Синтез пропионового альдегида

Пропионовый альдегид является исходным сырьем для получения нормального пропанола и пропионовой кислоты, широко применяемых в сельском хозяйстве, химико-фармацевтической промышленности и др. отраслях.

Основная реакция (3.17) сопровождается рядом побочных превращений этилена, при которых образуются этан, пропионовая кислота, диэтилкетон (реакции 3.18):

С₂Н₄ + СО + Н₂ ® СН₃СН₂СНО; - DН = 164 кДж/моль (3.17)

Пропионовый альдегид, в свою очередь, может гидрироваться в спирт, димеризоваться, а также превращаться в пропилформиат и пропилпропионат (реакции 3.19):

Технологическая схема процесса приведена на рис. 3.9. Раствор нафтената кобальта в кубовом продукте и часть синтез-газа подаются в карбонилообразователь 1. Реакция образования карбонилов кобальта осуществляется при 170-180⁰С и давлении 30 МПа.

Продукты реакции из карбонилообразователя поступают в реактор гидроформилирования 2. Туда же подаются этилен и остальная часть синтез-газа. Гидроформилирование этилена протекает при 150-160⁰С и 30 МПа. Продукты гидроформилирования в сепараторе 3 отделяются от непрореагировавшего синтез-газа и поступают на окислительную декобальтизацию в колонну 4, где они контактируют с воздухом при температуре 30-60⁰С и давлении 0,2-0,4 МПа.

Рис. 3.9. Схема синтеза пропанола

1 – карбонилообразователь; 2 – реактор гидроформилирования;

3 и 5 – сепараторы; 4 – колонна декобальтизации; 6 – испаритель;

7 – ректификационная колонна.

Потоки: I – Раствор нафтената кобальта в кубовом продукте;

II – синтез-газ; III – этилен; IV – продукты гидроформилирования;

V – воздух; VI – декобальтизованный продукт; VII – смесь пропионового альдегида, пропанола, пропилформиата и димеров;

VIII – пропионовый альдегид; IX – кубовый продукт на сжигание.

Продукты декобальтизации отделяются от отработанного воздуха в сепараторе 5 и подаются в роторный испаритель 6. В испарителе отгоняется смесь пропионового альдегида и спирта, пропилформиата и димеров, которая направляется на ректификационную колонну 7.

Жидкий остаток из испарителя, представляющий собой высококипящие продукты с растворенными в них солями кобальта, возвращается в процесс. В качестве дистиллята колонны 7 отбирается пропионовый альдегид, который далее направляется либо на окисление, либо на гидрирование. Выход пропионового альдегида при 95% - ной конверсии этилена составляет 85%.

Синтез масляных альдегидов

Нормальный масляный альдегид является исходным сырьем для получения 2-этилгексанола, нормального бутилового спирта и этриола. Изомасляный альдегид перерабатывается в изобутиловый спирт, неопентилгликоль и изобутилизобутират. В основу процесса положена нафтенатно-испарительная схема регенерации катализатора.

На стадии гидроформилирования образуются целевые альдегиды (реакция 3.20) и ряд побочных продуктов – пропан, масляные кислоты и дипропилкетон (реакции 3.21):

	(3.20)
С3H6 + H2 → C3H8 C3H6 + CO + H2O → C3H7COOH 2 C3H6 +CO + H2 → C3H7CO C3H7	(3.21)

Технологическая схема синтеза масляных альдегидов приведена на рис. 3.10.

Раствор нафтената кобальта в кубовом остатке и часть синтез-газа направляются в карбонилообразователь 1. Реакция образования карбонилов кобальта осуществляется при температуре 170-180⁰С и давлении 23-30 МПа. Раствор карбонилов кобальта далее поступает в блок гидроформилирования, состоящий из двух последовательно соединенных реакторов 2 и 3. Туда же подаются пропан-пропиленовая фракция, растворитель (толуол) и синтез-газ.

Рис. 3.10. Схема синтеза масляных альдегидов.

1 – карбонилообразователь; 2 и 3 – реакторы гидроформилирования; 4 и 6 – сепараторы; 5 – декобальтизер; 7, 9 и 11 – ректификационные колонны; 8 и 10 – емкости;

Потоки: I – раствор нафтената кобальта; II – синтез-газ; III – раствор карбонилов кобальта; IV – пропан-пропиленовая фракция; V – продукты гидроформилирования; VI – воздух; VII – декобальтизованный продукт; VIII – вода на очистку; IX – сырые масляные альдегиды; X – изомасляный альдегид; XI – нормальный масляный альдегид; XII – кубовые продукты; XIII – смесь толуола, бутилформиатов, масляных альдегидов и бутиловых спиртов; XIV – раствор нафтената кобальта в кубовом остатке; XV – азеотроп толуола с бутиловыми спиртами и бутилформиатами на омыление бутилформиатов; XVI – толуол-рециркулят.

Гидроформилирование пропилена проводится при 110-150⁰С и давлении 23 -30 МПа. Тепло, выделяющееся в результате реакции, снимается через встроенные теплообменники. Продукты гидроформилирования в сепараторе 4 отделяются от непрореагировавшего синтез-газа, после чего дросселируются и направляются на окислительную декобальтизацию в реактор колонного типа 5. Продукты гидроформилирования контактируют с воздухом при 50-70⁰С и давлении 0,3-0,4 МПа. Далее газо-жидкостная смесь в сепараторе 6 отделяется от отдувочных газов и направляется в ректификационную колонну 7. Дистиллят колонны (смесь масляных альдегидов и воды) отводится в емкость 8, где происходит ее расслаивание. Органический слой из емкости 8 направляется в колонну 9, а водный – на очистку. В колонне 9 происходит разделение нормального и изомасляного альдегидов. В виде дислиллята отбирается азеотроп изомасляного альдегида с водой, который отводится в емкость 10.

В емкости происходит расслаивание продуктов. Органический слой – изомасляный альдегид – направляется на гидрирование (в случае получения изобутилового спирта), а водный слой – на очистку.

В виде бокового погона из нижней части колонны 9 отбирается нормальный масляный альдегид. Из куба колонны периодически выводится кубовый остаток, который присоединяется к питанию колонны 7. В виде бокового погона из нижней части колонны 7 отбираются толуол, бутилформиаты и остаточное количество масляных альдегидов и бутиловых спиртов. Эта смесь поступает в колонну 11. В виде дистиллята с колонны 11 отбираются азеотропы толуола с бутиловыми спиртами и бутилформиаты, которые направляются на стадию омыления бутилформиата. Кубовый продукт колонны 11, представляющий собой толуол-рециркулят, возвращается на стадию синтеза. Кубовый продукт колонны 7, содержащий димеры, тримеры пропилена, соли кобальта и нафтеновые кислоты, после переиспарения возвращаются на стадию карбонилообразования.

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: