Оксосинтез

Реакционные устройства гидроформилирования пропилена

Совершенствование реакционных систем гидроформилирования олефинов, и в первую очередь - пропилена, происходило паралельно с развитием технологии этих процессов. При этом основными вопросами, которые должны были решаться при разработке конструкции реакторных устройств, исходя из особенностей процесса, явля­лись: отвод реакционного тепла, обеспечение стабильности катали­тических систем, достижение высокой производительности и высоко­го выхода ценных целевых продуктов.

Видное место как в развитии процессов оксосинтеза, так и в совершенствования реакторных устройств занимают фирмы ФРГ.

Еще в 1942 г. появляется первый патент фирмы Рурхеми А.Г. [1] , в котором предусматривается проведение процесса в присут­ствии суспендированного кобальтового катализатора в пустотелой вертикальной или горизонтальной трубе небольшого диаметра, либо в пучке труб с отводом тепла с помощью внешнего охлаждающего устройства. С целью обеспечения высокой конверсии пропилена пре­дусматривалось последовательное соединение ряда труб.

В дальнейшем был предложен змеевиковый реактор [2] . Зме­евик помещался в емкость, заполненную жидкостью, температурой кипения которой поддерживалась необходимая температура реакционной среды внутри змеевиков. При этом предусматривалось секци­онированное охлаждение с помощью деления емкости с охлаждающей жидкостью на секции, а также возможность подачи синтез-газа в различные зоны реактора. Змеевиковая труба имела зоны с увеличенным диаметром.

Появление процесса, в котором катализатор вводился в виде водного раствора [3], потребовало   разработки реакторных устройств, обеспечивающих интенсивное перемешивание фаз, в связи с чем был предложен и запатентован реакционный аппарат с трубками высокого давления с коаксиальной внутренней винтовой на­резкой небольшого шага [4].

В патенте [5] впервые предлагается для гидроформилирования реактор колонного типа о концентрически вмонтированной тру­бой, обеспечивающей внутреннее перемешивание продуктов (рис. 1) Газообразные, а при необходимости и жидкие, реагенты через сопла подаются внутрь концентрической трубы, вследствие чего в реакторе возникает циркуляция жидких продуктов: в концентрической трубе поток поднимается вверх, снаружи этой трубы он опус­кается вниз. Температура реакционной среды, по этому патенту, регулируется за счет подачи сырьевых компонентов в охлажденном состояния и за счет подачи холодного рециркулята. Реакционная смесь выводится из реактора сверху.

 

Схема реактора гидроформилирования с внутренней циркуляционной трубой

Рис. 1. Схема реактора гидроформилирования с внутренней циркуляционной трубой:

 I - подача подогретого сырья в реактор; II - подача не подогре­того сырья; III- ведение охлажденных продуктов реакции; IV - выведение продуктов из реактора.