Klasyczny wariant hydroformylowania olefin (BASF)

Transkrypt

1 0-80 o C 0- MPa Klasyczny wariant hydroformylowania olefin (BASF) Na podstawie: Grzywa E., Molenda J., Technologia podstawowych syntez organicznych, Syntezy, t., WNT, Warszawa 99.

2 0-80 o C 0- MPa Klasyczny wariant hydroformylowania olefin (BASF) Na podstawie: Grzywa E., Molenda J., Technologia podstawowych syntez organicznych, Syntezy, t., WNT, Warszawa 99.

3 Hydroformylowanie propylenu metodą Ruhrchemie/Rhône Poulenc CO/H Na podstawie: Hagen J., Industrial Catalysis. A Practical Approach, Wiley-VHC Verlag GmbH& Co. KGaA, 00.

4 CH recyrkulowany (+ CH Cl) H O NaOH stężony H SO CH Cl r-r chlorowcopochodnych w CCl % HCl CH Cl CH Cl CHCl CCl Cl CCl obiegowy chlorator termiczny, chłodnice wodne, - absorber HCl, absorber alkaliczny (do absorpcji resztek HCl), chłodnice wodne, wieża susząca, pompa, 8, 9,, kolumny rektyfikacyjne, 0 chlorator fotochemiczny

5 CH =CH + O Gazy odlotowe H O Solanka Etylen Chlor,-Dichloroetan Tlen H O H O 0 NaOH 8 H O 0 9 H O Etylen 0 H O HCl,-Dichloroetan + woda 0 H O H O H O 0 Niskowrzące produkty uboczne,-dichloroetan 9 Chlorek winylu,-dichloroetan Wysokowrzące produkty uboczne reaktor chlorowania etylenu,, 9, 8 separatory, chłodnica solankowa, mieszalnik, reaktor oksychlorowania etylenu, zbiornik para-kondensat,, chłodnice kolumnowe, 8 absorber, 0 oddzielacz, sprężarka,,,, 9 kolumny rektyfikacyjne, zbiornik,-dichloroetanu, piec rurowy, 0 skraplacze, wymienniki ciepła, kotły parowe

6 Schemat instalacji produkcji tlenku propylenu metodą chlorohydrynową HCl H O Schemat instalacji produkującej chlorobenzen z benzenu H O Roztwór chlorohydryn propylenowych Mleko wapienne I Tlenek propylenu chlorobenzen II wodna benzen chlor Szlam poreakcyjny 8 benzen chlorobenzen Woda z glikolem Aceton, aldehyd propionowy polichlorki chlorator, pompa mieszająca, chłodnica reaktor, ociekowa, deflegmator, separator, absorber, chłodnica,, zbiornik, kolumny pompa, rektyfikacyjne, chłodnica solankowa, chłodnice 8, 9 wodne, kolumny 8 rektyfikacyjne kotły parowe, I surowy produkt reakcji w postaci par, II surowy produkt reakcji w postaci skroplonej

7 Proces Mobil-Badger (wariant klasyczny) reaktory z katalizatorem zeolitowym, kolumna podgrzewania benzenu ciepłem strumienia mieszaniny poreakcyjnej, kotły-utylizatory, wymienniki ciepla, piec rurowy, separator, chłodnica wodna, 8 oddzielacz, 9 kolumny rektyfikacyjne, 0 podgrzewacze parowe

8 Proces Mobil-Badger (wariant udoskonalony) Benzen Woda Benzen recyrkulowany Etylobenzen Etylen Cięższe pozostałości Polietylobenzeny Schemat instalacji produkującej etylobenzen w fazie gazowej według technologii Mobil-Badger alkilator, piec rurowy, reaktor transalkilowania, kolumna podgrzewania benzenu ciepłem strumienia mieszaniny poreakcyjnej, wymiennik ciepła, separator, oddzielacz, 8 kolumna oddzielania benzenu, 9 kolumna etylobenzenowa, 0 kolumna oddzielenia polialkilobenzenów, chłodnice, kotły parowe

9 Schemat instalacji produkującej kumen według technologii Mobil. Benzen Propylen Benzen recyrkulowany Poliizopropylobenzeny Produkty lekkie Kumen Ciężkie pozostałości reaktor alkilowania, reaktor transalkilowania, depropanizator, kolumna oddzielania benzenu, kolumna wyodrębniania kumenu, kolumna oddzielania poliizopropylobenzenów

10 Adiabatyczne odwodornienie etylobenzenu metodą Dow (wariant klasyczny) gaz para etylobenzen H O H O H O H O benzen styren kondensat gaz para para para para powietrze recyrkulowany etylobenzen ciężka pozostałość - piec rurowy, - kocioł-utylizator,,, - wymienniki ciepła, - reaktor, - chłodnica,, 8 - separatory, 9- - kolumny rektyfikacyjne, - kotły parowe

11 Sekcja odwodornienia w klasycznym procesie Lummus/UOP Główny strumień pary przegrzewany w piecu rurowym i wykorzystywany do ponownego ogrzania reagującej mieszaniny wprowadzanej do drugiego reaktora odwodornienia. Adiabatyczne reaktory zaprojektowano tak, aby zapewnić odpowiednią konwersję etylobenzenu przy zminimalizowaniu czasu przebywania w strefie najwyższej temperatury, sprzyjającej ubocznym procesom termicznym dealkilowania i hydrodealkilowania. Mieszanina poreakcyjna jest chłodzona w serii wymienników ciepła przed końcowym ochłodzeniem i kondensacją. Odzyskiwana jest w ten sposób duża część ciepła dostarczana do procesu na ogrzanie surowców. Etylobenzen i para Woda zasilająca kocioł Główny strumień pary piec rurowy,, reaktory odwodornienia, wymiennik ciepła Przed połączeniem ze strumieniem etylobenzenu zasilającym pierwszy z reaktorów ochłodzona para jest ponownie podgrzewana w piecu rurowym do temperatury o C. Z reaktora do destylacji Rozwiązanie Lummus/UOP zapewnia dużą konwersję etylobenzenu (do 9%) i bardzo dobrą selektywność do etylobenzenu (pow. 9%). Mniejsze koszty związane z odzyskiem i zawracaniem nieprzereagowanego etylobenzenu oraz z oczyszczaniem finalnego produktu. Czystość otrzymanego styrenu wynosi minimum 99,8%.

12 Schemat instalacji adiabatycznego odwodornienia według Total/Badger Benzen Styren Recykling etylobenzenu Smoły Etylobenzen Toluen piec rurowy,, reaktory odwodornienia, podgrzewacze, chłodnica-kondenser, rozdzielacz, -0 kolumny rektyfikacyjne, kotły parowe

13 Układ reaktorów w instalacji Lummus/UOP Smart Reaktor odwodornienia Tlen i rozcieńczalnik Przekrój sekcji katalizatora w instalacji Lummus/UOP Smart Do wymienników ciepła Główny strumień pary Etylobenzen i para Reaktory odwodornienia Utleniajacego Katalizator utleniania Katalizator odwodornienia Ciepło reakcji wydzielające się podczas spalania wodoru podgrzewa mieszaninę reakcyjną umożliwiając przebieg endotermicznej reakcji odwodornienia w drugiej strefie katalitycznej. Usunięcie wodoru z mieszaniny przesuwa równowagę reakcji odwodornienia etylobenzenu, pozwalając zwiększyć konwersję etylobenzenu do ponad 80% bez zmniejszenia wydajności styrenu. W wewnętrznej strefie katalizator selektywnego utlenienia wodoru do wody zawierający metal szlachetny. Technologia Smart zmniejsza zapotrzebowanie na przegrzaną parę i eliminuje konieczność dodatkowego dogrzewania między reaktorami. Czystość uzyskiwanego styrenu jest analogiczna jak w klasycznym procesie Lummus/UOP (min. 99,8%).

14 Schemat instalacji produkującej formalinę Woda Metanol Gazy odlotowe Woda Powietrze Woda 8 Formalina 9 zbiornik naporowy, wyparka, podgrzewacz parowy, reaktor, chłodnica (kocioł parowy), absorber, skruber, 8 chłodnica wodna, 9 zbiornik

15 Schemat instalacji uwodornienia benzenu wg technologii firmy Axens IFP Group Technologies Katalizator Wodór zwrotny Gazy odlotowe Benzen Wodór Cykloheksan reaktor barbotażowy, kocioł-utylizator, reaktor rurowy, chłodnica, separator wysokociśnieniowy, separator niskociśnieniowy, pompa,

16 Schemat instalacji produkującej anilinę z nitrobenzenu Woda, anilina do ekstrakcji Do skrubera Woda 8 Nitrobenzen Chłodzenie Anilina Anilina 9 9 Wodór odparowalnik, reaktor,, separatory, sprężarka wodoru obiegowego, rozdzielacz,,8 kolumny destylacyjne, 9 wymienniki ciepła

17 Schemat instalacji uwodornienia,- i,-dinitrotoluenów w fazie ciekłej Recykling wodoru Recykling metanolu Wodór Woda do oczyszczenia Diaminotoluen Dinitrotolueny Świeży metanol Świeży katalizator Suspensja katalizatora Diaminotolueny resztki do spalenia Zużyty katalizator reaktory ciśnieniowe, reaktor pomocniczy, zbiornik katalizatora (niklu Raney`a), pompa wysokociśnieniowa, separator ciecz-gaz, separator katalizatora, kolumna odpędowa metanolu, 8 kolumna odwadniająca, 9 kolumna destylacyjna diaminotoluenów, 0 pompy

18 Schemat instalacji produkującej cykloheksanol z fenolu zbiornik fenolu, pompa, zbiornik buforowy fenolu, aparat kontaktowy, sprężarka trójstopniowa, mieszalniki wodoru, sprężarka cyrkulacyjna, 8 wymienniki ciepła, 9 kondensator powrotny, 0 chłodnica, rozdzielacz.

19 woda z domieszką glikoli H O a H O b H O c woda a b c a b glikol etylenowy tlenek etylenu para para para 9 DEG + TEG Schemat instalacji produkującej glikol etylenowy z tlenku etylenu. - mieszalnik, - pompy, - wymiennik ciepła, - kolumnowy reaktor hydratacji, - wyparki, - chłodnice wodne, - próżniowe kolumny rektyfikacyjne, 8 - kotły parowe, 9 - zbiornik skroplin wodnych zawierających nieco glikoli, DEG - glikol dietylenowy, TEG - glikol trietylenowy

20 9 CO Etylen O 9 Oczyszczony tlenek etylenu 8 8 Sekcja wytwarzania tlenku etylenu Sekcja wytwarzania glikolu etylenowego TEG DEG MEG Ścieki wodne Woda recyklowana Schemat zintegrowanej instalacji produkującej glikol etylenowy z etylenu. reaktor utleniania, absorber tlenku etylenu, absorber dwutlenku węgla, desorber dwutlenku węgla, kolumna odpędowa tlenku etylenu, kolumna zatężania roztworu tlenku etylenu, kolumna rektyfikacyjna, 8 mieszalnik, 9 reaktor syntezy glikolu, 0- układ wyparek do usuwania wody z glikoli, - kolumny rektyfikacyjne, zbiornik pośredni na wodę, 8 generator pary, 9 kompresory, MEG, DEG, TEG to odpowiednio: glikol mono, di- i trietylenowy 0 9 W instalacji otrzymuje się, kg tlenku etylenu na kg etylenu. Wydajność glikoli wynosi natomiast,8 kg glikoli na kg etylenu. Oczyszczony tlenek etylenu zawiera nie więcej niż 0 ppm aldehydu octowego. Glikol oczyszczany jest do poziomu wymaganego przez odbiorców.

21 Etylen Gaz do oczyszczania 8 Powietrze Woda Frakcja lekka Woda Etylen Tlen 0 Tlenek etylenu CO 9 Woda Pozostałość (H O, CH CHO, tlenek etylenu) pompy, kolumna adsorpcyjna oczyszczania powietrza,,, 9 reaktory rurowe, wymienniki ciepła, chłodnice,, 8, absorbery tlenku etylenu, 0 sprężarka gazu cyrkulującego, absorbery dwutlenku węgla, desorber dwutlenku węgla, podgrzewacze, kolumna odpędowa tlenku etylenu,, kolumny rektyfikacyjne

22 rozcieńczony kwas maleinowy gazy odlotowe bezwodnik maleinowy butan powietrze pozostałość Schemat instalacji otrzymywania bezwodnika maleinowego z butanu według procesu BP Chemicals - reaktor, - skraplacz, - skruber, - suszarka, - dehydrator, - kolumna destylacyjna. Na podstawie: Chem. Eng. News 99, 9(), ; Przem. Chem., 99, (), 8.

23 Gazy odlotowe Cykloheksanon Wodór Benzen System zabezpieczenia, tzw. Reaction quenching Powietrze Na CO Uproszczony schemat instalacji utleniania cykloheksanu do cykloheksanonu metodą Cyclopol, odparowalniki benzenu,, reaktory uwodornienia, skruber, reaktor utleniania, ekspander-ekstraktor, 8 kolumna destylacyjna cykloheksanu, 9 kolumna hydrolizująca, 0 kolumna zmydlająca, kolumna odwadniająca, kolumna destylacji wstępnej, kolumna destylacji cykloheksanonu, reaktor odwodornienia

24 Gazy odlotowe do oczyszczania Cykloheksan Woda 8 Cykloheksan Wody kwaśne Wody kwaśne Katalizator Powietrze Cykloheksan Katalizator Woda Cykloheksanol i cykloheksanon do dalszego oczyszczania Wody kwaśne Uproszczony schemat instalacji produkcji cykloheksanonu według technologii Cyclopol-bis. skruber, podgrzewacz, reaktor I stopnia, ekspander-ekstraktor, kolumna zatężająca, reaktor II stopnia, separator, 8 kolumna destylacyjna

25 Schemat instalacji produkującej aldehyd octowy metodą dwustopniową reaktor, kolumna odpędowa, kondensatory,, kolumny rektyfikacyjne, kotły parowe, kolumna regeneracyjna

26 Schemat instalacji produkującej kwas akrylowy z propylenu Gaz wydmuchowy Woda Kwas octowy Powietrze para 8 9 Powietrze Propylen wodna 0a Woda Woda 0 Kwas akrylowy Ekstrakcję można prowadzić za pomocą, np., octanu butylu, ksylenu, ketonu diizobutylowego, MEK lub NMP, a także stosując rozpuszczalniki hydrofobowe, np. mieszaninę difenylu i eteru difenylowego (proces BASF). Ekstrahent reaktor utleniania propylenu do akroleiny, reaktor utleniania akroleiny do kwasu akrylowego, wymienniki ciepła, układ: kocioł parowy-zbiornik pary i kondensatu, skruber, kolumna ekstrakcyjna, kolumna regeneracji ekstrahentu, 8, 9 kolumny rektyfikacyjne, 0 chłodnica, pompy

27 H SO Gaz H O H O H O H O H O Powietrze + para wodna Glikol etylenowy+woda Ciekły amoniak Ciekły propylen HCN (NH ) SO Surowy akrylonitryl H O H O H O 0 Akrylonitryl Schemat instalacji produkującej akrylonitryl metodą Sohio; sprężarka powietrza, wymienniki ciepła, reaktor fluidalny,, absorbery, kolumna odpędowa,, 8, 9 kolumny rektyfikacyjne, 0 kondensator, podgrzewacze parowe 8 9 Acetonitryl, woda Produkty uboczne

28 Schemat instalacji produkującej tlenek propylenu metodą izobutanową Izobutan Frakcja Gazy Propylen H H O O lekka odpadowe H O H O H O H O H O 0 Propylen Katalizator WNTB 8 9 Tlenek propylenu H O Powietrze H O Do spalania Katalizator, alkohol tert-butylowy, poliol reaktor, kolumna destylacyjna izobutanu, kolumna destylacyjna wodoronadtlenku tert-butylu, reaktory epoksydowania, kolumna destylacyjna, rozdzielacz faz,, 8 kolumny destylacyjne propylenu, 9 kolumna destylacyjna tlenku propylenu, 0 chłodnice zwrotne

29 H O Gaz NaOH Propylen H O Propylen H O Katalizator H O 8 9 H O Powietrze Etylobenzen Etylobenzen H O H O H O H O Tlenek propylenu 0 -Fenyloetanol Katalizator, polimery, acetofenon, -fenyloetanol Schemat instalacji produkującej tlenek propylenu metodą etylobenzenową. reaktor utleniania etylobenzenu, deflegmator, skruber, rozdzielacz, wymiennik ciepła, kolumna destylacyjna etylobenzenu, reaktory epoksydowania, 8, 9 kolumny destylacyjne propylenu, 0 kolumna destylacyjna tlenku propylenu,, kolumny destylacyjne -fenyloetanolu

30 Gaz odlotowy H O p-ksylen Powietrze Rozpuszczalnik H O 8 Ciężka pozostałość Recyrkulowany rozpuszczalnik Surowy kwas tereftalowy Schemat instalacji produkującej kwas tereftalowy metodą Amoco. reaktor utleniania, chłodnice, separator, zbiornik pośredni, autoklaw, wirówka,, 8 kolumny rektyfikacyjne

31 H SO woda solanka NaOH woda NaOH woda woda woda woda woda woda 8 aceton 9 0 ArH fenol kumen WNK para para para para para powietrze smoła smoła Rys. Schemat instalacji produkującej fenol i aceton metodą kumenową. reaktor utleniania, chłodnice (skraplacze), neutralizator-separator, wymiennik ciepła, zbiornik świeżego i powrotnego kumenu,, 8- kolumny rektyfikacyjne, węzeł kwaśnego rozłożenia wodoronadtlenku kumenu

32 woda chłodząca gaz woda N 8 0 CH CHO (CH COO) Mn s 9 CH COOH 8 tlen (CH CO) O CH COOC H Schemat produkcji bezwodnika octowego z aldehydu octowego mieszalnik, pompa, reaktor, chłodnice, rozdzielacze, skruber,, 9, kolumny rektyfikacyjne,

33 kwas walerianowy gazy odlotowe HNO rozcieńczony 9 0 % r-r HNO 8 cykloheksanol H O H O 0 % r-r HNO 0 roztwór macierzysty kwas adypinowy (surowy) powietrze Schemat instalacji produkującej kwas adypinowy: pompa,, reaktory,, separatory,, skrubery, 8 próżniowa kolumna rektyfikacyjna, 9 krystalizator, 0 wirówka; Na podstawie: Lebediev N.N., Chimija i technologija osnownogo, organicieskogo i neftechimicieskogo sinteza, Moskva Chimija, 988.

34 r-r -etyloantrachinonu po regeneracji wodór woda odpowietrzenie 9 r-r -etyloantrachinonu powietrze 8 H O Schemat instalacji produkującej nadtlenek wodoru metodą antrachinonową reaktor uwodornienia, chłodnica zwrotna, filtr do oddzielania katalizatora, zbiornik r-ru antrachinonu, chłodnica cieczy, reaktor utleniania, kolumna ekstrakcyjna, 8 zbiornik przejściowy ekstraktu, 9 kolumna destylacyjna

35