DE1082247B - Verfahren zur kontinuierlichen Oxydation von Propylen - Google Patents

Description

• Verfahren zur kontinuierlichen Oxydation von Propylen Es ist bekannt, daß man Propan und Propylen in der Gasphase oxydieren~ kann, wobei Propylenoxyd und andere Oxydationsprodukte erhalten werden. Die Oxydation wird dabei in der Weise durchgeführt, daß man das Propan bzw. Propylen im Überschuß über den Sauerstoff anwendet. Die bisher bekannten Verfahren haben dabei den Nachteil, daß sie nicht vollständig kontinuierlich durchgeführt werden können, sondern daß bei einer derartigen Durchführung immer ein Teil des bei der Oxydation nicht umgesetzten ]'ropylens, das im Kreislauf geführt wird, ausgestoßen und durch frisches Propylen ersetzt werden muß (vgl.
• USA.-Patentschrift 2 530 509).
• Es wurde nun gefunden, daß man die Oxydation des Propylens bzw. von Propylen-Propan-Gemischen kontinuierlich in wirtschaftlicher Weise durchführen kann, wenn man Propylen bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck mit Sauerstoff oxydiert, aus dem Reaktionsgemisch die Reaktionsprodukte, insbesondere das Propylenoxyd und Acetaldehyd isoliert und aus dem verbleibenden Restgas, das im Kreislauf geführt und erneut für die Reaktion verwendet wird, das gebildete Kohlenmonoxyd entfernt, indem man den Gehalt an Sauerstoff in dem Restgas so erhöht, wie es für eine Oxydation des bei dem Verfahren gebildeten Kohlenmonoxyds zu Kohlendioxyd erforderlich ist, dieses Gasgemisch bei Temperaturen, die unterhalb der für die Propylenoxydation erforderlichen Temperaturen liegen, iiber einen Oxydationskatalysator leitet, das Kohlendioxyd aus dem Gas -gemisch entfernt und das Restgas nach Ersatz des verbrauchten Propylens erneut der Oxydation zuführt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch das Fließschema erläutert.
• Das für die Propylenoxydation verwendete Ausgangsgas besteht aus dem Kreisgas - den zurückgeführten Anteilen des bei einem Oxydationsvorgang nicht umgesetzten Gasgemisches - in dem der verbrauchte Propylenanteil durch frisches Propylen ersetzt wird, und Sauerstoff. Das eingesetzte Gasgemisch enthält im allgemeinen ungefähr 25 bis 90 Volnmprozent, vorzugsweise 30 bis 60 Volumprozent, Propylen und 2 bis 6 Volumprozent Sauerstoff. Der Restanteil des Gasgemisches besteht im allgemeinen aus kleineren Mengen Kohlenoxyd und anderen Inertgasen. Dieses Gasgemisch wird unter erhöhtem Druck, z. B. bei ungefähr 6 bis 8 atm, durch einen Vorerhitzer 1 geführt und dort auf Temperaturen im Bereich von ungefähr 250 bis 3000 C erhitzt. Nach dem Verlassen des Vorerhitzers wird das Gasgemisch in den Reaktor 2 eingeführt. Bei diesem Reaktor handelt es sich um einen Wärmeaustauscher, in dem die Reaktionsgase z. B. durch Röhrenbündel geführt werden. In dem Reaktor findet die Oxydation des Propylens bei erhöhter Temperatur, z. B. im Temperaturbereich zwischen 300 und 5000 C, vorzugsweise 330 und 4000 C, statt. Die Aufrechterhaltung der Reaktionstemperatur im Reaktor kann nach an sich bekanten Methoden erfolgen, z. B. durch Abführung der Reaktionswärme durch Druckverdampfung von Wasser oder durch andere wärmeabführende Mittel.
• Weiterhin ist es möglich, daß ein Teil des für die Oxydation verwendeten Gasgemisches zur Regulierung der Reaktionswärme direkt, ohne Durchleiten durch den Vorerhitzer, dem Reaktor an einer geeigneten Stelle zugeführt wird. Die Verweilzeit des Gasgemisches und die Gasgeschwindigkeit sowie der Durchmesser der Reaktionsräume des Reaktors werden so aufeinander abgestimmt, daß einerseits eine möglichst vollkommene Oxydation stattfindet, andererseits aber die Einhaltung der gewünschten Reaktionstemperaturen ermöglicht wird, um die Bildung unerwünschter Oxydationsprodukte zu vermeiden.
• Im Hinblick darauf, daß Metalloxyde die vollständige Oxydation des Propylens zu Kohlenoxyd und Kohlendioxyd katalysieren, müssen die Oberflächen des Vorerhitzers und des Reaktors, die mit dem Gasgemisch in Berührung kommen, aus einem nicht leicht oxydierbaren Metall bestehen, wie z. B.
• Edelstählen oder Messing.
• Nach dem Verlassen des Reaktors 2 können die Reaktionsprodukte aus dem Gasgemisch nach an sich bekannten Methoden entfernt werden, z. B. indem das Reaktionsgas in einem Kühler 3 so weit abgekühlt wird, daß sich in der Vorlage 4 ein großer Teil der Oxydationsprodukte, wie z. B. Aldehyde, Ketone, Säuren usw., mit einem Teil des gebildeten Wassers abscheiden. Das verbleibende Reaktionsgas kann dann durch die Absorptionstürme 5 und 6 geleitet werden, in denen durch die Pumpen 14 und 13 Wasser bzw. schon verwendetes Waschwasser im Gegenstrom zum Reaktionsgas zugeführt wird. Das Waschwasser sammelt sich in den Vorlagen 10 und 9 und enthält das bei der Oxydation gebildete Propylenoxyd und den Acetaldehyd. Um eine Verseifung des Propylenoxyds durch Spuren von in Reaktionsgasen vorhandenen Säuren zu vermeiden, setzt man dem Waschwasser zweckmäßigerweise kleine Mengen Alkaliverbindungen, wie z. B. Alkalilauge, zu, um den pErWert des Waschwassers auf 7 bis 7,5 zu halten. Die Aufarbeitung des Propylenoxyd und Acetaldehyd enthaltenden Waschwassers erfolgt vorteilhafterweise möglichst bald. Der Teil der Reaktionsgase, die den Absorptionsturm 6 am Kopf verlassen, enthält im wesentlichen das nicht umgesetzte Propylen und gegebenenfalls neben anderen Inertgasen kleinere Mengen an Kohlendioxyd, Sauerstoff und Kohlenoxyd (z. B.
• 3 bis 8 Volumprozent Kohlenoxyd). Diesem Gasgemisch wird, falls die enthaltene Menge Sauerstoff für eine Oxydation eines größeren Anteils des im Gasgemisch enthaltenen Kohlenmonoxyds nicht ausreicht, zusätzlicher Sauerstoff zugeführt, so daß der Sauerstoffgehalt dieses Gasgemisches auf z. B. 1 bis 3 Volumprozent ansteigt. Dieses Gasgemisch wird dann in den Reiniger 7 eingeführt, der einen Oxydationskatalysator für die Oxydation von Kohlenmonoxyd zu Kohlendioxyd enthält, z. B. ein Gemisch aus Mangan-und Kupferoxyd. Der Reiniger 7 wird auf einer Temperatur im Bereich zwischen ungefähr 140 und 1700 C gehalten, wobei ein Teil des Kohlenmonoxyds, der mindestens dem während der Propylenoxydation gebildeten Anteil entspricht, zu Kohlendioxyd oxydiert wird, ohne daß eine Oxydation des Propylens stattfindet. Aus dem Kohlendioxyd enthaltenden Gasgemisch wird dann das Kohlendioxyd nach bekannten Methoden entfernt, indem man das Gasgemisch z. B. über einen Kühler 11 dem Absorptionsturm 8 zuführt, in dem dem Gasgemisch eine Absorptionsflüssigkeit für das Kohlendioxyd im Gegenstrom entgegenströmt (z. B. Kaliumcarbonat oder Diäthanolamin), die sich in der Vorlage 12 wieder ansammelt. Das aus dem Absorptionsturm 8 am Kopf austretende Restgas kann in der anfallenden Form direkt nach Ersatz des verbrauchten Propylens durch frisches Propylen erneut für die Propylenoxydation verwendet werden.
• Pro Liter Reaktionsraum werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ungefähr 40 bis 60g Propylenoxyd und 70 bis 90 g Acetaldehyd erhalten.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die kontinuierliche Oxydation von Propylen in einem Kreisprozeß in wirtschaftlicher Weise ohne Ausstoßen von Propylen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur kontinuierlichen Oxydation von Propylen durch Umsetzung von Propylen mit Sauerstoff bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck, wobei man unter Kreislaufführung des Gasgemisches das Propylen bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck mit Sauerstoff oxydiert, aus dem Reaktionsgemisch die Oxydatioasprodukte isoliert und das Restgas nach Ersatz des verbrauchten Propylens erneut der Oxydation zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem verbleibenden, im Kreislauf geführten Restgas das gebildete Kohlenmonoxyd ganz oder teihveise entfernt, indem man den Gehalt an Sauerstoff im Restgas so erhöht, wie es für eine Oxydation des gebildeten Kohlenmonoxyds zu Kohlendioxyd erforderlich ist, dieses Gasgemisch bei Temperaturen, die unterhalb der für die Propylenoxydation erforderlichen Temperatur liegt, über einen Oxydationskatalysator leitet und das gebildete Kohlendioxyd aus dem Gasgemisch entfernt.