СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКРОЛЕИНА, ИЛИ АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ, ИЛИ ИХ СМЕСИ ИЗ ПРОПАНА

1. Способ получения акролеина, акриловой кислоты, или их смеси из пропана, при котором
А) в первую реакционную зону А подают по меньшей мере два газообразных потока подачи, содержащих пропан, по меньшей мере один из которых содержит свежий пропан, с образованием реакционного газа А;
в реакционной зоне А реакционный газ А проводят по меньшей мере через один слой катализатора, в котором путем частичного гетерогенно-катализируемого дегидрирования пропана образуются молекулярный водород и пропилен;
в реакционную зону А подают молекулярный кислород, который окисляет в реакционной зоне А по меньшей мере часть содержащегося в реакционном газе А молекулярного водорода до водяного пара, и
отбирают из реакционной зоны А газ-продукт А, содержащий пропилен, пропан и водяной пар;
В) содержащийся в газе-продукте А водяной пар при необходимости полностью или частично путем прямого и/илинепрямого охлаждения отделяют в первой зоне разделения 1 методом конденсации с сохранением газа-продукта А*;
C) в реакционной зоне В, подавая молекулярный кислород, используют газ-продукт А или газ-продукт А* для подачи по меньшей мере в один реактор окисления с реакционным газом В, содержащим пропан, пропилен и молекулярный кислород, и подвергают содержащийся в нем пропилен гетерогенно-катализируемому частичному окислению в газовой фазе с образованием акролеина или акриловой кислоты или их смеси в качестве целевого продукта, а также газа-продукта В, содержащего непревращенный пропан;
D) из реакционной зоны В выводят газ-продукт В и отделяют содержащийся в нем целевой продукт во второй зоне разделения II, причем остается остаточный газ, содержащий пропан;
Е) при необходимости возвращают часть остаточного газа, имеющую состав остаточного газа, в качестве потока подачи, содержащего пропан, в реакционную зону А;
F) в зоне разделения III пропан, содержащийся в не возвращенном в реакционную зону А остаточном газе, из которого ранее при необходимости конденсацией удалили, возможно, содержавшийся в нем водяной пар и/или посредством разделительной мембраны полностью или частично удалили содержавшийся в нем, молекулярный водород, отделяют путем абсорбции в органическим растворителем (абсорбенте) с образованием содержащего пропан абсорбата; и
G) в разделительной зоне IV отделяют пропан от абсорбата и возвращают в реакционную зону А в виде содержащего пропан потока подачи,
отличающийся тем, что в реакционной зоне А окисляют до водяного пара по меньшей мере столько молекулярного водорода, чтобы это окисленное в реакционной зоне А до водяного пара количество водорода составляло по меньшей мере 20 мол.% количества молекулярного водорода, образовавшегося в реакционной зоне А.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть теплоты, вырабатывающейся при окислении молекулярного водорода в реакционной зоне А, применяют для того, чтобы путем непрямого теплообмена с реакционным газом А, или продуктом-газом А, или реакционным газом А и продуктом-газом А используемыми в качестве теплоносителя, нагревать газообразные потоки подачи, подаваемые в реакционную зону А.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество окисляемого до водяного пара в реакционной зоне А водорода составляет по меньшей мере 30 мол.% количества молекулярного водорода, образовавшегося в реакционной зоне А.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество окисляемого до водяного пара в реакционной зоне А водорода составляет по меньшей мере 40 мол.% количества молекулярного водорода, образовавшегося в реакционной зоне А.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество окисляемого до водяного пара в реакционной зоне А водорода составляет от 20 до 90 мол.% количества молекулярного водорода, образовавшегося в реакционной зоне А.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество окисляемого до водяного пара в реакционной зоне А водорода составляет от 30 до 70 мол.% количества молекулярного водорода, образовавшегося в реакционной зоне А.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционный газ В содержит молекулярный водород.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционный газ В не содержит молекулярный водород.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт-газ А, отобранный из реакционной зоны А, применяют как таковой для загрузки по меньшей мере одного реактора окисления в реакционной зоне В.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зоне разделения I конденсацией отделяют по меньшей мере 5 мол.% содержащегося в продукте-газе А водяного пара.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зоне разделения I конденсацией отделяют по меньшей мере 25 мол.% содержащегося в продукте-газе А водяного пара.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зоне разделения I конденсацией отделяют по меньшей мере 50 мол.% содержащегося в продукте-газе А водяного пара.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зоне разделения I конденсацией отделяют от 5 до 98 мол.% содержащегося в продукте-газе А водяного пара.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что рабочее давление в реакционной зоне А составляет от 1 до 5 бар.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что для значений рабочего давления Р, в каждом случае определенного на входе в соответствующую зону, в различных зонах способа согласно изобретению действуют следующие соотношения:
реакционная зона
А
зона разделения I
реакционная зона В
зона разделения
II
зона разделения III
зона разделения IV
реакционная зона А
Р > Р> Р > Р < Р> Р > Р.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что молекулярный водород сжигают с помощью молекулярного кислорода в реакционной зоне А самое позднее тогда, когда уже образовалось 90 мол.% общего количества формирующегося в реакционной зоне А молекулярного водорода.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что молекулярный водород сжигают с помощью молекулярного кислорода в реакционной зоне А самое позднее тогда, когда уже образовалось 75 мол.% общего количества формирующегося в реакционной зоне А молекулярного водорода.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что молекулярный водород сжигают с помощью молекулярного кислорода в реакционной зоне А самое позднее тогда, когда уже образовалось 65 мол.% общего количества формирующегося в реакционной зоне А молекулярного водорода.
19. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зоне разделения I конденсацией отделяют по меньшей мере часть содержащегося в продукте-газе А водяного пара, и это отделение обеспечивают путем прямого или непрямого охлаждения продукта-газа А.
20. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть остаточного газа, имеющую состав остаточного газа, возвращают в качестве потока подачи, содержащего пропан, в реакционную зону А, а остаточный газ содержит молекулярный кислород.
21. Способ по п.1, отличающийся тем, что подаваемый в реакционную зону А молекулярный кислород, также подают как составную часть воздуха.
22. Способ по п.1, отличающийся тем, что подаваемый в реакционную зону А молекулярный кислород, также подают как составную часть газа, который содержит не более 50 об.% отличных от молекулярного кислорода компонентов.
23. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделение пропана из абсорбата в зоне разделения IV проводят методом отгонки (стриппинга) с помощью содержащего водяной пар газа, а стрип-газ, нагруженный пропаном, возвращают в реакционную зону А в виде содержащего пропан потока подачи.
24. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционная зона А оформлена в адиабатическом режиме.
25. Способ по п.1, отличающийся тем, что при расчете на однократное прохождение реакционной зоны А, реакции дегидрирования в реакционной зоне А подвергают от 10 до 40 мол.% общего количества пропана, поданного в реакционную зону А.
26. Способ по п.1, отличающийся тем, что в состав реакционной зоны А входит по меньшей мере один многоступенчатый реактор.
27. Способ по п.1, отличающийся тем, что образующийся в реакционной зоне А реакционный газ А отличается следующим составом:
от 50 до 80 об.% пропана,
от 0,1 до 20 об.% пропилена,
2
от 0 до 10 об.% Н,
от 0 до 20 об.% Na, и
2
от 5 до 15 об.% HO.
28. Способ по п.1, отличающийся тем, что образующийся в реакционной зоне А реакционный газ А отличается следующим составом:
от 55 до 80 об.% пропана,
от 0,1 до 20 об.% пропилена,
2
от 2 до 10 об.% Н,
2
от 1 до 5 об.% O,
2
от 0 до 20 об.% N, и
2
от 5 до 15 об.% HO.
29. Способ по п.1, отличающийся тем, что отбираемый из реакционной зоны А продукт-газ А отличается следующим составом:
от 30 до 50 об.% пропана,
от 15 до 30 об.% пропилена,
2
от 0 до 10 об.% Н,
2
от 10 до 25 об.% HO,
2
от 0 до 1 об.% O и
2
от 0 до 35 об.% N.
30. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт-газ А охлаждают путем непрямого теплообмена с отделенным в зоне разделения IV и возвращенным в реакционную зону А потоком подачи, содержащим пропан.
31. Способ по п.1, отличающийся тем, что гетерогенно-катализируемое частичное окисление в газовой фазе представляет собой двухступенчатое частичное окисление пропилена до акриловой кислоты.
32. Способ по п.31, отличающийся тем, что реакционный газ, подаваемый на второй этап окисления, содержит следующие компоненты:
от 3 до 25 об.% акролеина,
от 5 до 65 об.% молекулярного кислорода,
от 6 до 70 об.% пропана,
2
от 0 до 20 об.% Н,
2
от 8 до 65 об.% HO и
2
от 0 до 70 об.% N.
33. Способ по п.1, отличающийся тем, что остаточный газ содержит следующие компоненты:
2
от 1 до 20 об.% HO,
2
от 0 до 80 об.% N,
от 10 до 90 об.% пропана,
2
от 0 до 20 об.% Н,
2
от 0 до 10 об.% O,
2
от 1 до 20 об.% CO и
от 0 до 5 об.% СО
34. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделенный в зоне разделения IV поток подачи, содержащий пропан и возвращаемый в реакционную зону А, содержит следующие компоненты:
от 80 до 99,99 мол.%, пропана,
от 0 до 5 мол.%, пропилена и
2
от 0 до 20 мол.%, HO.
35. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть остаточного газа, соответствующую по составу остаточному газу, возвращают в качестве содержащего пропан потока подачи в реакционную зону А, и это количество остаточного газа составляет до 10 вес.% от общего количества остаточного газа.
36. Способ по любому из пп.1-35, отличающийся тем, что подаваемый в реакционную зону В молекулярный кислород также подают как составную часть газа, который содержит не более 50 об.% отличных от молекулярного кислорода компонентов.
37. Способ по любому из пп.1-35, отличающийся тем, что подаваемый в реакционную зону А молекулярный кислород также подают как составную часть воздуха.