us 8101805

Upload: anonymous-ee5doj

Post on 13-Apr-2018

215 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 7/26/2019 Us 8101805

    1/10

    1 2 ) United S t a t e s

    Patent

    Al-Rabiah

    e t a ] .

    US008101805B2

    US 8 , 1 0 1 , 8 0 5 B2

    J a n . 2 4 ,

    2 0 1 2

    ( 1 0 ) Patent N 0 . :

    ( 4 5 ) Date o f P a t e n t :

    ( 5 4 )

    ( 7 5 )

    ( 7 3 )

    ( 2 1 )

    ( 2 2 )

    ( 6 5 )

    ( 6 3 )

    ( 5 1 )

    ( 5 2 )

    ( 5 8 )

    LOW

    RESSURE ONE-STEP

    GAS-PHASE

    PROCESS FOR

    PRODUCTION

    OFMETHYL

    ISOBUTYLKETONE

    I n v e n t o r s :

    Abdulrahman

    A

    l - R a b i a h ,

    R i y a d h

    ( S A ) ; A b d u l a z i z A B a g a b a s ,

    R i y a d h

    ( S A ) ; Akhmedov a g i f M a l ik , B a k u ,

    AZ

    ( U S )

    King

    b d u l a z i z

    C i t y

    f o r

    S c i e n c e

    and

    T e c h n o l o g y

    ( K A C S T ) ,

    R i y a d h ( S A )

    A s s i g n e e :

    N o t i c e :

    S u b j e c t

    t o a n y d i s c l a i m e r , t h e t e r m

    o f

    h i s

    p a t e n t

    i s

    e x t e n d e d o r a d j u s t e d

    u n d e r

    3 5

    U . S . C . 1 5 4 ( b )

    b y

    0

    d a y s .

    A p p l . N 0 . : 1 3 / 1 5 4 , 4 7 5

    F i l e d : J u n . 7 , 2011

    Prior P u b l i c a t i o n Data

    US 2 0 1 1 / 0 2 3 7 8 3 7

    A1

    S e p .

    2 9 , 2 0 1 1

    R e l a t e d US.

    A p p l i c a t i o n

    Data

    C o n t i n u a t i o n - i n - p a r t o f a p p l i c a t i o n N o . 1 3 / 0 9 1 , 0 8 9 ,

    ? l e d

    on p r . 2 0 , 2 0 1 1 ,

    noW a b a n d o n e d .

    I n t .

    C l .

    C07C 5 / 8 2

    ( 2 0 0 6 . 0 1 )

    C07C

    5 / 8 4

    ( 2 0 0 6 . 0 1 )

    US.

    l.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568/388; 568/392

    Field of

    Classi?cation Search

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568/388,

    5 6 8 / 3 9 2

    S e e

    a p p l i c a t i o n ? l e

    f o r c o m p l e t e

    s e a r c h h i s t o r y .

    ( 5 6 ) R e f e r e n c e s C i t e d

    U . S .

    PATENTDOCUMENTS

    3 , 6 6 6 , 8 1 6

    A

    5 / 1 9 7 2 T a k a g i

    e t

    a 1 .

    3 , 9 5 3 , 5 1 7 A

    4 / 1 9 7 6

    S c h m i t t

    e t

    a 1 .

    4 , 1 6 3 , 6 9 6

    A

    8 / 1 9 7 9 Wong

    6 , 0 0 8 , 4 1 6 A 1 2 / 1 9 9 9 Lawson

    t a 1 .

    6 , 7 6 2 , 3 2 8 B2

    7 / 2 0 0 4 Saayman t 3 1 .

    7 , 6 7 1 , 2 3 9 B2

    3 / 2 0 1 0

    Hahn

    t

    a l .

    Primary

    Examiner i k a r l

    Witherspoon

    ( 7 4 ) A t t o r n e y , A g e n t , o r

    Firm

    *

    eeta Kadambi;

    Riddhi 1 P

    LLC

    ( 5 7 ) ABSTRACT

    A o w - p r e s s u r e o n e - s t e p g a s - p h a s e p r o c e s s

    f o r

    t h e p r o d u c t i o n

    a n d

    r e c o v e r y o f m e t h y l i s o b u t y l

    k e t o n e

    (MIBK) s d i s c l o s e d .

    O n e - s t e p

    g a s - p h a s e s y n t h e s i s o f MIBK

    r o m

    a c e t o n e

    a n d

    h y d r o g e n o v e r n a n o - P d / n a n o - Z n C r 2 O 4 c a t a l y s t a t a t m o

    s p h e r i c p r e s s u r e

    i s used a s a n e x a m p l e .

    The

    s a i d

    p r o c e s s

    i s

    d e s i g n e d to

    r e c o v e r t h e

    a d d i t i o n a l h e a t

    a s s o c i a t e d

    W i t h

    t h e

    r e a c t o r e f ? u e n t v i a

    h e a t i n g

    a c e t o n e f e e d a n d

    r e c y c l e ( m i x e d

    a c e t o n e )

    b e f o r e

    e n t e r i n g t h e

    r e a c t o r .

    A o m p r e s s o r i s

    i n t r o

    duced o t h e

    g a s - p h a s e

    p r o c e s s t o i n c r e a s e s l i g h t l y t h e r e a c t o r

    e ? l u e n t p r e s s u r e b e f o r e

    t h i s e f f l u e n t

    i s cooled

    and

    f e d

    t o

    a

    ? a s h

    d r u m .

    The o m p r e s s e d

    r e a c t o r

    e f ? u e n t s u s e d o p r e h e a t

    h y d r o g e n

    f e e d

    a n d r e c y c l e ( m i x e d h y d r o g e n )

    b e f o r e

    e n t e r i n g

    t h e r e a c t o r . T h e

    s e p a r a t i o n s c h e m e

    o f l o w - p r e s s u r e o n e - s te p

    g a s - p h a s e p r o c e s s

    c o m p r i s e s

    o f s e v e r a l d i s t i l l a t i o n

    c o l u m n s

    u s e d

    f o r M I B K

    s e p a r a t i o n a n d

    p u r i ? c a t i o n .

    1 2 C l a i m s,

    3 Drawing S h e e t s

  • 7/26/2019 Us 8101805

    2/10

    US. P a tent J a n . 2 4 ,

    2 0 1 2

    S h e e t

    1 o f 3 US

    , 1 0 1 , 8 0 5 B2

    F5 0 E

    8 T

    m m m o o m l

    o p o n o o m5 5k

    w l m z o

    m i a

    < @ /

    2 L

    N o T m5 2

    =

    m o T m

    i

    S T M

    1

    O 2 ;

    5 T >

    N 2 | >T D

    1 ;

    A H

    E 0 2 9 15

    6 m m8 5 :

    m o T m

    @ 2 5 2

    8 3

  • 7/26/2019 Us 8101805

    3/10

    US. P a tent J a n . 2 4 ,

    2 0 1 2

    S h e e t 2

    o f 3 US

    , 1 0 1 , 8 0 5 B2

    H Y D R O G E N S14

    F E E D 8 1 5 x v

    R E C Y C L E D

    |:>

    H Y D R O G E N

    R E C Y C L E D

    A C E T O N E

    S17

    R

    AS PHASE

    SECTION

    MIBK P R O C E S S

    F i g u r e

    2

  • 7/26/2019 Us 8101805

    4/10

    US. P a tent J a n . 2 4 ,

    2 0 1 2

    S h e e t 3

    o f 3 US

    , 1 0 1 , 8 0 5 B2

    E l i ;

    m w w

    M2 0 5 2

  • 7/26/2019 Us 8101805

    5/10

    US

    8 , 1 0 1 , 8 0 5

    B2

    1

    LOW

    RESSURE ONE-STEP

    GAS-PHASE

    PROCESS FOR

    PRODUCTION

    OFMETHYL

    ISOBUTYLKETONE

    CROSS REFERENCE TO RELATED

    APPLICATION

    T h i s

    a p p l i c a t i o n i s a

    c o n t i n u a t i o n - i n - p a r t

    a p p l i c a t i o n

    a n d

    c l a i m s p r i o r i t y t o US. a t e n t a p p l i c a t i o n S e r .

    N o .

    1 3 / 0 9 1 , 0 8 9

    ? l e d on 20 p r . 2 0 1 1 , Which s a

    c o n t i n u a t i o n

    o f

    US. p a t e n t

    a p p l i c a t i o n S e r .

    N o .

    1 2 / 8 5 6 , 6 5 3

    ? l e d

    on u g . 1 5 , 2 0 1 0 . The

    p e n d i n g US.

    A p p l i c a t i o n

    1 3 / 0 9 1 0 8 9

    i s h e r e b y i n c o r p o r a t e d

    by e f e r e n c e

    i n i t s e n t i r e t i e s f o r a l l

    o f

    t s

    t e a c h i n g s .

    FIEL D

    OFTHE

    INVENTION

    T h i s d i s c l o s ur e g e n e r a l l y

    r e l a t e s

    t o a loW r e s s u r e o n e - s t e p

    g a s - p h a s e p r o c e s s f o r m a n u f a c t u r i n g

    m e t h y l

    i s o b u t y l k e t o n e

    (MIBK) f r o m a c e t o n e

    a n d

    h y d r o g e n .

    BACKGROUND

    M e t h y l

    i s o b u t y l k e t o n e (MIBK) s

    a n

    i m p o r t a n t s o l v e n t i n

    many c h e m i c a l

    i n d u s t r i e s . MIBK

    s

    produced

    from a c e t o n e

    a n d h y d r o g e n

    i n

    a t h r e e - s t e p p r o c e s s t h r o u g h d i a c e t o n e a l c o

    h o l

    (DAA)

    a n d m e s i t y l

    o x i d e (MO)

    i n t e r m e d i a t e s . M I B K

    s

    a l s o

    m a n u f a c t u r e d

    from

    a c e t o n e and

    hydrogen i n

    a

    o n e - s t e p

    l i q u i d p h a s e p r o c e s s ,

    W h i c h

    i s c o m m e r c i a l l y

    p r e f e r r e d

    o v e r

    t h e

    t h r e e - s t e p p r o c e s s s i n c e t o f f e r s l o W e r

    c a p i t a l i n v e s t m e n t

    and o p e r a t i n g c o s t s . I t a l s o a v o i d s

    t h e

    loW c o n v e r s i o n o f

    a c e t o n e

    i n

    t h e ? r s t r e a c t o r

    a s

    W e l l

    a s

    t h e r e v e r s i o n

    of

    e s i t y l

    o x i d e

    t o a c e t o n e i n t h e second e a c t o r Which a r e

    e x p e r i e n c e d

    i n t h e

    t h r e e - s t a g e

    p r o c e s s . The

    c o m m e r c i a l

    o n e - s t e p MIBK

    r e a c t o r

    s o p e r a t e d a t

    l i q u i d p h a s e

    b y c o n t a c t i n g a c e t o n e a n d

    hydrogen

    t

    h i g h p r e s s u r e Which

    a n g e s

    betWeen 0 - 1 0 0 a t m .

    I n t h e c o m m e r c i a l MIBK

    n e - s t e p l i q u i d

    p h a s e

    p r o c e s s ,

    hydrogen and

    a c e t o n e

    a r e

    passed o v e r m e t a l

    s o l i d

    b a s e

    c a t a

    l y s t s a t

    m o d e r a t e

    t e m p e r a t u r e s a n d h i g h p r e s s u r e . MIBK

    s

    p r o d u c e d

    W i t h

    o t h e r

    p r o d u c t s

    a n d

    t h e n

    r e c o v e r e d

    u s i n g f o u r

    d i s t i l l a t i o n columns

    Wherein

    t h e

    ? r s t

    column removes

    l i g h t

    h y d r o c a r b o n s a n d t h e s e c o n d d i s t i l l a t i o n c o l u m n r e c y c l e s

    u n c o n v e r t e d a c e t o n e . A e c a n t e r

    i s

    t h e n

    l o c a t e d

    u p s t r e a m o f

    t h e

    l a s t tWo columns and s used o

    s e p a r a t e

    an

    aqueous

    h a s e .

    The

    t h i r d

    column removes

    p r o p a n o l - W a t e r m i x t u r e W h i l e t h e

    l a s t column e p a r a t e s a p u r i ? e d MIBK s

    d i s t i l l a t e

    and heavy

    p r o d u c t s i n c l u d i n g d i i s o b u t y l e k e t o n e ( D I B K ) a s

    b o t t o m s

    s t r e a m . I n

    o t h e r

    p r o c e s s e s ,

    t h r e e d i s t i l l a t i o n columns a r e used

    f o r s e p a r a t i n g

    MIBK

    r o m o t h e r p r o d u c t s i n

    Which

    a c e t o n e s

    s e p a r a t e d

    i n t h e

    ? r s t

    d i s t i l l a t i o n

    column

    a n d r e c y c l e d b a c k to

    t h e r e a c t o r .

    A l t h o u g h

    t h e c o m m e r c i a l

    o n e - s t e p

    l i q u i d

    p h a s e

    p r o c e s s

    h a s

    many

    a d v a n t a g e s o v e r

    t h e t h r e e - s t e p p r o c e s s , i t

    s t i l l h a s

    some d i s a d v a n t a g e s

    s i n c e t h e r e a c t o r

    i s

    o p e r a t e d

    t

    h i g h

    p r e s

    s u r e

    With a c e to n e c o n v e r s i o n

    i n t h e range

    of35

    o 40%. The

    h i g h p r e s s u r e p r o c e s s i n c r e a s e s b o t h t h e c a p i t a l

    a n d

    o p e r a t i n g

    c o s t s

    o f

    t h e p l a n t . I n a d d i t i o n , t h e loW

    c o n v e r s i o n

    o f

    a c e t o n e

    i n c r e a s e s t h e

    r e c y c l e - ? o w s

    a n d t h u s

    e q u i p m e n t

    s i Z e s

    o f

    t h e

    p l a n t .

    SUMMARY

    This d i s c l o s u r e d e sc r i b e s

    an

    a p p a r a t u s , a method

    and

    a

    p r o c e s s f o r l o W - p r e s s u r e

    o n e - s t e p

    g a s - p h a s e a c e t o n e s e l f

    c o n d e n s a t i o n .

    I n

    one embodiment, a l o W - p r e s s u r e

    o n e - s t e p

    g a s - p h a s e

    p r o c e s s ,

    u s e d f o r

    m a n u f a c t u r i n g MIBK n d o t h e r

    p r o d u c t s f r o m

    a c e t o n e

    a n d

    h y d r o g e n , i s

    d e s c r i b e d .

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    55

    60

    6 5

    2

    I n one e m b o d i m e n t , a n a p p a r a t u s f o r o n e - s t e p g a s - p h a s e

    p r o c e s s f o r MIBK

    and

    o t h e r p r o d u c t s

    i s d i s c l o s e d .

    I n

    one

    embodiment,

    f r e s h

    a c e t o n e

    f e e d

    and r e c y c l e d a c e t o n e a r e

    mixed

    ( m i x e d

    a c e t o n e )

    a n d h e a t e d u p v i a t h e r e a c t o r e f ? u e n t .

    I n

    one embodiment,

    a

    compressor s

    i n t r o d u c e d

    t o

    t h e p r o c e s s

    t o i n c r e a s e

    t h e p r e s s u r e o f

    t h e r e a c t o r e f ? u e n t .

    I n

    a n o t h e r

    e m b o d i m e n t ,

    f r e s h

    h y d r o g e n

    f e e d

    a n d

    r e c y c l e d

    h y d r o g e n

    a r e

    m i x e d

    ( m i x e d h y d r o g e n ) a n d

    h e a t e d

    u p v i a t h e c o m p r e s s e d

    r e a c t o r e f ? u e n t . I n

    one embodiment, c o m p r e s s i o n

    and c o o l

    i n g

    o f

    t h e

    r e a c t o r e f ? u e n t e n a b l e

    t h e s e p a r a t i o n

    o f

    uncon

    v e r t e d h y d r o g e n

    from o t h e r

    p r o d u c t s

    i n a ? a s h

    d r u m .

    I n

    a n o t h e r

    embodiment, h e a t

    e x c h a n g e r s a r e i n t r o d u c e d t o

    e n a b l e h e a t r e c o v e r y betWeen t h e r e a c t o r e ? l u e n t and b o t h

    mixed

    a c e t o n e

    and mixed hydrogen s t r e a m s .

    I n

    one embodiment,

    a c a t a l y s t

    i s used o

    o b t a i n a

    h i g h

    y i e l d

    o f MIBK s i n g

    t h e o n e s t e p

    g a s p h a s e a c e t o n e s e l f - c o n d e n

    s a ti o n p r o c e s s . I n a n o t h e r e m b o d i m e n t , n a n o - c r y s t a l l i n e Z i n c

    c h r o m i t e

    s u p p o r t e d n a n o - p a l l a d i u m ( n a n o - P d / n a n o

    ZnCr2O4) i s u s e d

    a s

    a c a t a l y s t t o p r o d u c e

    MIBK

    nd

    o t h e r

    p r o d u c t s . The p r o d u c t s

    may

    t l e a s t o n e

    o f m e t h y l

    i s o b u t y l

    k e t o n e

    ( M I B K ) , D i i s o b u t y l

    k e t o n e

    ( D I B K ) , m e s i t y l

    o x i d e

    ( M O ) ,

    m e s i t y l e n e

    ( M ) , i s o p r o p y l a l c o h o l ( I P A ) a n d o t h e r

    p r o d u c t s . I n

    a n o t h e r e m b o d i m e n t ,

    o n e - s t e p

    g a s - p h a s e p r o c e s s

    t o p r o d u c e

    MIBK

    s

    p e r f o r m e d a t l o W - p r e s s u r e .

    I n o n e

    e m b o d i m e n t , t h e M I B K

    p r o d u c e d

    u s i n g t h i s o n e - s t e p g a s

    phase acetone conden sation process has an acetone

    conver

    s i o n b e t W e e n 20-78% a n d MIBK

    s e l e c t i v i t y

    b e t W e e n

    40-73%. I n

    one embodiment,

    t h e r e a c t i o n t e m p e r a t u r e

    f o r

    t h e

    MIBK

    r o d u c t i o n

    p r o c e s s

    i s

    between 2 0 0 - 3 5 0 0 C .

    The

    o v e l

    p r o c e s s o f l o W - p r e s s u r e

    o n e - s t e p g a s - p h a s e

    s e l f

    c o n d e n s a t i o n

    o f

    a c e t o n e ,

    method o f u s i n g and

    t h e u s e o f t h e

    n o v e l c a t a l y s t a s

    W e l l

    a s

    m o d i f y i n g t h e

    a p p a r a t u s

    f o r t h e

    p r o c e s s How

    t o

    p r o d u c e MIBK nd o t h er p r o d u c t s a r e d i s

    c l o s e d h e r e i n

    and m a y be implemented i n any

    means

    f o r

    a c h i e v i n g

    v a r i o u s a s p e c t s .

    O t h e r

    f e a t u r e s W i l l

    b e a p p a r e n t

    f r o m t h e a c c o m p a n y i n g ? g u r e s a n d f r o m t h e d e t a i l e d d e sc r i p

    t i o n

    t h a t f o l l o W s .

    BR IEF DESCRIPTION OFTHE DRAWINGS

    Example e m b o d i m e n t s a r e i l l u s t r a t e d b y

    Way o f

    e x a m p l e

    a n d

    no

    l i m i t a t i o n i n t h e t a b l e s

    and

    i n t h e

    accompanying

    ?g

    u r e s , l i k e

    r e f e r e n c e s

    i n d i c a t e s i m i l a r e l e m e n t s and

    i n W h i c h :

    F I G .

    1 r e p r e s e n t s a s i m p l i ? e d ?oW d i a g r a m o f t h e

    p r o c e s s

    f o r

    p r o d u c t i o n

    o f m e t h y l i s o b u t y l

    k e t o n e

    v i a

    g a s - p h a s e

    o n e

    s t e p

    a c e t o n e

    s e l f - c o n d e n s a t i o n ;

    F I G . 2 s h o W s a s i m p l i ? e d ?oW

    d i a g r a m

    o f t h e g a s - p h a s e

    s e c t i o n o f m e t h y l i s o b u t y l

    k e t o n e p r o d u c t i o n

    p r o c e s s ; a n d

    F I G . 3 s h o W s a s i m p l i ? e d

    ?oW d i a g r a m

    o f t h e s e p a r a t i o n

    s e c t i o n

    o f m e t h y l

    i s o b u t y l k e t o n e p r o d u c t i o n

    p r o c e s s .

    DETAILED

    DESCRIPTION

    S e v e r a l e x a m p l e s

    f o r

    s i m u l a t i o n

    o f n e - s t e p g a s - p h a se p r o

    c e s s , o n e - s t e p

    g a s - p h a s e a c e t o n e

    c o n d e n s a t i o n a p p a r a t u s

    a n d

    p r o c e s s

    r e c y c l i n g

    a c e t o n e u n d e r loW p r e s s u r e and u t i l i Z i n g a

    n o v e l

    c a t a l y s t t o

    p r o d u c e

    M I B K

    u s i n g

    o n e - s t e p

    g a s

    p h a s e

    p r o c e s s

    a r e d i s c l o s ed .

    Although

    t h e p r e s e n t

    embodiments

    h a v e b e e n d e s c r i b e d W i t h

    r e f e r e n c e

    t o s p e c i ? c e x a m p l e

    e m b o d i m e n t s , i t W i l l b e e v i d e n t t h a t v a r i o u s

    m o d i ? c a t i o n s

    and c h a n g e s may b e made t o

    t h e s e

    embodiments W i t h o u t

    d e p a r t i n g

    f r o m t h e

    b r o a d e r s p i r i t a n d s c o p e

    o f t h e v a r i o u s

    embodiments.

    O n e - S t e p G a s - P h a s e

    P r o c e s s :

    T h i s d i s c l o s u r e r e v e a l s a p r o c e s s How

    diagram

    s u i t a b l e

    f o r

    M I B K r o d u c t i o n u s i n g l o W - p r e s s u r e g a s - p h a s e

    o n e - s t e p

    o f

    a c e t o n e

    s e l f - c o n d e n s a t i o n Which o p e r a t e s . The

    s c h e m a t i c

  • 7/26/2019 Us 8101805

    6/10

    US

    8 , 1 0 1 , 8 0 5

    B2

    3

    ?oW i a g r a m o f p p a r a t u s u s e d f o r

    p r o d u c i n g

    MIBK

    s shown

    i n

    F I G . 1 .

    The p r o c e s s i s b a s e d

    on

    g a s - p h a s e

    r e a c t i o n

    u s i n g

    s e l e c t i v e c a t a l y s t

    Which

    c o n v e r t s a c e t o n e a n d h y d r o g e n i n t o

    M I B K .

    The

    a n o - c r y s t a l l i n e Z i n c o x i d e - b a s e d c a t a l y s t

    i s

    o n e

    o f t h e

    e x a m p l e s

    o f

    s e l e c t i v e

    n a n o

    c a t a l y s t

    h a v i n g a

    p l a t i n u m

    g r o u p m e t a l Which c a n be used f o r p r o d u c t i o n o f M I B K .

    F I G . 1 i s a s i m p l i ? e d ?oW d i a g r a m o f t h e e n t i r e

    o n e - s t e p

    g a s - p h a s e MIBK r o d u c t i o n p r o c e s s . F I G . 1 s h o W s t h a t

    r e c y c l e d a c e t o n e i s mixed W i t h a c e t o n e

    f e e d

    ( m i x e d a c e t o n e )

    and s e n t f o r

    h e a t i n g

    i n

    h e a t - e x c h a n g e r

    E - 1

    0 0 .

    T r a c e W a t e r can

    b e

    r e m o v e d

    f r o m t h e a c e t o n e

    h a t i s b e i n g r e c y c l e d

    b y

    a d d i n g

    a

    d r y e r b e f o r e

    mixing W i t h t h e

    f r e s h

    a c e t o n e .

    Mo

    t o f

    h e h e a t

    a s s o c i a t e d W i t h t h e r e a c t o r e ? l u e n t i s r e c o v e r e d i n h e a t - e x

    c h a n g e r E - 1 0 0 . A c e t o n e

    f e e d ( m i x e d

    a c e t o n e ) i s

    f u r t h e r

    h e a t e d i n h e a t - e x c h a n g e r E-101 and

    t h e n

    s e n t t o

    p r e s s u r e

    r e d u c i n g v a l v e

    V-100 o a d j u s t t h e

    f e e d

    p r e s s u r e

    b e f o r e

    e n t e r

    i n g r e a c t o r

    R - 1 0 0 .

    R e a c t o r R-100 may b e

    o p e r a t e d

    a t d i f f e r e n t

    t e m p e r a t u r e s

    Which m a y a n g e betWeen 200 C . and 350 C .

    depending

    on

    t h e t y p e o f a t a l y s t .

    F o r

    n a n o P d/ n a n o - Z n C r 2 O 4 c a t a l y s t , i t i s

    p r e f e r a b l e t o o p e r a t e t h e r e a c t o r a t h i g h t e m p e r a t u r e (eg

    3 5 0

    C . )

    t o

    r e a c h

    a

    h i g h

    a c e t o n e c o n v e r s i o n

    a n d h i g h s e l e c

    t i v i t y

    o f

    MIBK

    a s

    shoWn

    n

    T a b l e

    1 0 ) .

    The

    e a c t o r p r e s s u r e

    i s

    a r o u n d a t m o s p h e r i c

    p r e s s u r e . The r e a c t o r p r e s s u r e may be

    s l i g h t l y

    i n c r e a s e d

    (eg

    2

    a t m ) d e p e n d i n g o n t h e

    o p e r a t i n g

    c o n d i t i o n s o f

    t h e

    c a t a l y s t u s e d . The g a s - p h a s e

    p r o c e s s

    scheme

    s

    v a l i d f o r e i t h e r a t m o s p h e r i c o r loW r e s s u r e r e a c t o r .

    R e a c t o r R - 1 0 0

    i s

    h e a t i n t e g r a t e d W i t h h e a t e x c h a n g e r s

    E - 1 0 0

    ( ? r s t h e a t - e x c h a n g e r )

    a n d E- 1 0 2 ( s e c o n d h e a t - e x

    c h a n g e r ) .

    A

    acuum

    p u m p

    o r

    bloWer may e used

    a f t e r

    t h e

    r e a c t o r t o s l i g h t l y i n c r e a s e t h e p r e s s u r e

    of

    r e a c t o r

    e ? l u e n t

    b e f o r e e n t e r i n g

    h e a t - ex c h a n g e r E - 1 0 0 .

    Most f t h e h e a t a s s o

    c i a t e d

    W i t h

    t h e r e a c t o r

    e f ? u e n t

    i s r e c o v e r e d

    v i a h e a t i n g

    a c e t o n e

    f e e d ( m i x e d

    a c e t o n e )

    i n

    h e a t - e x c h a n g e r E - 1 0 0 .

    Steam

    m a y

    be

    u t i l i Z e d

    f o r f u r t h e r h e a t i n g mixed

    a c e t o n e and

    mixed h y d r o g e n b e f o r e

    e n t e r i n g r e a c t o r

    R - 1 0 0 . The

    s t e a m

    t e m p e r a t u r e i s determined

    based

    on

    t h e

    r e a c t o r c o n d i t i o n s .

    F r e s h

    and

    r e c y c l e d

    hydrogen

    s t r e a m s

    a r e

    mixed

    and

    t h e n

    p r e h e a t e d

    i n h e a t - e xc h a n g e r E - 1 0 2 . H e a t e x c h a n g e r E - 1 0 3

    ( t h i r d h e a t - e x c h a n g e r ) may b e u s e d f o r

    h e a t i n g

    h y d r o g e n i f

    t h e

    r e q u i r e d

    t e m p e r a t u r e

    c o u l d n o t b e

    a c h i e v e d

    v i a

    h e a t

    e x c h a n g e r E - 1 0 2 . Hydrogen f r e s h ) f e e d

    i s

    t h e n

    s e n t

    t o p r e s

    s u r e - r e d u c i n g

    v a l v e

    V - 1 0 1

    t o

    a d j u s t h y d r o g e n p r e s s u r e

    b e f o r e

    e n t e r i n g

    t h e r e a c t o r

    ( R - 1 0 0 ) .

    The

    e a c t o r

    e f ? u e n t i s

    t h e n

    compressed

    i n

    g a s

    c o m p r e s s o r

    K-100 t o a loW p r e s s u r e

    b e f o r e

    i t

    i s

    s e n t t o h e a t - e x c h a n g e r

    E - 1 0 2 a n d

    t h e n h e a t - e x c h a n g e r

    E - 1 0 4 ( f o u r t h h e a t - e x

    c h a n g e r ) f o r f u r t h e r c o o l i n g . T h e c o m p r e s s o r s o n l y

    r e q u i r e d

    When h e

    o p e r a t i n g p r e s s u r e

    o f e a c t o r s l o W .

    The

    o m p r e s s o r

    c a n a l s o b e

    r e p l a c e d W i t h

    a c r y o g e n i c

    c o o l i n g s y s t e m .

    Com

    p r e s s i o n a n d c o o l i n g o f h e r e a c t o r ? l u e n t W i l l

    p e r m i t

    h y d r o

    g e n

    t o b e s e p a r a t e d

    from

    o t h e r p r o d u c t s

    i n

    ? a s h drum

    D - 1 0 0 .

    Acetone a n d

    o t h e r

    p r o d u c t s a r e s e p a r a t e d a s l i q u i d b o t t o m s

    s t r e a m

    i n ?ash

    drum

    D-100 Which

    s t h e n

    s e n t t o d i s t i l l a t i o n

    column

    C-100

    f o r a c e t o n e s e p a r a t i o n .

    The f e e d p r e s s u r e t o d i s t i l l a t i o n column C-100 m a y be

    a d j u s t e d

    t h r o u g h

    p r e s s u r e - r e d u c i n g v a l v e V - 1 0 2 .

    The

    u n c o n

    v e r t e d

    a c e t o n e

    i s s e p a r a t e d a s o v e r h e a d i n

    d i s t i l l a t i o n

    column

    C - 1 0 0 . The s e p a r a t e d

    a c e t o n e i s

    r e c y c l e d back

    t o

    r e a c t o r

    R - 1 0 0 . O t h e r

    p r o d u c t s

    and

    MIBK

    r e

    s e p a r a t e d a s

    b o t t o m s

    s t r e a m and t h e n s e n t t o h e a t - e x c h a n g e r E-107

    f o r

    c o o l i n g .

    The p r o d u c t s t r e a m i s t h e n

    s e n t t o W a t e r

    d e c a n t e r

    ( D - 1 0 1 )

    t o

    s e p a r a t e most

    o f W a t e r

    i n

    a n aqueous p h a s e ( e g 90 Wt f

    W a t e r ) .

    The p r o d u c t s a r e then s e n t

    t o a

    second d i s t i l l a t i o n column

    ( C - 1 0 1 )

    f o r

    s e p a r a t i o n o f i s o p r o p y l a l c o h o l ( I P A )

    a n d

    W a t e r

    f r o m MIBK

    n d

    o t h e r h e a v y p r o d u c t s .

    The

    o t t o m s s t r e a m o f

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    55

    60

    6 5

    4

    column C-101 s

    s e n t to

    a t h i r d

    d i s t i l l a t i o n

    column C - 1 0 2 )

    f o r

    p u r i f y i n g MIBK. O t h e r h e a v y p r o d u c t s W h i c h i n c l u d e m a i n l y

    d i i s o b u t y l e

    k e t o n e

    ( D I B K ) , m e s i t y l

    o x i d e

    ( M O ) ,

    m e s i t y l e n e

    (M) a n d d i a c e t o n e a l c o h o l (DA) a r e s e p a r a t e d a s

    b o t t o m s

    i n

    column

    C - 1 0 2 .

    MIBK

    f h i g h p u r i t y ( 9 9

    Wt

    i n ) i s r e c o v

    e r e d

    i n i s t i l l a t i o n column - 1 0 2 . A l l

    p r o d u c t s

    ma y e c o o l e d

    doWn

    to

    3 0 C . i n h e a t- e x c h a n g e r s E - 1 1 0 ,

    E - 1 1 3 and

    E - 1 1 4 .

    The g a s - p h a s e

    s e c t i o n

    o f

    MIBK

    r o c e s s i s

    f u r t h e r i l l u s

    t r a t e d i n F I G . 2 . Acetone f e e d S1 and r e c y c l e d a c e t o n e S19

    a r e mixed

    and t h e n s e n t t o h e a t - e x c h a n g e r s E-100 and E-101

    f o r h e a t i n g . Acetone

    f e e d

    S1

    m a y

    be e n t e r e d

    a s

    g a s

    o r l i q u i d

    s t r e a m . I t i s

    p r e f e r a b l y

    t o e n t e r

    a c e t o n e

    a s

    l i q u i d stream

    t o

    recover most of

    e a t

    a s s o c i a t e d With r e a c t o r e ? l u e n t stream

    S 6 .

    The f r e s h and r e c y c l e d a c e t o n e

    m a y

    be

    mixed t

    a tem

    p e r a t u r e r a n g e s betWeen 7 5 - 8 0

    C .

    and

    p r e s s u r e

    r a n g e s

    betWeen

    1 . 5 - 3

    a t m .

    The h o t f e e d

    S3

    i s

    f u r t h e r

    h e a t e d

    i n h e a t

    e x c h a n g e r

    E-101 t o

    t h e r e a c t o r

    t e m p e r a t u r e . The p r e s s u r e

    o f

    h o t

    a c e t o n e s t r e a m S 4

    may e a d j u s t e d

    u s i n g

    p r e s s u r e - r e d u c

    i n g v a l v e V - 1 0 0 . Acetone s t r e a m

    S5

    i s t h e n f e d

    t o

    r e a c t o r

    R-100 Where t h e g a s - p h a s e r e a c t i o n i s o c c u r r e d .

    H y d r o g e n

    f e e d

    S 1 5 a n d r e c y c l e d h y d r o g e n S 1 4 may b e

    mixed

    at a

    t e m p e r a t u r e o f a b o u t 3 5

    C .

    and r e s s u r e o f a b o u t

    6

    a t m .

    The

    t e m p e r a t u r e

    a n d

    p r e s s u r e

    o f

    h y d r o g e n

    f e e d ( S 1 5 )

    a r e

    d e t e r m i n e d

    based

    on

    h e c o n d i t i o n s o f e c y c l e d

    hydrogen

    ( S 1 4 ) .

    Hydrogen s t r e a m

    S - 1 6

    i s h e a t e d

    v i a

    h o t

    e f ? u e n t ( S 8 ) Which

    l e a v e s c o m p r e s s o r K - 1 0 0 . The o u t l e t t e m p e r a t u r e o f h y d r o

    gen s t r e a m S10

    s

    a

    d e p e n d e n t o f

    t h e i n l e t t e m p e r a t u r e

    o f

    h o t

    e ? l u e n t ( S 8 ) .

    S t r e a m

    S 1 0 i s f u r t h e r

    h e a t e d

    i n

    h e a t - e x c h a n g e r

    E-103

    b e f o r e i t e n t e r s r e a c t o r R-100. A s

    i t

    i s i n t h e c a s e of

    a c e t o n e ,

    v a l v e V-101 i s u s e d t o

    r e d u c e p r e s s u r e

    o f

    hydrogen

    s t r e a m

    S12

    b e f o r e

    i t

    e n t e r s

    r e a c t o r

    R - 1 0 0 .

    R e a c t o r R - 1 0 0

    i s

    o p e r a t e d i n a

    g a s

    p h a s e a n d a t m o s p h e r i c

    o r loW p r e s s u r e .

    The e a c t i o n

    i n s i d e r e a c t o r

    R-100 s e x o t h e r

    m i c . C o o l i n g W a t e r

    (CW) ma y b e u s e d to

    o p e r a t e

    t h e r e a c t o r

    i s o t h e r m a l l y .

    Most

    o f c a t a l y s t s

    a r e

    o p t i m a l l y o p e r a t e d a t c e r

    t a i n t e m p e r a t u r e s and

    p r e s s u r e s .

    The

    r e a c t o r

    Which s o p e r

    a t e d

    i n

    g a s - p h a s e c o u l d b e d e s i g n e d

    i n d i f f e r e n t

    c o n ? g u r a

    t i o n s ( e . g . ? x e d - b e d r e a c t o r ) .

    The

    m o l e

    r a t i o

    o f h y d r o g e n

    t o

    a c e t o n e

    f e e d

    ( m i x e d

    a c e t o n e )

    ma y r a n g e b e t W e e n 1

    a n d

    6

    d e p e n d s

    o n t h e u s e d c a t a l y s t a n d o p e r a t i n g c o n d i t i o n s .

    The e a c t o r e ? l u e n t ( S 6 ) , Which i n c l u d e s MIBK nd o t h e r

    p r o d u c t s

    a s W e l l a s u n c o n v e r t e d

    a c e t o n e

    and h y d r o g e n , i s

    c o o l e d i n h e a t - e x c h a n g e r E-100 t o a t e m p e r a t u r e

    betWeen 8 0

    t o 100 C . A acuum pump r bloWer

    may

    e

    used e f o r e

    u n i t

    E-100 When

    t h e r e a c t o r

    i s o p e r a t e d

    a t

    a t m o s p h e r i c

    p r e s s u r e .

    The e a c t o r e f ? u e n t

    ( S 6 )

    i s

    t h e n

    s e n t

    t o

    compressor K-100 t o

    i n c r e a s e th e

    e ? l u e n t

    p r e s s u r e .

    The

    e a c t o r

    e f ? u e n t

    p r e s s u r e i s

    i n c r e a s e d

    s l i g h t l y t o p e r m i t h y d r o g e n s e p a r a t i o n f r o m

    o t h e r

    p r o d u c t s i n ? a s h

    drum ( D - 1 0 0 ) . The t e m p e r a t u r e o f

    com

    p r e s s e d r e a c t o r e f ? u e n t ( S 8 )

    i s

    r e d u c e d i n

    h e a t - e x c h a n g e r

    E - 1 0 2

    by

    c o o l i n g h y d r o g e n s t r e a m S 9 . S t r e a m S 9 i s f u r t h e r

    c o o l e d

    v i a h e a t - ex c h a n g e r E - 1 0 4 . C o o l i n g W a t e r

    (CW)

    may

    b e

    u s e d f o r

    c o o l i n g s t r e a m

    S9 i n

    h e a t - e xc h a n g e r E - 1 0 4 . The

    e ? l u e n t

    t e m p e r a t u r e o f s t r e a m S13

    depends

    on t h e i n l e t tem

    p e r a t u r e o f

    c o o l i n g

    W a t e r

    ( C W ) . I t

    i s p r e f e r r e d t h a t s t r e a m

    S13 i s c o o l e d beloW

    3 5

    C .

    b e f o r e s e n d i n g t o ?ash drum

    D-100.

    S t r e a m S 1 3 i s p a s s e d t o u n i t D-100 f o r

    s e p a r a t i n g

    h y d r o

    gen

    a s

    o v e r h e a d

    ( S 1 4 )

    and o t h e r

    p r o d u c t s

    a s

    b o t t o m s .

    R e c y c l e d

    h y d r o g e n

    ( S 1 4 ) i s

    m i x e d W i t h f r e s h h y d r o g e n

    S 1 5

    and t h e n s e n t t o h e a t - e x c h an g e r E - 1 0 2 .

    The

    s e p a r a t i o n s e c t i o n

    o f

    MIBK

    r o c e s s

    i s i l l u s t r a t e d i n

    F I G . 3 . The s e c t i o n i n c l u d e s mainly t h r e e o r

    f o u r

    d i s t i l l a t i o n

    columns.

    Three i s t i l l a t i o n

    columns a r e shoWn

    n

    FIG.

    3

    W i t h

    t h e

    a s s u m p t i o n

    t h a t t h e r e

    a r e

    no l i g h t

    h y d r o c a r b o n s

    a s s o c i

    a t e d

    With t h e r e a c t o r e f ? u e n t . FIG. 3

    shoWs

    t h a t t h e uncon

  • 7/26/2019 Us 8101805

    7/10

    US

    8 , 1 0 1 , 8 0 5

    B2

    5

    v e r t e d

    a c e t o n e and

    t h e r p r o d u c t s i n

    s t r e a m

    S17 r e s e p a r a t e d

    i n d i s t i l l a t i o n

    column - 1 0 0 . The r e s s u r e

    of

    t r e a m S17

    m a y

    be

    r e d u c e d

    t o l e s s

    t h a n 2

    atm

    v i a p r e s s u r e - r e d u c i n g v a l v e

    V-102. The

    d i s t i l l a t i o n column

    s

    used t o s e p a r a t e a c e t o n e a s

    d i s t i l l a t e s t r e a m

    S19

    Which s t h e n r e c y c l e d

    t o r e a c t o r R - 1 0 0 .

    The o n d e n s e r E-105

    s u s e d

    f o r c o o l i n g t h e

    o v e r h e a d a c e t o n e

    Which

    i s t h e n

    p a s s e d t o r e ? u x

    drum D - 1 0 2 . The b o t t o m s

    s t r e a m

    S20

    i s

    c o o l e d i n

    h e a t - e x c h a n g e r

    E-107

    t o

    a tempera

    t u r e

    of a b o u t

    7 0

    C . Stream S20 i s t h e n passed

    t o

    a Water

    d e c a n t e r

    ( D - 1 0 1 )

    f o r s e p a r a t i n g most o f W a t e r a s a q u e o u s

    6

    and 1

    a t m . The r e a c t o r e f f l u e n t i s c o o l e d

    i n E-101 t o

    8 0

    C .

    The e f ? u e n t

    s t r e a m S7 i s compressed i n K-100 t o 6 . 5 atm

    b e f o r e t i s c o o l e d i n E-102 from 222 C . t o

    1 5 5

    C . Stream S9

    i s f u r t h e r c o o l e d i n u n i t E-104 to 3 5

    C .

    and t h e n

    p a s s e d

    t o

    D - 1 0 0 . H y d r o g e n i s s e p a r a t e d i n

    D-100

    a n d r e c y c l e d

    t 3 5 C .

    and

    5 . 9 a t m . The r e c y c l e d s t r e a m S14 i s mixed

    W i t h

    f r e s h

    h y d r o g e n

    S15

    a n d

    h e a t e d

    i n

    E - 1 0 2

    to

    2 1 0

    C .

    Hydrogen

    s t r e a m

    S10 i s f u r t h e r

    h e a t e d

    i n E-103 t o 350 C .

    and

    t h e n

    p a s s e d th r o u g h

    V - 1 0 1 t o d e c r e a s e p r e s s u r e

    b e f o r e

    e n t e r i n g

    1 0

    s t r e a m S 2 2 ,

    Stream 23 which

    c o n t ai n s p r o d u c t s

    i s

    f e d

    t o

    R - 1 0 0 . S i m u l a t i o n r e s u l t s o f

    t h e

    g a s - p h a s e s e c t 1 o n a r e

    sum

    d i s t i l l a t i o n

    column

    C-101

    f o r

    s e p a r a t i n g

    W a t e r a n d i s o p r o p y l

    m a r i Z e d i n

    T a b l e

    1 and

    a b l e 2 .

    TABLE

    Stream No.

    s 1 S2

    s3 S4

    S6

    S8

    Molar

    ?oW

    r n o l / h

    100

    1 2 7 . 2

    1 2 7 . 2 1 2 7 . 2 3 4 0 . 7 3 4 0 . 7

    Mass

    F l o w k g / h

    5808

    7 3 0 5 . 3 7 3 0 5 . 3 7 3 0 5 . 3 8 1 8 0 . 3 8 1 8 0 . 3

    Temp

    C . 7 0 7 4 . 2

    3 2 4 . 1 350 350 2 2 1 . 5

    P r e s s u r e atm 1 . 8

    1 . 8

    1 . 4 1 . 2 1 6 . 5

    Vapor mole f r a c t i o n

    0

    0 . 2 0 3 1 1 1 1

    Component mole

    Hydrogen 0 0 . 0 2 0 . 0 2 0 . 0 2

    6 0 . 9 6

    6 0 . 9 6

    Acetone 100

    9 8 . 3 9 9 8 . 3 9 9 8 . 3 9

    8 . 6 8 . 6

    MIBK 0 0 0 0 1 0 . 7 7 1 0 . 7 7

    Water

    0

    1 . 6 1 . 6 1 . 6

    1 5 . 5 2 1 5 . 5 2

    D i a c e t o n e Alcohol (DA) 0 0 0 0 0 . 6 0 . 6

    M e s i t y l

    Oxide

    (MO)

    0 0 0 0

    0 . 3 3 0 . 3 3

    M e s i t y l e n e (M)

    0 0 0 0 0 . 2 7 0 . 2 7

    I s o p r o p a n o l ( I P A ) 0 0 0 0 1 . 6 4 1 . 6 4

    D i i s o b u t y l K e t o n e (DIBK) 0 0 0 0 1 . 3 2 1 . 3 2

    a l c o h ol ( I P A )

    a s d i s t i l l a t e Which i s c o o l e d f u r t h e r i n h e a t - TABLE

    exchanger

    E - 1 1 0 . Bottoms s t r e a m

    S26 i s

    f e d

    t o d i s t i l l a t i o n 3 5

    column

    C-102 f o r s e p a r a t i n g

    MIBK from

    o t h e r

    p r o d u c t s

    swam

    O _

    u s i n g c o n d e n s e r E - 1 1 1 a n d r e ? u x drum D - 1 0 4 . The p u r i ? e d

    MIBK tream

    ( S 2 7 ) i s

    cooled

    n

    heat-exchanger E-113

    b e f o r e $ 9

    S 1 0 S 1 1 S 1 3

    S 1 4

    S 1 5

    s e n d i n g

    t o

    s t o r a g e . The

    o u t l e t

    s t r e a m o f r e b o i l e r

    E-112 con

    t a i n s a l l remaining

    heavy

    products such a s

    DIBK

    Which i s 4 0 M o l a r ?ow

    3 4 0 - 7 2 6 5 - 2 2 6 5 - 2 3 4 0 - 7 2 1 4 - 7

    5 0 - 5

    s e n t t o h e a t - e x c h a n g e r E-114 f o r c o o l i n g . k n m l / h

    Mass F l o w

    k g / h 8 1 8 0 . 3

    8 7 5 . 7 8 7 5 . 7

    8 1 8 0 . 3 7 7 3 . 7 1 0 1 . 8

    EXAMPLES Temp C . 1 5 5

    210 350

    3 5

    3 5 2 5

    P r e s s u r e atm

    6 . 1

    5 . 5 5 . 2 5 . 9 5 . 9 5 . 9

    The

    d e s c r i p t i o n o f l oW - p r e s s u r e g a s - p h a s e o n e - s t e p MIBK

    4 5 V a l ) . r

    m l 1 1 1 M301 1 1

    p r o d u c t i o n

    p r o c e s s

    i s

    noW

    f u r t h e r

    d e s c r i b e d by means of h e

    f r a c t i o n

    f o l l o W i n g

    e x a m p l e s , W h i c h a r e

    i n t e n d e d

    t o b e

    i l l u s t r a t i v e o f c o r l m l i n e n t

    the

    d e s c r i p t i o n , but are not intended t o l i m i t

    the

    scope or m o 0

    underlym g pnnclples' 5 0

    H y d r o g e n

    6 0 . 9 6 9 7 . 3 6 9 7 . 3 6 6 0 . 9 6 9 6 . 7 4 1 0 0

    Example A c e t o n e 8 . 6 1 . 4 7 1 . 4 7 8 . 6 1 . 8 1 0

    MIBK 1 0 . 7 7 0 . 2 7

    0 . 2 7

    1 0 . 7 7 0 . 3 4

    0

    A omputer c a l c u l a t i o n Was

    performed

    t o

    i l l u s t r a t e

    t h e w a t ? r

    1 5 ' 5 2 0 ' 8 0 ' 8 1 5 ' 5 2 0 ' 9 9 0

    p r o c e s s o f t h e d e s c r i p t i o n u s i n g t h e g a s - p h a s e o n e - s t e p p r o - D i a c i t o l n e 0 ' 6 0 0 0 ' 6 0 0

    c e s s . The

    p r o c e s s

    Was c a r r i e d

    o u t

    a s shoWn i n

    F I G .

    1 . The 5 5

    A 0 0 .

    0 ( D 8 )

    stream numbers

    correspond o FIG. 2 and FIG. 3.

    The a t a l y s t

    M e s l t y l O x i d e 0 ' 3 3 0 0 0 ' 3 3

    0 ' 0 1

    0

    u s e d a s a n e x a m p l e i n t h e

    s i m u l a t i o n

    i s n a n o - P d / n a n o -

    ( M 9 )

    ZnCr2O4. The mole a t i o of ydrogen o acetone e f o r e e n t e r - M e s l t y l m w ( M ) 0 ' 2 7 0 ' 0 1 0 ' 0 1 0 ' 2 7 0 ' 0 1 0

    i n g

    t h e r e a c t o r

    (R-100)

    i s 2 . The r e a c t i o n i s c a r r i e d o u t i n I S O P T O P a H O l

    1 - 6 4 0 - 0 8 0 - 0 8 1 - 6 4 0 - 1 0

    g a s - p h a s e a t

    a

    t e m p e r a t u r e o f 3 5 0

    C .

    and a t m o s p h e r i c p r e s - 6 0 ( I P A )

    s u r e .

    For t h e given

    c o n d i t i o n s ,

    t h e conversion of acetone i s D i i s o b u t y l 1 - 3 2 0 - 0 1 0 - 0 1 1 - 3 2 0 - 0 1 0

    a b o u t 77.3%

    and

    t h e MIBK

    e l e c t i v i t y i s

    a b o u t 7 2 . 1 % .

    K e t o n ?

    Acctonc

    f c c d

    S 1

    i s e n t e r e d

    a t 7 0 C . and 1 . 8 atm

    ( l i q u i d

    ( D I B K )

    p h a s e ) a n d mixed W i t h r e c y c l e d s tr e a m S19 Which s

    e n t e r e d

    a t 74 C . and

    1 . 8

    a t m .

    The

    mixed

    a c e t o n e

    stream S3

    s

    heated 6 5

    to

    324 C . i n

    E-100

    and t h e n

    f u r t h e r

    h e a t e d t o 350 C . i n

    E-101. Acetone stream S5 s e n t e r e d t o

    t h e r e a c t o r

    at 350 C .

    T a b l e 3 s h o W s

    s i m u l a t i o n

    r e s u l t s o f t h e s e p a r a t i o n s e c t i o n

    Which Was

    discussed

    b e f o r e .

  • 7/26/2019 Us 8101805

    8/10

    US

    8 , 1 0 1 , 8 0 5

    B2

    7 8

    TABLE

    Stream

    No

    S18 S20 S23 S24 S26 S27 S29

    Molar

    ?ow mol/h 1 2 6 . 1 9 8 . 9 5 5 1 0 . 8 4 4 . 2 3 5 . 3

    8 . 9

    Mass

    ?ow g / h 7 4 0 6 . 6 5 9 0 9 . 3 5 1 1 9 . 3 4 5 9 . 2 4 6 6 0 . 1 3 5 3 4 . 3 1 1 2 5 . 9

    Temp

    C .

    3 5 . 1 1 0 8 . 1

    7 0

    9 4 . 9 1 5 1 . 8 1 4 6 .2 1 9 2 . 7

    P r e s s u r e atm

    1 . 8

    2 . 3 1 . 7

    1 . 7

    2 . 2 2 . 2 2 . 7

    Vapor mole

    0 0 0

    1

    0 0 0

    f r a c t i o n

    Component mole

    Hydrogen 0 0 0 0 0 0 0

    Acetone 2 0 . 1 5 0 . 2 6 0 . 4 6 2 . 3 5 0 0 0

    MIBK 2 8 . 5 3

    3 6 . 3 8

    6 5 . 3 8 3 . 3 2 8 0 . 5 7 9 9 . 8 1 4 . 0 1

    Water 40.26 49.29

    8 . 8 6 4 5 . 0 1

    0 . 0 1

    0 . 0 1 0

    Diacetone

    Alcohol 1 . 6 2

    2 . 0 7

    3 . 7 2

    0

    4 . 6 3

    0

    2 3 . 0 5

    M e s i t y l Oxide

    0 . 8 7 1 . 1 1 1 . 9 9 0

    2 . 4 8

    0 . 0 3

    1 2 . 2 4

    M e s i t y l e n e

    0 . 7 1 0 . 9 1 1 . 6 3

    0 . 0 2 2 . 0 3 0 1 0 . 1

    I s o p r o p a n o l

    4 . 2 7 5 . 4 5 9 . 7 9 4 9 . 2 9 0 . 1 2 0 . 1 5 0

    D i i s o b u t y l

    Ketone

    3 . 5 6

    4 . 5 4

    8 . 1 6 0 1 0 . 1 6 0 5 0 . 6

    The h e a t d u t i e s

    o f

    main h e a t e x c h a n g e r s i n

    t h e g a s - p h a s e

    s e c t i o n a r e

    summarized

    i n

    T a b l e

    4 .

    T a b l e 4

    shows

    t h a t

    t h e

    r e q u i r e d

    h e a t d u t y

    f o r

    i n c r e a s i n g a c e t o n e t e m p e r a t u r e

    f r o m

    7 4 . 2 C .

    t o

    3 5 0 C . i s a b o u t 6 2 7 1 M J / h r . T h i s V a l u e e q u a l s

    t h e

    c o m b i n e d

    h e a t

    d u t i e s

    o f E - 1 0 0

    ( 5 8 6 7

    M J / h r ) a n d E - 1 0 1

    ( 4 0 4

    M J / h r ) .

    T h i s

    s h o w s t h a t

    t h e

    r e q u i r e d

    s t e a m

    f o r

    h e a t i n g

    a c e t o n e

    f e e d

    ( m i x e d

    a c e t o n e ) c o u l d b e r e d u c e d

    b y

    9 3 . 6 % ,

    d u e

    to h e a t i n t e g r a t i o n between

    t h e r e a c t o r

    e f f l u e n t and

    a c e t o n e

    f e e d ( m i x e d

    a c e t o n e ) . S i m i l a r l y ,

    t h e

    r e q u i r e d s t e a m f o r h e a t

    i n g

    h y d r o g e n

    V i a

    E - 1 0 2

    i s

    r e d u c e d b y

    5 5 % .

    TABLE

    Heat

    Exchanger E-100

    E - 1 0 1

    E-102

    E-103

    T O M , C . ( 1 s t r e a m )

    8 0

    ( S 7 ) 3 5 0 ( S 4 ) 1 4 8 ( S 9 ) 3 5 0

    T o , C . ( 2 d s t r e a m ) 3 2 4 ( S 3 ) S t e a m 2 1 0 ( S 1 0 ) S t e a m

    C a l c u l a t e d

    Heat

    Duty 5867 404

    1418 1 1 6 1

    MJ/h

    T a b l e

    s h o w s

    d e s ig n p a r a m e t e r s o f t h e d i s t i l l a t i o n

    c o l

    umns. Acetone i s s e p a r a t e d

    a s a

    g a s

    i n column C-100

    and

    r e c y c l e d

    back

    t o r e a c t o r

    R - 1 0 0 . Column

    C-101 and column

    C102

    o p e r a t e a t t o t a l

    c o n d e n s e r mode

    i n

    which i s t i l l a t e i s

    p r o d u c e d i n l i q u i d p h a s e .

    The

    r e ? u x r a t i o i s 1 . 3

    f o r

    a l l

    c o l

    umns where

    c o o l i n g

    w a t e r

    i s

    used

    f o r c o n d e n s a t i o n .

    TABLE

    D i s t i l l a t i o n Column C-100 C-101 C-102

    Condenser t y p e P a r t i a l T o t a l T o t a l

    lURmin

    1 . 3 1 . 3 1 . 3

    Number

    o f

    s t a g e s

    54

    2 2 6 7

    Condenser d u t y MJ/h

    8573 1505

    5300

    R e b o i l e r d u t y MJ/h

    1 0 5 2 1

    2437

    5 3 7 1

    C a l c . R e f l u x r a t i o 1 1 . 7 7 2 . 8

    4 . 3

    Column r e s s u r e

    d r o p

    ( a t m ) 0 . 5 0 . 5 0 . 5

    E x a m p l e 2

    The c a l c u l a t i o n o f example 1 was

    r e p e a t e d

    f o r an a c e t o n e

    f e e d

    ( m i x e d a c e t o n e )

    t h a t

    e n t e r s a s

    g a s p h a s e ( V a p o r f r a c

    t i o n : 1 )

    w i t h a t e m p e r a t u r e o f 7 5 C . and r e s s u r e

    o f

    1 . 8 a t m .

    A l l p r o c e s s

    c o n d i t i o n s

    were a s i n

    Example

    . For

    h i s c a s e ,

    t h e

    t e m p e r a t u r e o f

    a c e t o n e

    m a y be i n c r e a s e d i n u n i t E-100 t o

    340

    C . The h e a t l o a d

    of

    E-101 i s d e c r e a s e d s i n c e a c e t o n e

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    55

    60

    6 5

    f e e d ( m i x e d

    a c e t o n e )

    t e m p e r a t u r e i s o n l y r a i s e d b y

    1 0 C .

    T a b l e 6

    shows

    t h e h e a t

    d u t i e s

    o f

    h e a t

    e x c h a n g e r s

    i n

    t h e g a s

    p h a s e s e c t i o n . The o u t l e t t e m p e r a t u r e o f r e a c t o r e f f l u e n t i s

    a b o u t

    1 9 8 C .

    which s n o t

    s u i t a b l e

    a s

    an

    n p u t t e m p e r a t u r e

    t o

    t h e c o m p r e s s o r . T h e r e f o r e , a h e at e x c h a n g e r

    may

    e r e q u i r e d

    b e f o r e t o t h e

    c o m p r e s s o r .

    T h i s shows t h a t

    i t i s s u p e r i o r t o

    e n t e r t h e f r e s h a c e t o n e f e e d (mixed

    a c e t o n e )

    a s a l i q u i d

    stream.

    TABLE

    Heat

    Exchanger E-100

    E - 1 0 1 E-102 E-103

    T o ,

    C . ( 1

    s t r e a m ) 1 9 8

    ( S 7 ) 3 5 0 ( S 4 )

    1 4 8

    ( S 9 ) 3 5 0

    T o , C . ( 2 1 s t r e a m ) 3 4 0 ( S 3 ) S t e a m 2 1 0

    ( S 1 0 )

    S t e a m

    C a l c u l a t e d

    Heat

    Duty

    3498

    1 5 8 . 4

    1418

    1 1 6 1

    MJ/h

    E x a m p l e 3

    The

    a l c u l a t i o n s of Example

    were e p e a t e d

    w i t h a r e a c t o r

    t e m p e r a t u r e o f 3 0 0 C .

    a n d a t m o s p h e r i c p r e s s u r e , t o

    p r o v i d e

    a

    d i r e c t

    comparison i t h Example

    .

    The

    a t a l y s t used

    o r t h e

    s i m u l a t i o n i s nano-Pd/nano-ZnCr2O4 w i t h

    a c e t o n e c o n v e r

    s i o n

    o f

    66% and MIBK e l e c t i v i t y

    o f

    6 9 . 4 % . A l l

    s t r e a m

    numbers

    c o r r e s p o n d to F I G .

    2 and

    F I G .

    3 . The e s u l t s o f t h e

    c a l c u l a t i on s a r e

    summarized

    i n

    T a b l e

    7 ,

    T a b l e 8

    and

    a b l e

    9 .

    TABLE

    Stream No.

    S1

    S2

    S3

    S4 S6 S8

    Molar f l o w 100 1 4 5 . 8 1 4 5 . 8 1 4 5 . 8 403.4 403.4

    kmol/h

    Mass

    ?ow

    5808 8 3 9 0 . 7 8 3 9 0 . 3 8 3 9 0 . 3

    9545.4

    9545.4

    k g / h

    Temp C .

    7 0 7 4 . 2

    270 300 300

    2 2 4 . 1

    P r e s s u r e

    atm 1 . 8 1 . 8 1 . 4 1 . 2 1 6 . 5

    Vapor

    mole 0 0 . 3 0 3 4 1 1 1 1

    f r a c t i o n

    C o m p o n e n t

    mole

    Hydrogen 0 0 . 0 2 0 . 0 2 0 . 0 2 6 1 . 3 5 6 1 . 3 5

    Acetone 100 9 8 . 6 6 9 8 . 6 6 9 8 . 6 6 1 2 . 7 1 1 2 . 7 1

  • 7/26/2019 Us 8101805

    9/10

    US

    8 , 1 0 1 , 8 0 5

    B2

    TABLE

    - c o n t i n u e d

    Example 4

    Stream No.

    _ _

    Numerous c a t a l y s t s

    W e r e 1 n v e s t 1 g a t e d f o r

    o n e - s t e p g a s

    $ 1

    $ 2 $ 3

    $ 4

    $ 6 $ 8 5

    phase p r o d u c t i o n of MIBK o o b t a i n high y i e l d .

    Very

    prom

    M I BK

    0 0 0

    8 7 3

    8 7 3

    i s i n g nano c a t a l y s t s

    have

    been

    a l i d a t e d

    f o r

    high c o n v e r s i o n

    W a t ? r

    0 1 - 3 3 1 - 3 3

    1 - 3 3

    1 2 - 5 3 1 2 - 5 3

    of

    acetone a t atmospheric

    p r e s s u r e . This

    invention pr esents a

    D iaceto ne

    0 0 0 0. 28 0.28

    . .

    A l c o h o l < D A > p r o c e s s

    f o r

    m a n u f a c t u r i n g

    MIBK

    nd

    o t h e r

    p r o d u c t s

    v i a

    loW

    M e s i t y l 0 0 0 0 0 . 2 6 0 . 2 6 p r e s s u r e one-step gas-phase acetone s e l f - c o n d e n s a t i o n . The

    Oxide

    MO)

    10

    - - - -

    M e s i t y l ? n ? 0 0 0 0 0 2 2 0 2 2 n o v e l c a t a l y s t Wh1ch s

    u s e d

    a s an

    example

    s

    nano

    c r y s t a l l i n e

    ( M )

    Z 1 n c

    c h r o m 1 t e

    s u p p o r t e d

    n a n o - p a l l a d 1 u m ( n a n o - P d / n a n o

    ? g g o p a n o l 0 0 0 0 2 ' 8 8 2 ' 8 8

    ZnCr2O4).

    The

    p r o d u c t i o n

    o f MIBK

    s c a r r i e d o u t a t atmo

    D i i s o b u t y l 0 0 0 0

    L 0 2

    L 0 2

    s p h e r i c

    p r e s s u r e

    i n s i d e

    t h e

    r e a c t o r

    ( e . g . ?xed-bed

    c a t a l y t i c

    5 3 6 $ } ;

    1 5 r e a c t o r ) W i t h

    a t e m p e r a t u r e

    r a n g e s

    b e t w e e n

    2 0 0

    C . a n d

    3 5 0

    C .

    The e e d h y d r o g e n - a c e t o n e r a t i o m a y a n g e

    between

    t o 6

    m o l e r a t i o s . T h e n a n o - P d / n a n o - Z n C r 2 O 4

    c a t a l y s t

    p r o v i d e s

    TABLE 8 h i g h

    c o n v e r s i o n o f a c e t o n e

    a n d h i g h s e l e c t i v i t y

    t o W a r d s

    2 0

    MIBK hen o p e r a t e d

    a t

    h i g h t e m p e r a t u r e s .

    Stream No.

    $ 9 $ 1 0 $ 1 1 $ 1 3 $ 1 4 $ 1 5 The l o w - p r e s s u r e o n e - st e p gas-phase p r o c e s s has advan

    M o l a l ? o w 4 0 3 - 4

    3 1 2 - 1 3 1 2 - 1

    4 0 3 - 4 2 5 7 . 9

    5 3 . 9

    t a g e s o v e r t h e o n e - s t e p l i q u i d phase p r o c e s s When

    u s 1 n g

    k m o l / h

    2 5 s e l e c t l v e c a t a l y s ts such a s

    nano P d/nano-ZnCr2O4.

    The e a c

    g / l a s s H C O W

    k g / h

    9 3 1 3 - ;

    1 1 2 2 - 9 1 5 3 3 - 9

    9 5 2 1 2 - 4 1 0 : 2 1 3 2 - 7 t o r i s

    o p e r a t e d

    a t a t m o s p h e r i c p r e s s u r e o r

    l o W

    p r e s s u r e W h i l e

    eIHP

    - - . . .

    P r e s s u m am 61 55 52 5 _ 9 5 _ 9 5 _ 9

    o t h e r

    p l a n t u n 1 t

    operations

    a r e

    operated t

    loW r e s s u r e s . Th1s

    l y a p o l r H 1 0 1 6

    1 1 1

    0 - 6 3 9 2

    1 1

    scheme e v e n t u a l l y r e d u c e s

    c a p i t a l

    and

    o p e r a t i n g

    c o s t s o f

    ract1on

    .

    c o m p o m n t MIBK r o d u c t i o n p r o c e s s .

    mole

    30

    H y d r o g e n 6 1 . 3 5 9666 9 6 , 6 6 6 1 , 3 5 9 5 , 9 7 1 0 0 Table 10

    shoWs

    some experimental

    k i n e t i c d a t a of

    nano

    A0610 1 2 - 7 1 2 ' 2 4 2 ' 2 4 1 2 - 7 1 2 ' 7 1

    0

    Pd/nano-ZnCr2O4 c a t a l y s t

    f o r

    manufacturing MIBK from

    MIBK

    8.73

    0.22 0.22 8.73 0.27 0 _

    Wam 1 2 5 3

    0 _ 7 1

    071 1 2 5 3 036

    0 acetone

    and hydr o gen v 1 a one-step

    gas-phase

    process

    a t

    D i a c i t o l n f 0 - 2 8 0 0 0 - 2 8 0 0

    3 5

    a t m o s p h e r i c

    p r e s s u r e . O t h e r p r o d u c t s

    Which

    a r e

    produced

    o

    0 D

    . . .. .

    M e s i t y l

    O x i d e 0 2 6 0 0 0 2 6 0 0 a l o n g

    W 1 t h MIBK n c l u d e d 1 1 s o b u t y l e k e t o n e

    ( D I B K ) ,

    1 s o p r o

    ( M O ) p y l a l c o h o l

    ( I P A ) , m e s 1 t y l o x 1 d e ( M O ) , m e s i t y l e n e

    ( M )

    a n d

    z l z g g i z ? z l m )

    3 ? ;

    8 1 5 8 1 5

    3 ? ;

    8 1 8 8

    d i a c e t o n e

    a l c o h o l

    ( D A ) .

    T h e

    h i g h c o n v e r s i o n o f

    a c e t o n e

    a n d

    ( I F ) I I I I I 40 good electivity

    toWards MIBK t hi g h temperatu res decrease

    D i i s o b u t y l 1 - 0 2 0 0

    1 - 0 2 0 - 0 1

    0 q u a n t i t i e s of t h e r by p r o d u c t s Which

    m a y

    c a u s e

    c o m p l i c i t y

    Ketone

    . . . .

    ( D I B K )

    1 n t h e

    s e p a r a t i o n

    s e c t 1 o n o f t h e p r o c e s s . T h e

    g a s - p h a s e s i n g l e

    s t e p

    p r o c e s s

    W 1 t h h 1 g h c o n v e r s i o n a n d

    s e l e c t 1 v 1 t y makes

    t h e

    p r o c e s s

    v e r y c o s t e f f e c t i v e .

    TABLE

    Stream No

    S18 S20 S23 S24 S27 S29

    Molar

    ?ow

    mol/h 1 4 5 . 5 9 9 . 7

    5 7 . 9 1 6 . 5

    34 7 . 5

    Mass F l o w

    k g / h

    8 4 9 9 . 4 5 9 1 6 . 7 5 1 6 4 . 3

    8 0 7 . 4

    3 3 9 9 . 1

    9 5 7 . 8

    Temp

    C .

    3 5 . 1 1 0 7 . 2 70 9 2 . 8 1 4 5 . 9

    1 9 3

    P r e s s u r e atm

    1 . 8 2 . 3 1 . 7 1 . 7

    2 . 2 2 . 7

    Vapor

    mole f r a c t i o n 0 . 0 0 0 1 4 8 0 0 0 0 0

    Component mole

    Hydrogen

    0 . 0 2 0 0 0 0 0

    Acetone 30.44

    0 . 4 4

    0 . 7 6 2 . 6 9 0 0

    MIBK

    23.74 34.64 5 9 . 6 2 2 . 1 99.64

    4 . 5 6

    Water 3 3 . 2 2 46.54

    8 . 0 1

    2 8 . 1 8 0 0

    D i a c e t on e A l c o h o l (DA) 0 . 7 9 1 . 1 5 1 . 9 8 0 0 1 5 . 2 7

    M e s i t y l Oxide ( M O )

    0 . 7 2 1 . 0 5

    1 . 8

    0 0 . 0 3 1 3 . 7 9

    M e s i t y l e n e ( M )

    0 . 5 9 0 . 8 7

    1 . 4 9

    0 0 1 1 . 5 1

    l s o p r o p a n o l

    ( I P A ) 7 . 6 6 1 1 . 1 8

    1 9 . 2 4

    6 7 . 0 3 0 . 3 3 0

    D i i s o b u t y l

    K e t o n e (DIBK) 2 . 8 3

    4 . 1 3

    7 . 1

    0 0

    5 4 . 8 7

  • 7/26/2019 Us 8101805

    10/10

    US

    8 , 1 0 1 , 8 0 5

    B2

    TABLE

    0

    S e l e c t i v i t y

    Temp Acetone DA&

    ( O C . )

    C o n v . MIBK D I B K MO

    M IPA o t h e r s

    200 2 0 . 1 4 0 . 6

    1 0 . 2 6 . 1 2 . 1 4 0 . 7

    0 . 3

    250

    4 0 . 7 5 3 . 9

    1 2 . 3

    4 . 4

    2 . 5

    2 5 . 8

    1 . 1

    300 6 6 6 9 . 4 1 2 . 4 2 . 1 2 . 6 1 1 . 2 2 . 3

    350 7 7 . 3

    7 2 . 1 1 3 . 5 2 . 2

    2 . 7 5 . 4 4 . 1

    I n a d d i t i o n , t h e

    s p e c i ? c a t i o n

    a n d

    d r a w i n g s

    a r e t o b e

    regarded i n

    an

    l l u s t r a t i v e r a t h e r than a s i n a

    r e s t r i c t i v e

    s e n s e .

    What s

    c l a i m e d i s :

    1 . A e t h o d ,

    c o m p r i s i n g ;

    adding a

    mixed

    acetone and a

    mixed

    hydrogen

    stream t o

    a

    r e a c t o r

    c o n t a i n i n g

    a

    nano-ZnO

    c a t a l y s t t o p e r f o r m

    l o w

    p r e s s u r e o n e - s t e p

    g a s - p h a s e c o n d e n s a t i o n o f h e a c e t o n e

    f o r making

    a

    p r o d u c t ;

    p r o v i d i n g p r e s su r e t o

    t h e

    mixed

    a c e t o n e

    a n d mixed

    y d r o

    g e n b e f o r e e n t e r i n g t h e r e a c t o r ;

    r e c y c l i n g t h e a c e t o n e r e c o v e r e d from t h e r e a c t o r

    back

    t o

    t h e r e a c t o r

    f o r

    reuse

    a s

    a

    r e c y c l e d

    a c e t o n e ;

    and

    h e a t i n g

    t h e

    mixed a c e t o n e w i t h

    a

    h e a t e x c h a n g e r b e f o r e

    r e i n t r o d u c i n g

    i t t o

    t h e

    r e a c t o r .

    2 .

    The method o f

    c l a i m 1 , f u r t h e r

    c o m p r i s i n g ;

    r e m o v i n g t h e w a t e r

    c o n t e n t

    i n t h e r e c y c l e d a c e t o n e

    by

    u s i n g a d r y e r ;

    f r a c t i o n a t i n g

    t h e r e a c t o r e f ? u e n t u s i n g

    s e r i e s o f

    i s t i l l a t i o n

    columns t o r e c o v e r

    t h e

    by p r o d u c t s

    o f a c e t o n e

    a n d

    h y d r o g e n

    c o n d e n s a t i o n .

    3 .

    The

    method

    o f c l a i m

    1 ,

    w h e r e i n

    t h e f r a c t i o n s a s by

    p r o d u c t s a r e a t

    l e a s t

    o n e o f e t h y l

    i s o b u t y l

    k e t o n e , d i i s o b u t y l

    k e t o n e ,

    m e s i t y l

    o x i d e , m e s i t y l e n e , i s o p r o p y l a l c o h o l a n d

    o t h e r

    p r o d u c t s .

    4 . The method o f

    c l a i m

    1 , w h e r e i n

    t h e

    c a t a l y s t

    i s

    nano

    c r y s t a l l i n e Z i n c , c h r o m i t e

    s u p p o r t e d

    n a n o - p a l l a d i u m

    ( n a n o

    P d / n a n o - Z n C r 2 O 4 ) .

    5 .

    The method o f c l a i m

    1 ,

    w h e r e i n t h e t e m p e r a t u r e i s

    between

    200-3500

    C .

    1 2

    6 . The

    method

    f

    c l a i m 1 , wherein h e p r e s s u r e i s t o

    a t

    l e a s t

    one

    o f

    a t m o s p h e r i c p r e s s u r e

    and low p r e s s u r e .

    7 . A n e - s t e p g a s - p h a s e

    p r o c e s s , c o m p r i s i n g ;

    p r o d u c i n g

    a p r o d u c t

    f r o m

    a c e t o n e a n d

    h y d r o g e n

    u s i n g a

    n a n o - Z n O c a t a l y s t ;

    r e c o v e r i n g t h e

    h e a t

    of r e a c t o r e f ? u e n t to r a i s e a tempera

    t u r e

    of a r e c y c l e d acetone stream and a f r e s h f e e d

    a c e t o n e

    s t r e a m ;

    p a s s i n g

    t h e

    f r e s h a c e t o n e st r e a m and

    t h e

    r e c y c l e d a c e t o n e

    stream

    a s a

    mixture i n

    a

    h e a t exchanger

    t o e f ? c i e n t l y

    ma n a ge temperature of mixed acetone before

    t

    e n t e r s

    t h e r e a c t o r ; and

    m o d u l a t i n g t h e

    p r e s s u r e

    o f t h e

    mixed

    a c e t o n e f e e d ( m i x e d

    a c e t o n e )

    b y p a s s i n g t t h r o u g h a

    p r e s s u r e

    v a l v e h a v i n g t

    l e a s t one

    of an atmospheric

    p r e s s u r e and low p r e s s u r e .

    8 .

    The o n e - s t ep g a s - p h a s e p r o c e s s o f

    c l a i m ,

    f u r t h e r

    com

    p r i s i n g ;

    p r e h e a t i n g

    t h e

    m i x t u r e o f

    a

    r e c y c l e d h y d r o g e n a n d

    a f r e s h

    h y d r o g e n i n a

    h e a t

    e x c h a n g e r ;

    and r e g u l a t i n g t h e

    p r e s s u r e

    t o

    a t

    l e a s t one o f a t m o s p h e r i c

    p r e s s u r e

    and low

    p r e s s u r e

    o f

    t h e

    mixed hydrogen

    e f o r e

    e n t e r i n g t h e

    r e a c t o r .

    9 .

    The

    o n e - s t e p g a s - p h a s e p r o c e s s

    o f c l a i m

    ,

    f u r t h e r

    com

    p r i s i n g ;

    compressing

    t h e r e a c t o r e f ? u e n t t o a low

    p r e s s u r e i n

    a

    c o m p r e s s o r b e f o r e

    s e n d i n g

    i t

    t o

    t h e

    s e c o n d h e a t

    e x c h a n g e r ;

    a n d

    e n a b l i n g t h e e? i c i e n t s e p a r a t i o n

    o f h y d r o g e n

    i n t h e

    drum

    b y c o m p r e s s i n g a n d c o o l i n g t h e r e a c t o r e f f l u e n t .

    1 0 . The

    n e - s t e p g a s - p h a s e

    p r o c e s s

    o f

    l a i m , w h e r e i n

    t h e

    c a t a l y s t i s n a n o - c r y s t a l l i n e Z i n c c h r o m i t e s u p p o r t e d

    n a n o

    p a l l a d i u m ( n a n o - P d / n a n o - Z n C r 2 O 4 ) .

    1 1 .

    The n e - s t e p g a s - p h a s e

    p r o c e s s

    o f

    l a i m , w h e r e i n

    t h e

    p r o d u c t s a r e a t l e a s t o n e o f

    e t h y l

    i s o b u t y l k e t o n e , d i i s o b u ty l

    3 5

    k e t o n e ,

    m e s i t y l o x i d e ,

    m e s i t y l e n e a n d

    i s o p r o p y l

    a l c o h o l .

    1 2 . The

    n e - s t e p g a s - p h a s e

    p r o c e s s o f l a i m , w h e r e i n

    t h e

    t e m p e r a t u r e i s between 2 0 0 - 3 5 0 0 C .

    m

    25

    30

    * * * * *