СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКРОЛЕИНА, АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ ИЛИ ИХ СМЕСИ ИЗ ПРОПАНА

1. Способ получения акролеина, акриловой кислоты или их смеси из пропана, в соответствии с которым
A) в первую реакционную зону А вводят по меньшей мере два образующих реакционный газ А, содержащих пропан газообразных исходных потока, по меньшей мере один из которых содержит свежий пропан,
реакционный газ А пропускают по меньшей мере через один слой катализатора реакционной зоны А, в котором вследствие частичного гетерогенно-катализируемого дегидрирования пропана образуются молекулярный водород и пропилен,
в реакционную зону А вводят молекулярный кислород, который окисляет содержащийся в реакционном газе А молекулярный водород до водяного пара, и
из реакционной зоны А отбирают газообразный продукт А, содержащий молекулярный водород, водяной пар, пропилен и пропан,
B) отбираемый из реакционной зоны А газообразный продукт А при подаче молекулярного кислорода используют в реакционной зоне В для питания по меньшей мере одного реактора окисления реакционным газом В, содержащим молекулярный водород, водяной пар, пропан, пропилен и молекулярный кислород, и содержащийся в реакционном газе В пропилен подвергают в реакционной зоне В гетерогенно-катализируемому частичному газофазному окислению, получая газообразный продукт В, содержащий акролеин, акриловую кислоту или их смесь в качестве целевого продукта, непревращенный пропан, молекулярный водород, водяной пар и диоксид углерода в качестве побочных продуктов, а также другие побочные компоненты с температурой кипения ниже и выше точки кипения воды,
C) газообразный продукт В выводят из реакционной зоны В и в первой зоне разделения I выделяют содержащиеся в нем целевой продукт, воду и побочные компоненты с температурой кипения выше точки кипения воды, причем остающийся после их выделения остаточный газ I содержит непревращенный пропан, диоксид углерода, молекулярный водород, побочные компоненты с температурой кипения ниже точки кипения воды, а также, при необходимости, непревращенные в реакционной зоне В пропилен и молекулярный кислород,
D) остаточный газ I подвергают во второй зоне разделения II дополнительной обработке 1, состоящей в отмывке содержащегося в нем диоксида углерода и, при необходимости, конденсации, при необходимости, оставшейся в нем воды,
в качестве операции дополнительной обработки 2 из производственного процесса выводят частичное количество остаточного газа I,
остаточный газ I подвергают, при необходимости, выполняемой в третьей зоне разделения III дополнительной обработке 3, состоящей в выделении содержащегося в нем молекулярного водорода посредством разделительной мембраны, и
в качестве, при необходимости, выполняемой операции дополнительной обработки 4 химически восстанавливают, при необходимости, содержащийся в остаточном газе I молекулярный кислород,
причем операции дополнительной обработки 1-4 выполняют в произвольной последовательности, и
Е) содержащий непревращенный пропан остаточный газ I после выполнения операций дополнительной обработки 1 и 2, а также, при необходимости, 3 и/или 4 возвращают в реакционную зону А в качестве по меньшей мере одного из по меньшей мере двух содержащих пропан исходных потоков,
отличающийся тем, что
в реакционной зоне А осуществляют окисление определенного количества (М) молекулярного водорода до водяного пара, которое составляет по меньшей мере 5 мол.%, но не более 95 мол.% от суммарного количества производимого в реакционной зоне А и, при необходимости, вводимого в нее молекулярного водорода.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество (М) молекулярного водорода, окисляемого в реакционной зоне А до водяного пара, составляет по меньшей мере 10 мол.%, но не более 90 мол.% от суммарного количества производимого в реакционной зоне А и, при необходимости, вводимого в нее молекулярного водорода.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество (М) молекулярного водорода, окисляемого в реакционной зоне А до водяного пара, составляет по меньшей мере 20 мол.%, но не более 80 мол.% от суммарного количества производимого в реакционной зоне А и, при необходимости, вводимого в нее молекулярного водорода.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество (М) молекулярного водорода, окисляемого в реакционной зоне А до водяного пара, составляет по меньшей мере 40 мол.%, но не более 60 мол.% от суммарного количества производимого в реакционной зоне А и, при необходимости, вводимого в нее молекулярного водорода.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционный газ В, используемый для подачи по меньшей мере в один реактор окисления, содержит
от 4 до 25 об.% пропилена,
от 6 до 70 об.% пропана,
от 5 до 60 об.% воды,
от 8 до 65 об.% кислорода и
от 0,3 до 20 об.% водорода.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционный газ В, используемый для подачи по меньшей мере в один реактор окисления, содержит
от 6 до 15 об.% пропилена,
от 6 до 60 об.% пропана,
от 5 до 30 об.% воды,
от 8 до 35 об.% кислорода и
от 2 до 18 об.% водорода.
1
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что молярное отношение V содержащегося в реакционном газе В пропана к содержащемуся в реакционном газе В пропилену составляет от 1:1 до 9:1.
1
8. Способ по п.5, отличающийся тем, что молярное отношение V содержащегося в реакционном газе В пропана к содержащемуся в реакционном газе В пропилену составляет от 1:1 до 7:1.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что источником молекулярного кислорода, необходимого для использования в реакционной зоне В, служит чистый молекулярный кислород или смесь молекулярного кислорода с инертным газом, содержащая не более 10 об.% инертного газа.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что источником молекулярного кислорода, необходимого для использования в реакционной зоне А, служит чистый молекулярный кислород или смесь молекулярного кислорода с инертным газом, содержащая не более 10 об.% инертного газа.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что источником молекулярного кислорода, необходимого для использования в реакционной зоне А, служит воздух, а источником молекулярного кислорода, необходимого для использования в реакционной зоне В, служит чистый молекулярный кислород или смесь молекулярного кислорода с инертным газом, содержащая не более 10 об.% инертного газа.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционный газ В, используемый для подачи по меньшей мере в один реактор окисления, содержит от 0,1 до 30 об.% диоксида углерода.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционный газ В, используемый для подачи по меньшей мере в один реактор окисления, содержит от 1 до 20 об.% диоксида углерода.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционный газ В, используемый для подачи по меньшей мере в один реактор окисления, содержит ≤5 об.% молекулярного азота.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционная зона А является адиабатической.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционная зона А выполнена в виде полочного реактора.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно обработанный остаточный газ I, возвращаемый в реакционную зону А, содержит молекулярный кислород, водяной пар, молекулярный водород, монооксид углерода и диоксид углерода.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно обработанный остаточный газ I, возвращаемый в реакционную зону А, содержит от 5 до 15 об.% диоксида углерода.
19. Способ по п.1, отличающийся тем, что отмывку диоксида углерода из остаточного газа I осуществляют посредством водного раствора карбоната калия.
20. Способ по п.1, отличающийся тем, что отмывку диоксида углерода из остаточного газа I осуществляют под давлением от 3 до 50 бар.
21. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зоне разделения I из газообразного продукта В отделяют воду в количестве, составляющем по меньшей мере 70 мол.% от количества образующейся в реакционной зоне В воды.
22. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зоне разделения I из газообразного продукта В отделяют воду в количестве, составляющем по меньшей мере 90 мол.% от количества образующейся в реакционной зоне В воды.
23. Способ по одному из пп.1-22, отличающийся тем, что количество пропана, содержащегося в выводимом в единицу времени из производственного процесса остаточном газе I, составляет менее 30 мол.% в пересчете на количество вводимого в производственный процесс в единицу времени свежего пропана.
24. Способ по одному из пп.1-22, отличающийся тем, что количество пропана, содержащегося в дополнительно обработанном остаточном газе I, возвращаемом в реакционную зону А, составляет по меньшей мере 90 мол.% от количества пропана, содержащегося в газообразном продукте В.