DE10350202A1 - Verfahren zur Herstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe sowie dafür geeignete Vorrichtung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe sowie dafür geeignete Vorrichtung Download PDF

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe durch thermische Spaltung von gesättigten und/oder ungesättigten Kohlenwasserstoffen. Dabei wird ein Eduktgasstrom in einen Reaktor eingeleitet, der im Innern mindestens ein auf und/oder in einem mit einer Zuleitung für Spülgas versehenen gasdurchlässigen Träger angeordnetes katalytisch aktives Material aufweist, und dieser Gasstrom wird thermisch gespalten. DOLLAR A Mit dem Verfahren ist eine verlängerte Betriebsdauer des Reaktors möglich und es lassen sich gesteigerte Produktausbeuten erzielen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe aus gesättigten oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoffen sowie eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung. Ein bevorzugtes Verfahren betrifft die Herstellung von Ethen oder Propen aus Ethan oder Propan.
  • Die unvollständige thermische Spaltung von gesättigten oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoffen zur Gewinnung ungesättigter Kohlenwasserstoffe wird seit vielen Jahren großtechnisch betrieben. Dabei werden Spaltöfen eingesetzt, bei denen der gesättigte Kohlenwasserstoff bei Temperaturen von 750 bis 885 °C teilweise in ungesättigten Kohlenwasserstoff und Wasserstoff thermisch gespalten wird.
  • Das Verfahren benötigt für die verschiedenen Verfahrensschritte, wie dem Erhitzen des Ausgangsprodukt(gemisches) bis zur Spalttemperatur, der Reaktion selbst und der anschließenden Aufreinigung des Produktgemisches, beträchtliche Energiemengen.
  • Die Spaltöfen werden kontinuierlich betrieben. Eine weitere Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens könnte darin bestehen, einen möglichst lange ununterbrochenen Betrieb der Anlage anzustreben. Es hat sich allerdings gezeigt, dass sich auf den Reaktorwänden derartiger Anlagen Zersetzungsprodukte ablagern (Verkokung oder Koksbildung), die von Zeit zu Zeit eine Unterbrechung des Dauerbetriebs erforderlich machen.
  • Aus dem Stand der Technik sind katalytische Verfahren zur Spaltung von gesättigten oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoffen bekannt. Gemeinsam ist diesen Verfahren, dass der Reaktor derart mit einer ausreichenden Menge an Katalysator befüllt ist, so dass das den Reaktor durchströmende Gasgemisch möglichst vollständig mit dem Katalysator in Kontakt kommt. Dabei durchströmt das Edukt im Reaktor eine Wirbelschicht des Katalysators und die komplette Eduktmenge wird am Katalysator umgesetzt.
  • Aus der WO-A-00/29,359 ist zusätzlich bekannt, dass die Standzeit des Katalysators bei der katalytischen Dehydrochlorierung von Ethylendichlorid durch die Gegenwart von Wasserstoff verlängert werden kann. Der Wasserstoff wird hier dem Eduktgas beigemischt.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, dass einen im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren verlängerten kontinuierlichen Betrieb eines Spaltofens gestattet.
  • Im Vergleich zu den bekannten Verfahren wird erfindungsgemäß der überwiegende Anteil des Edukts thermisch und ohne direkte Einwirkung eines Katalysators gespalten. Durch den Katalysator werden in einem oder mehreren räumlich begrenzten Bereichen des Reaktors Starterradikale erzeugt, wodurch die nachfolgende thermische Spaltung des Eduktes gefördert wird.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Pyrolyseverfahrens von gesättigten oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoffen, mit dem im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren bei ansonsten gleicher Betriebstemperatur größere Umsätze möglich sind oder mit dem im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren bei ansonsten gleichen Umsätzen eine Absenkung der Betriebstemperatur, möglich ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe durch thermische Spaltung von gesättigten und/oder ungesättigten Kohlenwasserstoffen umfassend die Maßnahmen:
    • a) Einleiten eines Eduktgasstroms enthaltend erhitzten gasförmigen gesättigten und/oder ungesättigten Kohlenwasserstoff in einen Reaktor, der im Innern mindestens ein auf und/oder in einem mit einer Zuleitung für Spülgas versehenen gasdurchlässigen Träger angeordnetes katalytisch aktives Material oder mit einer Zuleitung für Spülgas verbundenen gasdurchlässigen Formkörper aus katalytisch aktivem Material aufweist,
    • b) Einstellen eines solchen Drucks und einer solchen Temperatur im Innern des Reaktors, so dass durch thermische Spaltung des gesättigten und/oder ungesättigten Kohlenwasserstoffs Wasserstoff und ungesättigter Kohlenwasserstoff gebildet werden,
    mit der Maßgabe, dass die Herstellung von ungesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen durch thermische Spaltung von gesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen ausgenommen ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft bei der thermischen Spaltung von Naphtha, bei der Herstellung von Ethen aus Ethan sowie bei der Herstellung von Propen aus Propan eingesetzt werden. Es eignet es sich darüber hinaus auch zur Herstellung anderer ungesättigter Kohlenwasserstoffe aus gesättigten oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoffen. Eine Übersicht über derartige Spaltungsreaktionen findet sich in K. Weissermel und H.J. Arpe, Industrielle organische Chemie: bedeutende Vor- und Zwischenprodukte, 5. überarbeitete Auflage, Wiley-VCH, 1998, Abschnitt 3 „Olefine". Allen diesen Reaktionen ist gemeinsam, dass die Spaltung eine Radikalkettenreaktion darstellt, bei der neben dem gewünschten Produkt ungewünschte Nebenprodukte gebildet werden, die bei Dauerbetrieb zu einem Verkoken der Anlagen führen.
  • Unter dem Begriff „gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff" ist im Rahmen dieser Beschreibung ein gesättigter aliphatischer oder cycloaliphatischer Kohlenwasserstoff zu verstehen, der gesättigt ist oder ein oder mehrere Kohlenstoff-Kohlenstoff Doppelbindungen aufweist, und der durch Spaltung in ungesättigte oder höher ungesättigte aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe übergeführt werden kann. Mehrere Kohlenstoff-Kohlenstoff Doppelbindungen können isoliert vorliegen oder konjugiert sein.
  • Unter dem Begriff „ungesättigter Kohlenwasserstoff" ist im Rahmen dieser Beschreibung ein ungesättigter aliphatischer oder cycloaliphatischer Kohlenwasserstoff zu verstehen, der ein oder mehrere Kohlenstoff-Kohlenstoff Doppelbindungen aufweist und der durch Spaltung des gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffs entstanden ist. Mehrere Kohlenstoff-Kohlenstoff Doppelbindungen können isoliert vorliegen oder konjugiert sein.
  • Bevorzugt ist die Herstellung von Ethen aus Ethan oder von Propen aus Propan sowie die Spaltung von Naphtha.
  • Als katalytisch aktives Material kann jedes Material einschließlich Metallen, Metalllegierungen und/oder Metalloxiden eingesetzt werden, das/die unter den im Reaktor herrschenden Bedingungen beständig ist, beispielsweise nicht schmilzt, und dass die Spaltreaktion katalysiert.
  • Es wird angenommen, dass die katalytisch aktiven Oberflächen die Aktivierungsenergie eines oder mehrerer Schritte der Radikalkettenreaktion absenken und dadurch eine Beschleunigung der Reaktion hervorrufen.
  • Beispiele für katalytisch aktive Materialien sind Metalle, Metalllegierungen oder Metalloxide.
  • Beispiele für Metalloxide sind Seltenerdoxide oder deren Gemische.
  • Bevorzugt wird als katalytisch aktives Material ein Metall oder eine Metalllegierung aus der 8. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente, insbesondere Eisen, Kobalt, Nickel, Rhodium, Ruthenium, Palladium oder Platin, sowie Legierungen dieser Metalle mit Gold, eingesetzt.
  • Ganz besonders bevorzugt sind Rhodium, Ruthenium, Palladium und Platin.
  • Als gasdurchlässige Träger lassen sich alle dem Fachmann bekannten Träger verwenden, die sich in ausgewählten Bereichen der Reaktorinnenwand und/oder des Reaktorinnern anbringen lassen und die mit Zuleitungen für Spülgas versehen sind. Dabei kann es sich um einen Käfig handeln, der beispielsweise von einem Gitter oder einer durchbrochenen Metallplatte gebildet wird, die eine Katalysatorschüttung aufnehmen und von dem Spülgas durchströmt werden kann, beispielsweise durch zentrische Einleitung mittels eines perforierten Rohres.
  • Weiterhin kann es sich bei dem gasdurchlässigen Träger um eine gasdurchlässige Platte handeln, die von einem Flächengebilde, wie einem Drahtnetz, aus katalytisch aktivem Metall umgeben ist.
  • Bevorzugt handelt es sich bei dem gasdurchlässigen Träger um einen porösen Formkörper. Dieser kann aus dem katalytisch aktiven Material und/oder aus einem anderen Material bestehen. Vorzugsweise handelt es sich um eine poröse Keramik, die insbesondere mit dem katalytisch aktiven Metall beschichtet ist; oder es handelt sich um eine poröse Keramik, die mit dem katalytisch aktiven Material dotiert ist.
  • Das katalytisch aktive Material kann in beliebiger Form in oder auf dem gasdurchlässigen Träger angebracht sein. Dem Fachmann sind derartige Anordnungen bekannt.
  • Beispielsweise kann das katalytisch aktive Material in der Form von Ausformungen mit einem möglichst grossen Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis vorliegen. Vorzugsweise ist das katalytisch aktive Material als Beschichtung und/oder als Dotierung auf bzw. in dem gasdurchlässigen Träger angebracht.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Reaktor sind Anordnung und Oberfläche des Katalysators so zu wählen, dass der überwiegende Teil des den Reaktor durchströmenden Eduktgases in einer thermischen Gasphasenreaktion umgesetzt wird, und der Katalysator hauptsächlich zur Erzeugung von Starterradikalen für die thermische Umsetzung dient.
  • Typischerweise beträgt das Verhältnis von Katalysatoroberfläche zu Reaktorinnenoberfläche 10 : 90 oder weniger. Vorzugsweise beträgt dieses Verhältnis 0,5 : 99,5 bis 10 : 90. Unter dem Begriff Katalysatoroberfläche ist die äußere geometrische Oberfläche des gasdurchlässigen Trägers zu verstehen. Unter dem Begriff Reaktorinnenoberfläche ist die geometrische Oberfläche des Reaktorinnenraumes zu verstehen.
  • Für das Aufrechterhalten einer möglichst langen Betriebsdauer ist es erforderlich, die katalytische Aktivität des Materials möglichst lange zu erhalten und/oder während des Weiterbetriebs des Reaktors wieder herstellen bzw. regenerieren zu können.
  • Es wurde gefunden, dass sich dieses durch Spülen der katalytischen Oberfläche mit einem gasförmigen Reduktionsmittel erreichen lässt, das dem gasdurchlässigen Träger über eine Leitung zugeführt wird.
  • Als gasförmiges Reduktionsmittel lassen sich alle bei den im Reaktor herrschenden Temperaturen gasförmigen Reduktionsmittel für Kokspräkursoren und/oder Verkokungsprodukte einsetzen. Bevorzugtes Beispiel dafür ist Wasserstoff oder ein Gemisch von Wasserstoff mit Inertgas.
  • Die Zuführung des gasförmigen Reduktionsmittels erfolgt über den gasdurchlässigen Träger und wird durch diesen dem katalytisch aktiven Material zugeleitet.
  • In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein auf und/oder in dem gasdurchlässigen Träger angeordnetes katalytisch aktives Material mit einem durch den gasdurchlässigen Träger zugeführten gasförmigem Reduktionsmittel, vorzugsweise mit Wasserstoff oder mit einem Gemisch aus Wasserstoff und Inertgas, gespült.
  • Dabei kann das Spülen mit dem gasförmigen Reduktionsmittel kontinuierlich oder in vorbestimmten Zeitintervallen erfolgen.
  • Folgende Verfahrensvarianten bieten sich dabei an:
    • – unverdünntes Reduktionsmittel wird kontinuierlich oder diskontinuierlich durch den gasdurchlässigen Träger geleitet;
    • – mit Inertgas verdünntes Reduktionsmittel wird kontinuierlich oder diskontinuierlich durch den gasdurchlässigen Träger geleitet;
    • – der gasdurchlässige Träger wird abwechselnd mit Inertgas und unverdünntem oder mit Inertgas verdünntem Reduktionsmittel durchspült.
  • Das gasförmige Reduktionsmittel kann unverdünnt oder zusammen mit Inertgasen, wie Stickstoff und/oder Edelgasen, zugeführt werden.
  • Die Temperatur des gasförmigen Reduktionsmittels wird zweckmäßigerweise der Temperatur angepasst, die im Innern des Reaktors am Ort des gasdurchlässigen Trägers herrscht. Dieses kann beispielsweise durch eine außerhalb des Reaktors angebrachte Heizvorrichtung erfolgen.
  • Durch eine kontinuierliche oder intermittierende Zuführung des gasförmigen Reduktionsmittels lässt sich die Verkokung der Katalysatoroberfläche effizient verhindern bzw. verlangsamen und dadurch die Betriebsdauer des Spaltofens verlängern sowie der Umsatz der Spaltreaktion vergrößern. Beim Spülvorgang wird der Betrieb des Reaktors nicht unterbrochen.
  • Bevorzugt befindet sich mindestens ein auf und/oder in einem gasdurchlässigen Träger angeordnetes katalytisch aktives Material in der Nähe des Eintritts des Eduktgasstromes in den Reaktor. Dadurch wird bereits bei Eintritt des Eduktgases in den Reaktor eine hohe Konzentration an Radikalen gebildet, die zu einem effizienten Verlauf der Kettenreaktion beitragen.
  • In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt der Eduktgasstrom beim Durchlauf im Reaktor ein oder mit mehreren Kerzen aus poröser Keramik in Berührung, auf deren Oberfläche sich jeweils eine Schicht aus katalytisch aktivem Material befindet und/oder die mit katalytisch aktivem Material dotiert ist. Die Kerzen sind dabei vorzugsweise mit einer Heizvorrichtung, beispielsweise mit einer im Innern angebrachten Heizpatrone, ausgestattet und gestatten ein Erhitzen des gasförmigen Reduktionsmittels vor dem Kontakt mit dem katalytisch aktiven Material.
  • Ganz besonders bevorzugt ist die Anzahl der Kerzen im ersten Drittel des Reaktors größer als im zweiten Drittel und/oder im dritten Drittel.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter Verwendung der an sich üblichen Drucke und/oder Temperaturen betrieben werden. Gängige Betriebsdrucke liegen im Bereich von 0,1 bis 0,5 MPa (Ofenausgang); gängige Betriebstemperaturen liegen im Bereich von 750 bis 885 °C (Ofenausgang). Die endotherme Spaltreaktion benötigt eine ständige Zufuhr von Energie; dieses erfolgt bei der Passage des zu spaltenden Gases durch den Reaktor.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine Absenkung der üblichen Betriebstemperaturen möglich. Dadurch wird eine wirtschaftlichere Verfahrensweise ermöglicht.
  • Die Erfindung betrifft auch einen Reaktor zur Durchführung des oben definierten Verfahrens umfassend die Elemente:
    • i) in den Reaktor mündende Zuleitung für den Eduktgasstrom enthaltend gesättigten und/oder ungesättigten Kohlenwasserstoff,
    • ii) mindestens ein auf und/oder in einem gasdurchlässigen Träger angeordnetes oder in Gestalt eines gasdurchlässigen Formkörpers vorliegendes katalytisch aktives Material, das im Innern des Reaktors angebracht ist,
    • iii) mit dem gasdurchlässigen Träger oder Formkörper verbundene Zuleitung für ein gasförmiges Reduktionsmittel zum Regenerieren des katalytisch aktiven Materials,
    • iv) Heizvorrichtung für das gasförmige Reduktionsmittel,
    • v) Heizvorrichtung für das Aufheizen und/oder die Aufrechterhaltung der Temperatur des Gasstromes im Reaktor, und
    • vi) aus dem Reaktor führende Ableitung für den Produktgasstrom der thermischen Spaltung enthaltend ungesättigten Kohlenwasserstoff, ausgenommen ungesättigten halogenhaltigen ungesättigten Kohlenwasserstoff.
  • Als Reaktor können alle dem Fachmann für derartige Reaktionen bekannten Typen eingesetzt werden. Bevorzugt wird ein Rohrreaktor mit in der Strahlungszone senkrecht angeordneten Rohren.
  • Vorzugsweise ist der gasdurchlässige Träger ein poröser Formkörper, insbesondere aus poröser Keramik.
  • In einer ganz bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Reaktors ist die poröse Keramik in Form einer Kerze ausgebildet, deren Oberfläche mit katalytisch aktivem Metall beschichtet ist und/oder die mit katalytisch aktivem Material dotiert ist, und die Kerze ist mit einer Zuleitung für das gasförmige Reduktionsmittel zum Regenerieren des katalytisch aktiven Materials ausgestattet. Ganz besonders bevorzugt befindet sich im Innern der Kerze eine Heizvorrichtung, beispielsweise eine Heizpatrone.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und des Reaktors wird nachstehend anhand der 1 bis 3 beschrieben.
  • Es zeigen
  • 1: Einen bevorzugten gasdurchlässigen Träger mit darauf angeordnetem katalytisch aktiven Metall dargestellt im Längsschnitt
  • 2: Einen weiteren bevorzugten gasdurchlässigen Träger mit darauf angeordnetem katalytisch aktiven Metall dargestellt im Längsschnitt
  • 3a und 3b: Rohrreaktor mit Träger gemäß 1 oder 2 im Längs- und Querschnitt.
  • In einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt der Eduktgasstrom beim Durchlauf im Reaktor mit einer oder mehreren Vorrichtungen der in 1 skizzierten Art in Berührung, die im folgenden beschrieben wird.
  • In einem Außenrohr (1) ist mittels zweier gegenüberliegender Deckel oder Flansche (2) ein zylindrischer, poröser Formkörper (3) eingespannt, der auf der Innenseite mit einer katalytisch aktiven Schicht (4) versehen ist. Durch die Anordnung des Formkörpers (3) im Außenrohr (1) werden ein Mantelraum (5) sowie ein Innenraum (6) gebildet, wobei der Mantelraum (5) an den Stirnflächen der Deckel oder Flansche (2) gegen den Innenraum (6) und gegen das Außenrohr (1) abgedichtet ist.
  • Anstelle der über den Einsatz von Deckeln oder Flanschen erzeugten Anordnung des Formkörpers (3) im Außenrohr (1) kann der Formkörper bei geeigneter Materialauswahl auch mit dem Außenrohr auf andere Arten, beispielsweise durch Verschrauben und/oder Verschweißen verbunden sein, so dass sich Mantelraum (5) und Innenraum (6) in der Weise ausbilden, dass Mantelraum (5) gegen den Innenraum (6) und gegen das Außenrohr (1) abgedichtet ist.
  • Eine derartige Vorrichtung ist in 2 dargestellt. Ein zylindrischer, poröser und auf der Innenseite mit einer katalytisch aktiven Schicht (4) versehener Formkörper (3) ist an seinen Stirnseiten mit einem Außenrohr (1) verschweißt. Durch die Anordnung des Formkörpers (3) im Außenrohr (1) werden ein Mantelraum (5) sowie ein Innenraum (6) gebildet, wobei der Mantelraum (5) gegen den Innenraum (6) und gegen das Außenrohr (1) abgedichtet ist.
  • Die Erfindung betrifft auch einen Reaktor enthaltend mindestens eine derartige Vorrichtung zur Durchführung des oben definierten Verfahrens sowie ein Verfahren zur Herstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe durch thermische Spaltung von gesättigten oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoffen, bei der ein solcher Reaktor zum Einsatz kommt.
  • Vorzugsweise besitzt der Hohlkörper (3) den gleiche Innendurchmesser bzw. den gleichen freien Querschnitt wie das vor- bzw. zwischen- bzw. nachgeschaltete Reaktionsrohr.
  • Der zylindrische, poröse Formkörper (3) kann aus Sintermetall, poröser Keramik oder einem anderen, porösen und temperaturbeständigen Material bestehen. In einer besonders bevorzugten Variante besteht der poröse Hohlkörper (3) aus Zirkoniumoxid.
  • Die katalytisch aktive Metallschicht kann auf verschiedene Arten auf die Innenseite des porösen Formkörpers aufgebracht werden z.B. durch Aufdampfen, Sputtern, galvanische oder stromlose Metallabscheidung, Tränkung, Fällung (Imprägnierung) oder Kombinationen dieser Methoden.
  • Die Art der Aufbringung der katalytisch aktiven Schicht ist nicht auf die hier aufgezählten Methoden beschränkt.
  • Der zylindrische, poröse Formkörper (3) kann auch oder zusätzlich mit dem katalytisch aktiven Material dotiert sein.
  • Die Abdichtung des Mantelraums (5) gegen den Innenraum (6) kann mittels einer Dichtung (7) erfolgen, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform eine Feder (8) aus der Stirnseite des zylindrischen, porösen Formkörpers herausgearbeitet ist, die in die Dichtung (7) hineindrückt oder hineinschneidet.
  • Die Stirnseite bzw. die der Stirnseite unmittelbar benachbarte Abschnitt des zylindrischen, porösen Formkörpers (3) kann, falls dieser aus keramischem Material besteht, mit einem sog. Glaslot oder einem temperaturbeständigen keramischen Kleber abgedichtet sein.
  • Die Abdichtung des Mantelraums (5) gegen den Außenraum erfolgt vorzugsweise mittels Dichtungen (13).
  • In die Stirnseite des Deckels bzw. der Flansche eingearbeitete Abstandhalter (9, 10, 11) gewährleisten eine definierte Flächenpressung der Dichtungen (8, 13, 14) und schützen den zylindrischen, porösen Formkörper (3) vor Bruch.
  • Bei der Dichtung (7) kann es sich um eine Metalldichtung oder um eine Dichtung aus einem anderen temperaturbeständigen und hinreichend weichen Material handeln. Bevorzugt wird eine Metalldichtung.
  • Bei den Dichtungen (13) und (14) handelt es sich um Dichtungen aus einem temperaturbeständigen Material, wie z.B. aus Graphit, Asbest oder Asbestersatzstoffen. Es können auch andere temperaturbeständige Materialien eingesetzt werden.
  • Bei den Dichtungen (13) und (14) kann es sich auch um Schweißlippen-Dichtungen handeln.
  • Bei den Dichtungen (13) und (14) kann es sich auch um Kombinationen aus einer innenliegenden Dichtung aus einem weichen und temperaturbeständigen Material und einer außenliegenden Schweißlippen-Dichtung handeln.
  • Falls es sich bei dem zylindrischen, porösen Formkörper (3) um ein bruchunempfindliches Material, wie z.B. Sintermetall handelt, so kann dieser auch mit den Deckeln (2) verschraubt bzw. verschweißt werden.
  • Bevorzugt ist in einer derartigen Ausführungsform eine Anordnung, bei welcher der zylindrische, poröse Formkörper (3) mit einem der Deckel oder Flansche (2) verschweißt ist und mit dem anderen Deckel (Flansch) verschraubt ist, so dass der zylindrische, poröse Formkörper (3) z. B. zu Reinigungs- und Regenerationszwecken leicht demontiert werden kann.
  • Ganz besonders bevorzugt ist eine Anordnung, bei der an beiden Enden des zylindrischen, porösen Formkörpers (3), sofern dieser aus metallischem Sintermaterial besteht, zylindrische Anschlussteile oder Zwischenstücke aus Vollmaterial des gleichen Innen -und Außendurchmessers angeschweißt sind, die z.B. mit Gewindebohrungen zum Anschrauben von Flanschen versehen werden können, oder an welche die Flansche direkt angeschweißt werden können.
  • Auf der verschraubten Seite wird die Abdichtung des Mantelraumes gegen den Innenraum durch eine Dichtung zwischen zylindrischen, porösem Formkörper (3) und Deckel bzw. Flansch (2) gewährleistet.
  • Die beschriebene Vorrichtung wird von dem vorgeheizten Eduktgasstrom (15) durchströmt.
  • Das vorgeheizte Eduktgas (15) zerfällt, beispielsweise durch dissoziative Adsorption, an der katalytisch wirksamen Oberfläche (4) in Radikale, die ihrerseits den Fortgang der Radikalkettenreaktion begünstigen.
  • Der zylindrische, poröse Formkörper (3) wird von außen nach innen von einem gasförmigem Reduktionsmittel, einem Gemisch aus gasförmigem Reduktionsmittel und Inertgas oder einem Inertgas durchströmt. Dazu wird das Gasgemisch) durch eine Eintrittsöffnung vom Außenraum durch eine nicht dargestellte Zuleitung in den Mantelraum (5) eingeführt und strömt durch den zylindrischen, porösen Formkörper (3) und die katalytisch aktive Schicht (4) in den Innenraum (6) der Vorrichtung. Es versteht sich von selbst, dass Formkörper (3) katalytisch aktive Schicht (4) so ausgestaltet und angeordnet sein müssen, dass ein möglichst gleichmäßiger Gasstrom durch diese Schichten ermöglicht wird und dass sich keine Zonen ausbilden, die nicht von Gas durchströmt werden.
  • Die in 1 und 2 dargestellte Vorrichtung kann in einen konventionellen Rohrreaktor zur Herstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe durch thermische Spaltung von gesättigten oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoffen eingebaut werden.
  • Ein solcher Einbau ist in den 3a und 3b schematisch dargestellt.
  • Der Rohrreaktor umfasst einen Ofen sowie ein Reaktionsrohr.
  • Im Allgemeinen ist ein solcher mit einem Primärenergieträger, wie mit Öl oder Gas, befeuerter Ofen in eine sogenannte Strahlungszone (16) und eine Konvektionszone (17) aufgeteilt.
  • In der Strahlungszone (16) wird die für die Pyrolyse erforderliche Wärme vor allem durch Strahlung der durch Brenner (16a) beheizten Ofenwände auf das Reaktionsrohr (19a) übertragen.
  • In der Konvektionszone (17) wird der Energieinhalt der heißen, aus der Strahlungszone austretenden Rauchgase durch konvektive Wärmeübertragung auf das in den 3a und 3b nicht dargestellte durch die Konvektionszone (17) verlaufende Reaktionsrohr übertragen. Außerdem kann das Edukt der Pyrolysereaktion, z.B. Ethan, vorgewärmt, verdampft oder überhitzt werden. Ebenso ist auch die Erzeugung von Wasserdampf und/oder die Vorwärmung von Verbrennungsluft möglich.
  • Bei einer typischen Anordnung wird flüssiges Ethan zunächst in der Konvektionszone des Spaltofens vorgewärmt und danach in einem speziellen Verdampfer außerhalb des Spaltofens verdampft. Das dampfförmige Ethan wird dann wiederum der Konvektionszone zugeführt und dort überhitzt, wobei bereits die Pyrolysereaktion einsetzen kann. Nach erfolgter Überhitzung tritt das Ethan in die Strahlungszone ein, wo der Umsatz zu Ethen und Wasserstoff stattfindet.
  • Infolge der in der Strahlungszone und der im Eintritt der Konvektionszone herrschenden hohen Temperaturen ist es vorteilhaft, die in 1 oder 2 skizzierte Vorrichtung nicht direkt innerhalb dieser Zonen anzuordnen, da sonst z.B. eine definierte Temperatureinstellung des zur kontinuierlichen oder intermittierenden Regeneration der Katalysatoroberfläche verwendeten Gases oder Gasgemischs nicht oder nur erschwert möglich ist.
  • Daher wird eine Anordnung bevorzugt, wie sie in 3 schematisch dargestellt ist.
  • Hierbei ist der Spaltofen um ein zusätzliches, am Deckel bzw. am Boden des Rohrreaktors angeordnets nicht beheiztes Kompartment (18) erweitert, das thermisch isoliert sein kann. Aus der eigentlichen Strahlungszone (16) werden dann Schlaufen des senkrecht verlaufenden Reaktionsrohrs durch diese Kompartments (18) geführt. In diesen Schlaufen, vorzugsweise in den senkrechten Abschnitten dieser Schlaufen, werden dann die Vorrichtungen gemäß 1 oder 2 (19) enthaltend katalytisch aktive Elemente montiert, also in das Reaktionsrohr eingebaut, so dass der Eduktgasstrom Reaktionsrohr und Innenraum (6) der Vorrichtung durchströmen kann.
  • Die aus der Strahlungszone (16) in die unbeheizten Kompartments (18) geführten Schlaufen des Reaktionsrohrs sind vorzugsweise mit einer thermischen Isolation versehen.

Claims (27)

  1. Verfahren zur Herstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe durch thermische Spaltung von gesättigten und/oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoffen umfassend die Maßnahmen: a) Einleiten eines Eduktgasstroms enthaltend erhitzten gasförmigen gesättigten und/oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoff in einen Reaktor, der im Innern mindestens ein auf und/oder in einem mit einer Zuleitung für Spülgas versehenen gasdurchlässigen Träger angeordnetes katalytisch aktives Material oder mit einer Zuleitung für Spülgas verbundenen gasdurchlässigen Formkörper aus katalytisch aktivem Material aufweist, und b) Einstellen eines solchen Drucks und einer solchen Temperatur im Innern des Reaktors, so dass durch thermische Spaltung des gesättigten und/oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoffs Wasserstoff und ungesättigter Kohlenwasserstoff gebildet werden, mit der Maßgabe, dass die Herstellung von ungesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen durch thermische Spaltung von gesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen ausgenommen ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Eduktgasstrom Ethan, Propan oder Naphtha eingesetzt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als katalytisch aktives Material ein Metall, eine Metalllegierung und/oder ein Metalloxid eingesetzt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als katalytisch aktives Material ein Metall oder eine Metalllegierung aus der 8. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente, insbesondere Rhodium, Ruthenium, Palladium oder Platin sowie Legierungen dieser Metalle mit Gold eingesetzt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das katalytisch aktive Material als Schicht und/oder als Dotierung auf bzw. in dem gasdurchlässigen Träger, vorzugsweise auf und/oder in einem porösen Träger, ausgebildet ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das auf und/oder in dem gasdurchlässigen Träger angeordnete katalytisch aktive Material mit einem durch den gasdurchlässigen Träger zugeführten gasförmigem Reduktionsmittel, vorzugsweise mit Wasserstoff oder einem Gemisch von Wasserstoff und Inertgas, gespült wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülen mit dem gasförmigen Reduktionsmittel kontinuierlich oder in vorbestimmten Zeitintervallen erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens in der Nähe des Eintritts des Eduktgasstromes in den Reaktor ein auf und/oder in einem gasdurchlässigen Träger angeordnetes katalytisch aktives Material befindet.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Eduktgasstrom beim Durchlauf im Reaktor mit ein oder mehreren Kerzen aus poröser Keramik in Berührung kommt, auf deren Oberfläche sich jeweils eine katalytisch aktive Materialschicht befindet und/oder die mit katalytisch aktivem Material dotiert sind.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Reduktionsmittel vor dem Kontakt mit dem katalytisch aktiven Material durch eine in der Kerze angebrachte Heizvorrichtung erhitzt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kerzen im ersten Drittel des Reaktors größer ist als im zweiten Drittel und/oder im dritten Drittel.
  12. Reaktor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 umfassend die Elemente: i) in den Reaktor mündende Zuleitung für den Eduktgasstrom enthaltend gesättigten und/oder teilweise ungesättigten Kohlenwasserstoff, ii) mindestens ein auf und/oder in einem gasdurchlässigen Träger angeordnetes oder in Gestalt eines gasdurchlässigen Formkörpers vorliegendes katalytisch aktives Material, das im Innern des Reaktors angebracht ist, iii) mit dem gasdurchlässigen Träger oder Formkörper verbundene Zuleitung für ein gasförmiges Reduktionsmittel zum Regenerieren des katalytisch aktiven Materials, iv) Heizvorrichtung für das gasförmige Reduktionsmittel, v) Heizvorrichtung für das Aufheizen und/oder die Aufrechterhaltung der Temperatur des Gasstromes im Reaktor, und vi) aus dem Reaktor führende Ableitung für den Produktgasstrom der thermischen Spaltung enthaltend ungesättigten Kohlenwasserstoff, ausgenommen ungesättigten halogenhaltigen ungesättigten Kohlenwasserstoff.
  13. Reaktor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor ein Rohrreaktor ist mit in der Strahlungszone senkrecht angeordneten Rohren.
  14. Reaktor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der gasdurchlässige Träger aus poröser Keramik besteht.
  15. Reaktor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Keramik in Form einer Kerze ausgebildet ist, deren Oberfläche mit katalytisch aktivem Material beschichtet ist und/oder die mit katalytisch aktivem Material dotiert ist und die mit einer Zuleitung für das gasförmige Reduktionsmittel zum Regenerieren des katalytisch aktiven Material ausgestattet ist.
  16. Reaktor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerze im Innern eine Heizvorrichtung aufweist.
  17. Reaktor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mindestens eine Vorrichtung zum Einleiten eines Gases aufweist, umfassend ein Außenrohr (1), in dem ein gasdurchlässiger Träger in Form eines zylindrischen, porösen Formkörpers (3), der auf der Innenseite mit einer katalytisch aktiven Materialschicht (4) versehen und/oder der mit katalytisch aktivem Material dotiert ist, so angeordnet ist, dass ein Mantelraum (5) sowie ein von dem Eduktgas (15) durchströmter Innenraum (6) gebildet werden und wobei der Mantelraum (5) gegen den Innenraum (6) und gegen das Außenrohr (1) abgedichtet ist.
  18. Reaktor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein gasdurchlässiger Träger in Form eines zylindrischen, porösen Formkörpers (3), der auf der Innenseite mit einer katalytisch aktiven Materialschicht (4) versehen und/oder der mit katalytisch aktivem Material dotiert ist, mittels zweier gegenüberliegender Deckel oder Flansche (2) in einem Außenrohr (1) so angeordnet ist, dass ein Mantelraum (5) sowie ein Innenraum (6) gebildet werden und dass der Mantelraum (5) an den Stirnflächen der Deckel oder Flansche (2) gegen den Innenraum (6) und gegen das Außenrohr (1) abgedichtet ist.
  19. Reaktor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Formkörper (3) aus Sintermetall, poröser Keramik oder insbesondere aus Zirkoniumoxid besteht.
  20. Reaktor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stirnseite der Deckel oder Flansche (2) Abstandshalter (9, 10, 11) eingearbeitet sind, die eine definierte Flächenpressung der Dichtungen (8, 13, 14) gewährleisten und den Formkörper (3) vor Bruch schützen.
  21. Reaktor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung des Mantelraums (5) an den Stirnflächen der Deckel oder Flansche (2) gegen den Innenraum (6) und gegen das Außenrohr (1) Metalldichtungen vorgesehen sind.
  22. Reaktor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (3) aus Sintermetall besteht und mit dem Außenrohr verschraubt und/oder verschweißt ist.
  23. Reaktor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (3) aus Sintermetall besteht, der mit den Deckeln oder Flanschen (2) verschraubt und/oder verschweißt ist.
  24. Reaktor nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (3) mit einem der Deckel oder Flansche (2) verschweißt ist und mit dem anderen Deckel oder Flansch (2) verschraubt ist.
  25. Reaktor nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (3) an beiden Enden zylindrische Anschlussteile oder Zwischenstücke aus Vollmaterial des gleichen Innen -und Außendurchmessers angeschweißt sind, die vorzugsweise mit Gewindebohrungen zum Anschrauben von Deckeln oder Flanschen (2) versehen sind oder an welche die Deckel oder Flansche (2) direkt angeschweißt sind.
  26. Reaktor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Ofen sowie ein schlaufenförmig im Ofen verlaufendes Reaktionsrohr (19a) umfasst, wobei der Ofen eine Strahlungszone (16), eine Konvektionszone (17) sowie mindestens ein am Deckel oder Boden der Strahlungszone (16) angeordnetes und nicht beheiztes Kompartment (18) aufweist, in das Schlaufen des senkrecht verlaufenden Reaktionsrohrs aus der bzw. in die Strahlungszone (16) geführt werden, wobei sich die mindestens eine Vorrichtung zum Einleiten eines Gases in mindestens einem Kompartment (18) befindet und in das Reaktionsrohr (19a) eingebaut ist, so dass der Eduktgasstrom Reaktionsrohr und Innenraum (6) der Vorrichtung durchströmen kann.
  27. Reaktor nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlaufen des Reaktionsrohrs (19a) in den nicht beheizten Kompartments (18) senkrechte Abschnitte aufweisen, in denen sich mindestens eine Vorrichtung zum Einleiten eines Gases befindet.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105727873A (zh) * 2016-03-30 2016-07-06 吉林欧科自动化设备有限公司 一种连续进行烷氧基化反应的间隙式反应器
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105727873A (zh) * 2016-03-30 2016-07-06 吉林欧科自动化设备有限公司 一种连续进行烷氧基化反应的间隙式反应器
CN109382050A (zh) * 2017-08-08 2019-02-26 中国石化工程建设有限公司 一种烷基化反应器及烷基化反应方法
CN109382070A (zh) * 2017-08-08 2019-02-26 中国石化工程建设有限公司 一种烷基化多级反应器及烷基化反应方法
CN109382049A (zh) * 2017-08-08 2019-02-26 中国石化工程建设有限公司 烷基化多级反应器及烷基化反应方法
CN109382070B (zh) * 2017-08-08 2020-08-07 中国石化工程建设有限公司 一种烷基化多级反应器及烷基化反应方法
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