76 частей на миллион акриловой кислоты, с температурой 26,5oC и под общим абсолютным давлением 23 фунта/кв.дюйм. Этот газ вводят вместе с метилмеркаптаном через впускное приспособление 623 в циркулирующую реакционную ММП-среду нижнего возвратного контура 621 газ-лифтного реактора 605. Абсорбция акролеина и реакция протекают в потоке, движущемся по восходящему колену, с образованием продукта, который отводят из этого восходящего колена при температуре 40oC и под абсолютным давлением 16 фунтов/кв.дюйм и который содержит 75,9 вес.% ММП, 0,2 вес.% метилмеркаптана, 0,3 вес.% акролеина, 1,5 вес.% воды, 0,5 вес.% пропана, 0,5 вес.% пропилена, 19,1 вес. % азота, 0,8 вес.% кислорода, 0,1 вес.% уксусного альдегида; 157 част. /млн формалина, 126 част./млн акриловой кислоты, 0,2 вес.% пиридина и 0,2 вес.% уксусной кислоты. Двухфазную смесь продуктов из восходящего колена реактора вводят в газожидкостной сепаратор 609. В этом сепараторе неконденсируемый газ отделяют от жидкого реакционного продукта, содержащего ММП, и полученный жидкий реакционный продукт разделяют на фракцию продукта и циркулирующую фракцию. Отдельный неконденсируемый газ удаляют через вентиляционный патрубок в верхней части сепаратора, фракцию продукта выводят из сепаратора через переточное отверстие, а циркулирующую фракцию рециркулировали по нисходящему колену и нижнему контуру для возврата в восходящее колено реактора и смешения с дополнительными количествами газообразного акролеина и метилмеркаптана. Фракцию продукта, содержащего ММП, удаляют при температуре 40oC и под давлением 15 фунтов/кв.дюйм; он содержит 97,4 вес.% ММП, 0,2 вес.% уксусной кислоты, 0,2 вес.% пиридина, 80 част./млн метилмеркаптана, 180 част. /млн формалина, 520 част./млн уксусного альдегида, 160 част./млн акриловой кислоты, 1,8 вес.% воды и 0,2 вес.% акролеина.Example 29
In accordance with the method illustrated in FIG. 7, propylene is catalytically oxidized to produce a crude gaseous acrolein reaction product in a
Пример 30
В соответствии со способом, проиллюстрированным на фиг. 8, пропилен каталитически окисляют с получением сырого газообразного акролеинового реакционного продукта в каталитическом реакторе 701. В этот реактор смесь пропилена с водяным паром и воздухом подают через теплообменник 711, где ее предварительно подогревают за счет теплопереноса от реакционного газообразного продукта. Этот реакционный газообразный продукт охлаждают, вызывая частичную конденсацию, в теплообменнике 703 с получением смешанного парожидкостного потока с температурой 37,8oC. Затем этот поток вводят в установку 727 мгновенного испарения, где его дополнительно охлаждают и разделяют на охлажденный газообразный поток, содержащий 19,1 вес.% акролеина, 71,0 вес.% азота, 2,8 вес.% кислорода, 1,8 вес.% пропилена, 2,1 вес.% пропана, 0,9 вес. % водяного пара, 40 част./млн акриловой кислоты, 0,2 вес.% уксусного альдегида, 0,6 вес.% монооксида углерода, 1,7 вес.% диоксида углерода и 140 част. /млн формалина, и на поток конденсата, содержащий 75,8 вес.% воды, 19,5 вес. % акролеина, 0,5 вес.% уксусного альдегида и 3,1 вес.% акриловой кислоты. Температура как охлажденного газообразного потока, так и конденсата составляет 15,2oC, а абсолютное давление составляет 17 фунтов/кв.дюйм. Конденсат вводят в ректификационную колонну 729, в которой его перегоняют при давлении в головке 15 фунтов/кв.дюйм. Пар, отводимый с верхней тарелки колонны, частично конденсируют и конденсат возвращают в колонну на орошение при молярном коэффициенте орошения 1. Из нижней части колонны отводят сбрасываемый в отход водный продукт, который содержит 3,9 вес.% акриловой кислоты и 0,6 вес.% акролеина. Головной погон включает 94,0 вес.% акролеина, 0,2 вес.% уксусного альдегида, 3,6 вес. % водяного пара и менее 1 част./млн акриловой кислоты. Головные погоны из этой ректификационной колонны смешивают с охлажденным газообразным потоком, отходящим из установки мгновенного испарения, с получением объединенного акролеинового газообразного потока, содержащего 24,5 вес.% акролеина, 0,3 вес.% уксусного альдегида, 1,0 вес.% водяного пара, 1,9 вес. % пропана, 1,6 вес. % пропилена и 76 част./млн акриловой кислоты, с температурой 18,2oC и под общим абсолютным давлением 16 фунтов/кв.дюйм. Этот газ вводят вместе с метилмеркаптаном через впускное приспособление 723 в нижней части тарельчатого колонного реактора 705 в циркулирующий ММП. Газ протекает снизу вверх по колонне в противотоке относительно нисходящего потока жидкой реакционной ММП-среды. Реакционная среда, включающая 96,7 вес. % ММП, 962 част. /млн акролеина и 0,14 вес.% метилмеркаптана, поступает в верхнюю часть колонны при температуре 0oC. Жидкий реакционный продукт, выходящий из нижней части колонны при температуре 62oC и содержащий 0,14 вес.% метилмеркаптана, 960 част./млн акролеина и 96,8 вес.% ММП, разделяют на фракцию продукта и циркулирующую фракцию. Эта циркулирующая фракция циркулирует по теплообменнику 707, где его охлаждают до 32,2oC за счет рекуперативного теплопереноса к охлаждающей воде. Несколько меньше двух третей циркулирующей фракции возвращают из выпускного приспособления теплообменника 707 на тарелку, находящуюся в средней точке реактора 705. Оставшуюся часть циркулирующей фракции смешивают с катализатором и пропускают через теплообменник 708, где ее охлаждают до температуры 0oC за счет рекуперативного теплопереноса к охлаждающему рассолу. Часть циркулирующей фракции, отводимой из теплообменника 708, по линии 706 возвращают в головную часть тарельчатого колонного реактора 705. Фракцию продукта удаляют из циркулирующей реакционной ММП-среды в точке между днищем тарельчатого колонного реактора 705 и впускным приспособлением теплообменника 707. По другому варианту фракцию продукта можно выпускать из выпускного приспособления либо холодильника 707, либо холодильника 708. Фракция продукта содержит 96,8 вес.% ММП, 0,14 вес.% метилмеркаптана и 960 част./млн акролеина. Соотношение между расходом рециркуляционного потока реакционной ММП-среды и расходом отводимого суммарного потока продукта составляет приблизительно 15:1.Example 30
In accordance with the method illustrated in FIG. 8, propylene is catalytically oxidized to produce a crude gaseous acrolein reaction product in a
Claims (13)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US27321694A | 1994-07-11 | 1994-07-11 | |
US08/273.216 | 1994-07-11 | ||
PCT/US1995/008532 WO1996001810A1 (en) | 1994-07-11 | 1995-07-06 | Process for the preparation of 3-(methylthio)propanal |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97102147A RU97102147A (en) | 1999-02-27 |
RU2149159C1 true RU2149159C1 (en) | 2000-05-20 |
Family
ID=23043005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97102147/04A RU2149159C1 (en) | 1994-07-11 | 1995-07-06 | Method of continuously preparing 3-(methylthio) propanal (variants) |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0770062A4 (en) |
JP (1) | JPH10504812A (en) |
KR (1) | KR970704681A (en) |
CN (1) | CN1152913A (en) |
AU (1) | AU699841B2 (en) |
MX (1) | MX9700276A (en) |
PL (1) | PL318213A1 (en) |
RU (1) | RU2149159C1 (en) |
TW (1) | TW296373B (en) |
WO (1) | WO1996001810A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2821398C2 (en) * | 2019-04-04 | 2024-06-24 | Адиссео Франс С.А.С. | Method of producing sulphur-containing or selenized compound by thiolene reaction |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5925794A (en) * | 1993-06-08 | 1999-07-20 | Novus International, Inc. | Process for the preparation of 3-(methylthio)propanal |
US5905171A (en) | 1995-06-22 | 1999-05-18 | Novus International, Inc. | Process for the preparation of 3-(methylthio)propanal |
US5825369A (en) * | 1996-01-16 | 1998-10-20 | International Business Machines Corporation | Compression of simple geometric models using spanning trees |
US7866867B2 (en) | 2009-03-09 | 2011-01-11 | Taiwan Plastic Optical Fiber Co., Ltd. | Backlighting optical fiber, and a LCD backlight module and display device formed therefrom |
JP2011093839A (en) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Method for producing 3-methylthiopropanal |
DE102010064250A1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-06-28 | Evonik Degussa Gmbh | Process for the preparation of methylmercaptopropionaldehyde |
CN102633698B (en) * | 2012-04-28 | 2014-07-30 | 重庆紫光天化蛋氨酸有限责任公司 | Treating method and system for crude methylthiopropanal synthesized of methyl mercaptan and acraldehyde |
CN105136942A (en) * | 2015-08-27 | 2015-12-09 | 天津春发生物科技集团有限公司 | Analysis detection method for 2,3-methylpyrazine |
CN109160893A (en) * | 2018-10-15 | 2019-01-08 | 禄丰天宝磷化工有限公司 | Preparation method of methylselenopropionaldehyde |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES357862A1 (en) * | 1967-10-13 | 1970-04-01 | Glanzstoff Ag | Process for the production of beta-methylmercaptopropionaldehyde |
FR2314917A1 (en) * | 1975-06-20 | 1977-01-14 | Rhone Poulenc Ind | MANUFACTURING PROCESS OF BETA-METHYLTHIOPROPIONIC ALDEHYDE |
US5015776A (en) * | 1986-10-28 | 1991-05-14 | Atochem North America, Inc. | Preparation of 3-(alkylthio) aldehydes |
US5352837A (en) * | 1993-06-08 | 1994-10-04 | Novus International, Inc. | Process for the preparation of 3-(methylthio)propanal |
-
1995
- 1995-07-06 RU RU97102147/04A patent/RU2149159C1/en not_active IP Right Cessation
- 1995-07-06 EP EP95926631A patent/EP0770062A4/en not_active Withdrawn
- 1995-07-06 AU AU30939/95A patent/AU699841B2/en not_active Ceased
- 1995-07-06 CN CN95194068A patent/CN1152913A/en active Pending
- 1995-07-06 WO PCT/US1995/008532 patent/WO1996001810A1/en active IP Right Grant
- 1995-07-06 JP JP8504405A patent/JPH10504812A/en active Pending
- 1995-07-06 PL PL95318213A patent/PL318213A1/en unknown
- 1995-07-06 KR KR1019970700180A patent/KR970704681A/en active IP Right Grant
- 1995-07-06 MX MX9700276A patent/MX9700276A/en unknown
- 1995-07-26 TW TW084107746A patent/TW296373B/zh active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2821398C2 (en) * | 2019-04-04 | 2024-06-24 | Адиссео Франс С.А.С. | Method of producing sulphur-containing or selenized compound by thiolene reaction |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0770062A4 (en) | 1999-02-10 |
AU699841B2 (en) | 1998-12-17 |
KR970704681A (en) | 1997-09-06 |
AU3093995A (en) | 1996-02-09 |
CN1152913A (en) | 1997-06-25 |
PL318213A1 (en) | 1997-05-26 |
JPH10504812A (en) | 1998-05-12 |
MX9700276A (en) | 1997-05-31 |
EP0770062A1 (en) | 1997-05-02 |
TW296373B (en) | 1997-01-21 |
WO1996001810A1 (en) | 1996-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2172734C2 (en) | 3-(methylthio)propanal production process | |
RU2118314C1 (en) | Method for uninterrupted production of 3-(methylthio)propanal | |
US6057475A (en) | Process for the production of acetic acid | |
US5637766A (en) | Process for the preparation of 3-(methylthio) propanal | |
RU2595039C2 (en) | Method of producing methyl mercaptopropyl aldehyde | |
RU96100238A (en) | METHOD FOR PRODUCING 3- (METHYLTHIO) PROPANAL | |
RU2149159C1 (en) | Method of continuously preparing 3-(methylthio) propanal (variants) | |
US6339169B1 (en) | Method of quenching gaseous acrylonitrile and hydrogen cyanide product stream | |
RU2210566C2 (en) | Method for isolation of olefin-unsaturated nitriles | |
US5925794A (en) | Process for the preparation of 3-(methylthio)propanal | |
US7282600B2 (en) | Method for inhibiting polymerization during the recovery and purification of unsaturated mononitriles | |
MXPA97009819A (en) | Process for the preparation of 3- (methylene) propa |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040707 |