AT236928B - Verfahren zur Herstellung von Äthylenoxyd - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Äthylenoxyd 
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Äthylenoxyd durch direkte Oxy- dation von Äthylen mit molekularem Sauerstoff über einem Silberkatalysator. 



   Es ist bekannt, dass dieser Oxydationsprozess grosstechnisch ausgeführt wird, wobei man sich im all- gemeinen einer Anlage bedient, wie sie in Fig. 1 der Zeichnung schematisch dargestellt ist. Dieses Sy- stem besitzt einen den Katalysator enthaltenden Reaktor 5, eine Absorptionskolonne 8 mit einer Ab- schreckzone in deren unterem Teil sowie eine zweite Absorptionskolonne 17. Das äthylenhältige Reak- tionsgut wird durch eine Leitung 1 eingeführt und mit einem durch eine Leitung 15 fliessenden Kreislaufstrom vereinigt, worauf es durch einen Kompressor 3 auf den gewünschten Druck gebracht wird. Die sauerstoffhältige Beschickung wird durch eine Leitung 2 eingeführt. Der gesamte Reaktionseinsatz, der aus dem Kreislaufstrom zuzüglich der zum Ersatz des Verbrauches dienenden Beschickung besteht, wird dem Reaktor 5 durch eine Leitung 4 zugeführt.

   Die aus dem Reaktor kommenden Gase werden durch eine Leitung 6 mit Kühler 7 in die Abschreckzone im Unterteil der Absorptionskolonne 8 geführt. Mit Hilfe einer Umlaufpumpe 10 wird eine wässerige   Abschreckflüssigkeit   kontinuierlich durch die Abschreckzone und eine Leitung 9, die einen Kühler 11 enthält, in Umlauf gehalten. Im oberen Teil der Absorptionskolonne 8 wird der Gasstrom im Gegenstrom mit Wasser gewaschen, das in die Kolonne über eine Leitung 12 zugeführt und durch eine Leitung 13 abgezogen wird. Der Grossteil der im Reaktor gebildeten. Äthylenoxydmenge löst sich im Wasser, so dass die Flüssigkeit in der Leitung 13 eine verdünnte, wässerige Äthylenoxydlösung darstellt. 



   Das verbleibende Gasgemisch wird durch eine Leitung 15 im Kreislauf rückgeführt, doch wird durch eine Leitung 14 ein Teilstrom abgeleitet. Da aber der Kohlendioxydgehalt des Kreislaufstromes uner-   wü"scht   hoch ist, wird ein Teil dieses Stromes mittels einer Leitung 16 in die Absorptionskolonne 17 eingeleitet, in welcher ein Grossteil des Kohlendioxyds mit Hilfe einer im Gegenstrom fliessenden wässerigen   Waschflüssigkeit   ausgewaschen wird, die durch eine Leitung 18 in die Absorptionskolonne 17 eingeführt und durch die Leitung 19 wieder abgezogen wird. Der gereinigte Gasstrom wird über eine Leitung 20, die einen Kühler 21 enthält, in die Leitung 15 rückgeführt. 



   Es ist klar, dass dieses Reaktionssystem in vielfacher Hinsicht modifiziert werden kann, wobei aber die als wesentlich anzusehenden Merkmale beibehalten werden. Das wichtigste dieser Merkmale besteht darin, dass der in den Reaktor 5 eingeführte Gasstrom zum grössten Teil aus Verdünnungsmitteln besteht, so dass zu hohe Konzentrationen an Sauerstoff und/oder Äthylen vermieden werden, die zur vollständigen Verbrennung des Äthylens unter Bildung von Kohlendioxyd und Wasser als einzigen Reaktionsprodukten und/oder   zu Explos Bnen   führen würden. 



   Als   sauerstoffhältiger   Beschickungsstrom, der zur Ergänzung des verbrauchten Sauerstoffes dient und dem System durch die Leitung 2 zugeführt wird, kann Luft verwendet werden. Damit wird jedoch ein grosser Anteil von Inertgas zugleich mit dem zum Ersatz des Verbrauches dienenden Sauerstoff eingeführt, wodurch es notwendig wird, einen Grossteil des durch die Absorptionskolonne 8 geführten Gases durch die Leitung 14 wieder abzublasen. Um jedoch unerwünscht hohe Verluste an den wertvollen Stoffen Äthylen und Äthylenoxyd, die in dem abgeleiteten Gasstrom enthalten sind, zu vermeiden, ist eine zusätzliche Anlage erforderlich, um diese Stoffe auf diese oder jene Art wiederzugewinnen.

   Die Grösse und die Grundkosten der Anlage können daher wesentlich vermindert werden, wenn man konzentrierten Sauerstoff an 

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 Stelle von Luft als zum Ersatz des Verbrauches dienende Beschickung verwendet. Der durch die Leitung 14 Åabgezogene Teilstrom kann dann auf einen so geringen Anteil des die Kolonne 8 verlassenden Gasstromes herabgesetzt werden, dass die Wiedergewinnung der in dem abgezogenen Strom enthaltenen wertvollen Stoffe wirtschaftlich nicht mehr notwendig ist. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren entspricht der Verfahrenstype, bei welcher konzentrierter Sauerstoff als zum Ersatz des Verbrauches bestimmter Reaktionseinsatz verwendet wird. Vorzugsweise wird technischer Sauerstoff mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 85   Mol-%   in das System eingeführt. Ausserdem wird beim erfindungsgemässen Verfahren die Äthylenkonzentration in der gesamten Einsatzmenge für die Reaktionszone in bezug auf   Sauerstoff. verhältnismässig   hoch gehalten, weil damit die besten Arbeitsbedingungen festgestellt werden konnten. So kann Äthylen beispielsweise   10-40 Mol-% d'er   gesamten Beschickung der Reaktionszone ausmachen, wobei eine Äthylenkonzentration im Reaktionseinsatz von 20 bis 25   Mol-%   besonders bevorzugt wird.

   Der Äthangehalt des Äthyleneinsatzes wird'vorzugsweise minimal gehalten, beispielsweise unter 1 Mol-%, insbesondere unter 0,2 Mol-%. 



   Der niedrige Anteil an abgeblasenem Gasstrom bei Verwendung von Sauerstoff hoher Reinheit an
Stelle von Luft ermöglicht den Betrieb der Anlage in dem günstigen Bereich, in welchem die Äthylen- konzentration, auf Sauerstoff bezogen, hoch ist. Es muss jedoch darauf geachtet werden, dass die Sauer- stoffkonzentration in der Reaktionszone unter der sogenannten   Entflammbarkeitsgrenze   gehalten wird, bei welcher eine vollständige Oxydation des Äthylens zu Kohlendioxyd und Wasser bevorzugt vor der ge- wünschen Umwandlung von Äthylen zu Äthylenoxyd stattfindet. Es ist daher wünschenswert, in einem
Bereich zu arbeiten, in welchem die teilweise Umsetzung sowohl von Sauerstoff als auch von Äthylen verhältnismässig niedrig ist.

   Zur Wahrung einer ausreichenden Sicherheitsgrenze kann die   Sauerstoffkon-   zentration normalerweise nicht über etwa 7 Mol-% gesteigertwerden. Infolge der verhältnismässig   gerin-   gen Umsetzung des Äthylens ist die Gesamtausbeute niedriger als vom wirtschaftlichen Standpunkt aus wünschenswert wäre, weil man dem System nicht mehr Äthylen über Leitung 1 zuführen kann als der
Summe der durch Umsetzung in der Reaktionszone verbrauchten Menge und der bei Absorption und Ab- blasen aus dem Kreislauf verloren gegangenen Menge entspricht. 



   Die Erfindung bezieht sich auf eine Massnahme, die es ermöglicht, die Sauerstoffkonzentration in der
Reaktionszone ohne Gefahr zu steigern und dadurch auch die prozentuelle Umsetzung des in der Reak- tionszone vorhandenen Äthylens zu steigern, ohne dass dadurch eine wesentliche Änderung in der prozentuellen Ausbeute an Äthylenoxyd, bezogen auf das umgesetzte Äthylen, eintreten würde. Mit andern Worten, die Nebenreaktion der Bildung von Kohlendioxyd und Wasser aus Äthylen wird nicht wesentlich gefördert. 



   Der in der Reaktionszone vorhandene Anteil an Verdünnungsmitteln kommt natürlich durch Ansammlung von Verunreinigungen zustande, die in den durch die Leitungen 1 und 2 eingeführten Beschickungsströmen enthalten sind. Ausserdem sind einige Reaktionsprodukte vorhanden, wie z. B. der durch die Behandlung in der Kolonne 17 nicht entfernte Anteil von Kohlendioxyd sowie Wasser, das in den Kolonnen 8 und 17 in dampfförmigem Zustande verblieben ist. Es ist auch ein kleiner Anteil von Äthylenoxyd vorhanden, der in der Kolonne 8 nicht gelöst wurde. Die zusammen mit der äthylenhältigen Beschickung eingeführten Verdünnungsstoffe bestehen hauptsächlich aus Methan und Äthan. Durch die Leitung 2 eingeführter technischer Sauerstoff enthält Argon und Stickstoff als Hauptverunreinigungen.

   Unter den Betriebsbedingungen müssen die Molverhältnisse aller dieser mit den zum Ersatz des Verbrauches dienenden Beschickungen eingebrachten Verunreinigungen in erster Annäherung überall im Reaktionssystem und auch im abgezogenen Teilgasstrom der Leitung 14 die selben sein, wie in den Beschickungsgasen. Dieses Verhältnis wird im Reaktionssystem nicht   geändert, es   bleibt also das Verhältnis in den Beschickungsgasen entscheidend. Geringe Unterschiede können sich infolge unterschiedlicher Absorptionseffekte in der Absorptionskolonne ergeben, doch sind diese Unterschiede von sekundärer Bedeutung und können im Zusammenhang mit der Erfindung vernachlässigt werden. 



   Die ältere österr. Patentschrift Nr. 222633 bezieht sich auf eine Regelung der Zusammensetzung des   Verdlinnungsmaterials   in der Reaktionszone, um höhere Sauerstoffkonzentrationen und demzufolge eine höhere Gesamtausbeute zu ermöglichen. Nach der durch diese ältere Patentschrift geschützten Erfindung besteht die eingesetzte sauerstoffhältige Beschickung aus technischem Sauerstoffgas, in welchem der Anteil von Argon, bezogen auf die normalerweise vorhandene Menge, beträchtlich verringert wurde. 



   Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Regelung der Zusammensetzung des Verdünnungsmaterials in der Reaktionszone, um eine höhere'Sauerstoffkonzentration und demzufolge eine höhere Gesamtausbeute zu ermöglichen. Das erfindungsgemässe Verfahren bezieht sich jedoch mehr auf die Zusammensetzung des äthylenhältigen Beschickungsgases als auf die des sauerstoffhältigen Beschickungsgases. 

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   Bisher war es für wesentlich angesehen worden, dass die Konzentration der Paraffinkohlenwasserstoffe in der äthylenhältigen Beschickung auf einem Minimum gehalten wird. Überraschenderweise wurde nun im Zusammenhang mit der gewünschten Verschiebung der Entflammbarkeitsgrenze nach oben gefunden, dass die Gegenwart einer Methanmenge in der Reaktionszone von mindestens 16 Mol-%, bezogen auf die gesamte in die Reaktionszone eingeführte Einsatzmenge, eine ausgesprochen günstige Wirkung hat. 



   Es wurde weiters gefunden, dass dieser Effekt streng auf Methan beschränkt ist und sich nicht auf andere Paraffinkohlenwasserstoffe erstreckt. So hat beispielsweise Äthan einen ganz gegenteiligen Effekt, wie dies in Beispiel 3 gezeigt wird. 



   Für das erfindungsgemässe Verfahren kann jeder Silberkatalysator bekannter Art verwendet werden, der die Oxydation von Äthylen mit molekularem Sauerstoff zu Äthylenoxyd zu katalysieren vermag. Solche Katalysatoren bestehen im wesentlichen aus Silbermetall auf einem Träger. Geeignete Träger sind beispielsweise alle silizium- und aluminiumhaltigen Träger wie Tonerde, Siliziumkarbid, Kieselsäure   undKarborundum. GeeigneteKatalysatoren sind beispielsweise   in den USA-Patentschriften Nr. 2, 424, 083, Nr. 2, 424, 085 und Nr. 2, 446, 132 beschrieben. Der Silberkatalysator kann in einem fix angeordneten Bett, als Wirbelschicht oder suspendiert angewendet werden. 



   Wahlweise können auch Mittel zugesetzt werden, die auf die katalytische Reaktion einen günstigen Effekt auszuüben vermögen. Es kann jede zur Modifikation und/oder Einstellung des Silberkatalysators bei der Äthylenoxydation bekannte Substanz verwendet werden. Solche Substanzen sind beispielsweise halogenhaltige Verbindungen, wie chlorierte Kohlenwasserstoffe einschliesslich Äthylendichlorid und chlorierte Polyphenylverbindungen. Sie sind im allgemeinen bereits in relativ geringen Mengen wirksam. So werden chlorierte polyphenyl verbindungen im allgemeinen in einer Menge bis zu 10 ppm (Teile je Million Teile) der Gasmischung zugesetzt. Es können auch Mischungen solcher Zusatzstoffe verwendet werden. 



   Die Oxydationsreaktion wird im allgemeinen bei einer Temperatur von etwa 150 bis etwa 400 C, vorzugsweise zwischen 200 und 3000C durchgeführt. Der Druck liegt vorteilhaft zwischen 1 und 35 at, doch können auch höhere Drücke angewendet werden. 



   Der zum Ersatz des Verbrauches dienende Zusatz von Sauerstoff in das Reaktionssystem kann reiner Sauerstoff oder eine Gasmischung mit hoher Sauerstoffkonzentration sein, wie technischer Sauerstoff, der aus Luft durch Tieftemperaturdestillation oder andere bekannte Trennverfahren gewonnen wurde. Es kann technischer Sauerstoff mit einem verhältnismässig niedrigen Argongehalt entsprechend der bereits erwähnten älteren Patentschrift Nr. 222633 verwendet werden, doch ist dies beim Arbeiten nach der Erfindung nicht mehr so wichtig und in der Regel ist technischer Sauerstoff von üblicher Zusammensetzung völlig befriedigend. Abgesehen davon, wird es im allgemeinen bevorzugt, eine Gasmischung mit mehr als 90 Mol-% molekularem Sauerstoff einzusetzen. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt es, die Sauerstoffkonzentration im Reaktor bis auf 12 Mol-% zu erhöhen, doch ist es im allgemeinen wünschenswert, in der Praxis bei niedrigeren Sauerstoffkonzentrationen zu arbeiten, wobei als Sicherheitsgrenze ein Wert für die Sauerstoffkonzentration von beispielsweise   0,   3-3, vorzugsweise ungefähr 1   Mol-%   unter der Explosionsgrenze bei den jeweiligen Arbeitsbedingungen eingehalten wird. 



   Im allgemeinen muss der Äthyleneinsatz zuerst einer Behandlung unterworfen werden, um mindestens einen wesentlichen Teil der Paraffinkohlenwasserstoffe daraus zu entfernen. Zu diesem Zwecke kann jede bekannte Methode angewendet werden,   z. B.   eine Destillation, Extraktion, Absorption oder Adsorption. 



  Vorzugsweise wird dann das Äthylen mit einer genau eingestellten Menge Methan, welches seinerseits im wesentlichen frei von Äthan ist, versetzt und diese Äthylen-Methan-Mischung in das System eingeführt, doch kann das Methan natürlich auch, falls dies gewünscht wird, getrennt zugeführt werden. Im allgemeinen lassen sich die unerwünschten gesättigten Kohlenwasserstoffe aus dem rohen Äthylen in der Praxis nicht entfernen, ohne gleichzeitig das darin vorhandene Methan mitzuentfernen. Theoretisch ist das Entfernen des Methans natürlich unnötig, wenn es nicht in einem höheren Anteil vorhanden ist als jener, der in das System   eingeführt   werden soll, was aber normalerweise nicht der Fall ist. 



   Ein geeignetes Verfahren zur Abtrennung der Paraffine einschliesslich Äthan aus Äthylen besteht beispielsweise darin, dass das äthanhältige Äthylen über ein geeignetes Molekularsieb-wie es beispielsweise unter der Bezeichnung "Linde Typ   A" erhältlich ist - geleitet   wird. Bei Temperaturen zwischen beispielsweise 10 und   300C   findet die Adsorption des Gases, das hauptsächlich aus Äthylen und nur zu einem geringen Teil aus Äthan besteht, statt. Das adsorbierte Äthylen wird mit einem inerten Gas, beispielsweise Methan, bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise zwischen 200 und 300 C, aus dem Bett des Molekularsiebes ausgetrieben.

   Der zur Reaktionszone rückgeleitete Gasstrom, der sowohl nicht umgesetztes Äthylen und Sauerstoff als auch Verdünnungsmittel enthält, die mit den Beschickungen zugeführt wurden, wie 

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 Stickstoff, Argon und Methan, bzw. in der Reaktionszone als Nebenprodukte entstanden sind, wie Kohlendioxyd und Wasser, können auf diese Weise mindestens zum Teil von Äthan befreit werden, das bei Anwendung dieser Methode vorhanden sein kann. Nach dem Austreiben von Äthylen wird das Molekularsiebbett abgekühlt, beispielsweise durch mittelbare Berührung mit Wasser, worauf bei Atmosphärendruck mit einem geeigneten inerten Gas, wie z. B. den aus dem System abgeblasenen Abgasen, die adsorbierten Kohlenoxyde und das Wasser ausgetrieben werden. 



   Die Zufuhrgeschwindigkeit von Äthylen und molekularem Sauerstoff in das System wird vorzugsweise so geregelt, dass das Molverhältnis Äthylen zu Sauerstoff in der Beschickung für die Reaktionszone, wozu natürlich auch der Kreislaufstrom gehört, auf dem gewünschten Wert gehalten wird. Im allgemeinen wird   das Verhälmis von Äthylen   zu molekularem Sauerstoff im Reaktionseinsatz auf einem Wert zwischen 1 und 7, beispielsweise von 1, 5 bis 2 gehalten. 



   Das in das Reaktionssystem einzuführende Methan kann aus jeder geeigneten Quelle stammen. Die Abwesenheit von merklichen Mengen anderer Paraffinkohlenwasserstoffe ist jedoch wesentlich. Geeignete Quellen für Methan sind beispielsweise Erdgas und normalerweise   gasförmige Nebenprodukte   ohne wesentlichen Anteil anderer Paraffine, wie man sie   z. B.   bei Wärmeumlagerungsverfahren von Kohlenwasserstoffen erhält. Verunreinigungen in Form von Äthan können aus dem Methanstrom vor der Einführung in das System auf übliche Weise entfernt werden. Das Methan kann beim Eintritt in das System direkt mit einem Teil oder dem gesamten Äthyleneinsatz, dem Rücklaufgas oder dem Einsatz vereinigt werden.

   Ein Teil oder das gesamte in das System eingeführte Methan kann als eigener Strom an einer oder mehreren Stellen über die gesamte Länge der Reaktionszone eingebracht werden. 



   Die in die Reaktionszone eingebrachte Methanmenge kann in weiten Grenzen schwanken. Die Anwendung einer Methanmenge über 80 Mol-% der gesamten Einsatzmenge der Reaktionszone ist im allgemeinen nicht notwendig. Es wird eine Methanzufuhr in genau eingestellten Mengen zur Gewährleistung eines Methangehaltes von 40 bis 75   Mol-%   im Reaktoreinsatz bevorzugt. Es wurde gefunden, dass hinsichtlich der Steigerung der Gesamtausbeute ein optimaler Effekt im allgemeinen bei einer kritischen Konzentration zwischen etwa 50 - 70 Mol-% Methan im Reaktoreinsatz erhalten wird. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist auf eine Mehrzahl katalytischer Oxydationszonen, die zuein- ander in Serie oder parallel angeordnet sind, anwendbar. Bei Anwendung von mehreren solcher Zonen können die Reaktionspartner und/oder zugesetztes Methan in eine oder mehrere davon eingeleitet werden. 



  Die. Bedingungen innerhalb dieser Zonen müssen nicht gleich sein, sondern können variiert werden und die Reaktionsprodukte können gewünschtenfalls zwischen den Reaktionszonen abgeschieden werden. Man kann einen Teil oder die gesamte Menge der Reaktionspartner sowie Methan und/oder Verdünnungsmittel in eine oder mehrere der Reaktionszonen an mehr als einer Stelle einführen. 



   Beispiel 1 : Äthylen wurde durch Umsetzung von Äthylen mit molekularem Sauerstoff in Gegenwart eines Katalysators in Form vonSilbermetall auf einem Träger bei 2400C und 14 ata unter Benützung des üblichen Kreislaufsystems zu   Äthylenoxyd'oxydiert.   Der Äthyleneinsatz   enthielt 0, 8% Äthan, 0, 1   Mol-% Kohlendioxyd und war von jeder nachweisbaren Menge Methan frei. Das dem System zugeführte, molekularen Sauerstoff enthaltende Gas bestand aus technischem Sauerstoff, der durch fraktionierte Destillation von Luft erhalten wurde und mindestens 85 Mol-% Sauerstoff neben Stickstoff und Argon als Verunreinigungen enthielt.

   Die Zufuhrgeschwindigkeit des Äthyleneinsatzes und Sauerstoffgases wurde so eingestellt, dass eine Sauerstoffkonzentration von 7 bis 9, 5 Mol-% und eine Äthylenkonzentration von über 10   Mol-%   im Reaktoreinsatz vorhanden war. Aus den aus dem Reaktor kommenden Gasen wurde Äthylenoxyd durch Absorption in Wasser und anschliessende Destillation des wässerigen Absorbats gewonnen. Das von den äthylenoxydhaltigen Reaktionsprodukten befreite Restgas wurde mit Ausnahme einer geringen konstanten abgeblasenen Menge rückgeführt. Dieses kontinuierliche Verfahren wurde mehrere Male unter im wesentlichen gleichen Bedingungen, jedoch mit dem Unterschied wiederholt, dass eine bestimmte Menge Methan dem Äthyleneinsatz zugegeben wurde, wobei die Sauerstoffkonzentration zugleich mit der Methankonzentration in dem vorgenannten Bereich erhöht wurde.

   Die Methanzugabe zu dem Äthyleneinsatz und die Ergebnisse, ausgedrückt in der Umsetzung von Äthylen zu Äthylenoxyd, sind in Tabelle   Ifür jeden Arbeitsvorgang angegeben.   Infolge von Methanansammlung innerhalb des Reaktionssystems betrug die Methankonzentration in der Reaktionsmischung 56%, bezogen auf den gesamten Reaktoreinsatz, wenn der Äthyleneinsatz 7 Mol-% Methan enthielt. 

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  Tabelle I : 
 EMI5.1 
 
<tb> 
<tb> Methan <SEP> im <SEP> Äthylen- <SEP> Äthylenumsetzung <SEP> zu
<tb> einsatz <SEP> (Mol-%) <SEP> Äthylenoxyd <SEP> (Mol-%)
<tb> 0 <SEP> 59, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 3 <SEP> 62, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> 5 <SEP> 63, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> 7 <SEP> 65
<tb> 
   Beispiel 2 :   Der Versuch von Beispiel 1 wurde wiederholt unter Verwendung von durch Fraktiouierung von Luft erhaltenem technischem Sauerstoff mit etwa 95 Mol-% 02 als sauerstoffhaltiges Beschickungsgas. Dem   äthylenhaltigen   Beschickungsgas, das anfangs im wesentlichen frei von Paraffinen war, wurden allmählich steigende Mengen Methan zugesetzt.

   Die Einspeisegeschwindigkeiten der Beschickungsgase wurden so geregelt, dass im Reaktionsgemisch eine Sauerstoffkonzentration von ungefähr 7 bis ungefähr 8,5 Mol-%, allmählich steigend, und eine Äthylenkonzentration von ungefähr 15   Mol-%   eingehalten wurden. In Fig. 2 der Zeichnung werden die Ergebnisse dieser Arbeitsweise durch die Kurve A veranschaulicht, worin die Gesamtausbeute an Äthylenoxyd als Ordinate gegen Mol-% zugesetztes Methan als Abszisse aufgetragen ist. Die Kurven B und C entsprechen zwei weiteren Vorgängen, die unter im wesentlichen identischen Bedingungen durchgeführt wurden, jedoch mit einem Äthylengehalt im Reaktionsgemisch von 20 Mol-% beim Vorgang entsprechend Kurve B und von 25   Mol-%   beim Vorgang entsprechend Kurve C. 



     Beispiel 3 :   Der Versuch von Beispiel 1 wurde wiederholt,   u. zw.   mit einer Reaktionstemperatur von 260 C, einem Reaktionsdruck von 9 ata und einer Verweilzeit in der Reaktionszone von 12 sec. Das Reaktionsgemisch enthielt 15 Mol-% Äthylen und 9   Mol-%   Sauerstoff. Die Äthanmenge im   äthylenhalti-   gen Beschickungsgas und somit auch der durch Ansammlung im Kreislauf bedingte Äthangehalt im Reaktionsgemisch wurden variiert. Die Versuchsergebnisse mit verschiedenen Äthanmengen sind in Tabelle II zusammengestellt. 



   Tabelle II : 
 EMI5.2 
 
<tb> 
<tb> Vorgang <SEP> Nr. <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3
<tb> Äthangehalt <SEP> im <SEP> Reaktionsgemisch, <SEP> Mol-% <SEP> 0 <SEP> 3 <SEP> 8 <SEP> 
<tb> Umsetzung <SEP> des <SEP> durch <SEP> die <SEP> Reaktionszone
<tb> geführten <SEP> Äthylens, <SEP> % <SEP> 19, <SEP> 8 <SEP> 15, <SEP> 8 <SEP> 15, <SEP> 1 <SEP> 
<tb> Äthylenoxydausbeute, <SEP> bezogen <SEP> auf <SEP> umgesetztes <SEP> Äthylen, <SEP> % <SEP> 69 <SEP> 68 <SEP> 67
<tb> Äthylenoxydbildungsgeschwindigkeit
<tb> (Gesamtausbeute), <SEP> kg/m3/h <SEP> 54,5 <SEP> 43,2 <SEP> 40
<tb> 
 
 EMI5.3 
 als   250/0   kleineren Gesamtausbeute gegenüber dem Arbeiten in Abwesenheit von Äthan führt. 

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Claims (1)

1. PATENT ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Äthylenoxyd in einem Kreislaufsystem durch Umsetzung von Äthylen mit molekularem Sauerstoff in Gegenwart eines Silberkatalysators, unter kontinuierlichem Entzug von Äthylenoxyd und kontinuierlicher Zufuhr von frischem äthylenhaltigem Beschickungsgas und frischem sauerstoff - <Desc/Clms Page number 6> haltigem Beschickungsgas, wobei das sauerstoffhaltige Beschickungsgas einen Sauerstoffgehalt von mindestens 85 Mol-% hat und das äthylenhaltige Beschickungsgas nur verhältnismässig geringe Mengen anderer Bestandteile als Äthylen enthält, das im Kreislauf zirkulierende Gas nur in verhältnismässig geringer Menge abgeblasen, erforderlichenfalls jedoch von unerwünschten Komponenten, wie Kohlendioxyd,

   gereinigt wird und das in die Reaktionszone eintretende Gasgemisch verhältnismässig kleine Anteile an Äthylen und Sauerstoff besitzt und im übrigen aus inerten Komponenten besteht, wobei sein Sauerstoffgehalt niedriger als der Äthylen- gehalt ist und derart geregelt wird, dass ein genügender Sicherheitsabstand unter der Entflammungsgrenze aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass man während des kontinuierlichen Betriebes dauernd eine solche Menge Methan, vorzugsweise vermischt mit dem äthylenhaltigen Beschickungsgas, in den Kreislauf einführt, dass dadurch in dem der Reaktionszone zugeführten Gasgemisch ein Methangehalt von mindestens 15 Mol-Ufo aufrechterhalten wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion bei einer Temperatur zwischen 200 und 3000C durchführt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion bei einem Druck zwischen 1 und 35 at durchführt.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den Sauerstoff in Form einer Mischung aus Sauerstoff und einem oder mehreren inerten Gasen mit einer Sauerstoffkonzentration von über 85 Mol-%, vorzugsweise über 90-Mol% zuführt.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Sauerstoffkonzentration in der gesamten Einsatzmenge der Reaktionszone von nicht über 12 Mol-% einhält.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Äthylenkonzentration in der Reaktionszone zwischen 10 und 40 Molto, vorzugsweise von 20 bis 25 Mol-oderge- samten Einsatzmenge einhält.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Äthangehalt des Äthyleneinsatzes unter 1 Mol-%, vorzugsweise unter 0,2 Mol-% liegt.

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man ein solches Äthylen in die Reaktionszone einführt, aus welchem zuvor ein wesentlicher Teil der Paraffinkohlenwasserstoffe entfernt worden ist, und dass man Methan in der zur Ergänzung auf die Mindestmenge von 15 Mol-% erforderlichen Menge in die Reaktion einführt.

   9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis Äthylen : Sauerstoff im Einsatz zwischen 1 und 7 gehalten wird.

   10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Methanmenge nicht mehr als 80, vorzugsweise 40 - 75 Mol-% der gesamten Einsatzmenge der Reaktionszone beträgt.