DE1114820B

DE1114820B - Verfahren zur Herstellung von Anilin

Info

Publication number: DE1114820B
Application number: DEB56258A
Authority: DE
Inventors: Dr Heinrich Sperber; Dr Guenter Poehler; Dr Hans Joachim Pistor; Dr Anton Wegerich
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1960-01-15
Filing date: 1960-01-15
Publication date: 1961-10-12
Also published as: BE599140A; GB913444A

Description

Verfahren zur Herstellung von Anilin Die Herstellung von Anilin durch katalytische Hydrierung von Nitrobenzol ist bekanntlich stark exotherm, so daß die Einhaltung der Reaktionstemperatur Schwierigkeiten bereitet. Bei den bekannten Verfahren wendet man deshalb einen großen Wasserstoffüberschuß an, um die Wärme abzuführen. Diese Maßnahme ist jedoch unzureichend, um zu verhindem, daß Verharzungen auf dem Katalysator auftreten und damit die Aktivität des Katalysators in kurzer Zeit nachläßt. Kühlvorrichtungen innerhalb des Katalysatorraumes haben diese Nachteile zwar verriugem, aber nicht beseitigen können.
Es wurde gefunden, daß man Nitrobenzol katalytisch auch ohne großen Wasserstoffüberschuß zu Anilin hydrieren kann, wenn man die Reaktion in vertikalen, zweckmäßig mit Kühlvorrichtung versehenen Gefäßen, in denen der Katalysator eine Wirbelschicht bildet, durchführt und den zu hydrierenden Ausgangs stoff an mehreren Stellen in verschiedener Höhe des Gefäßes und den für die Hydrierung notwendigen Wasserstoff mit dem Ausgangsstoff zusammen und/oder am Boden des Gefäßes einführt.
Bei der Durchführung der Hydrierung des Nitrobenzols in der Wirbelschicht läßt sich zwar der Durchsatz erhöhen, das Nitrobenzol in flüssigem Zustand einführen und die Regenerationszeit des Katalysators verkürzen, dagegen läßt sich das schnelle Nachlassen der Wirksamkeit des Katalysators durch Anwendung einer Wirbelschicht allein nicht vermeiden, da bei einer Einführung des flüssigen Nitrobenzols am unteren Ende des Gefäßes zunächst eine Unterkühlung durch die rasche Verdampfung des Ausgangsstoffes, dann aber eine starke Erwärmung durch die exotherme Reaktion und eine allmähliche Verharzung eintritt. Wird dagegen erfindungsgemäß der flüssige Ausgangsstoff an mehreren Stellen in verschiedener Höhe des Gefäßes eingeführt, so wird beim Wirbelverfahren eine lange Lebensdauer des Katalysators und eine gute Beherrschung der Reaktionstemperatur erreicht.
Als Katalysatoren kommen die Schwermetalle der I. und V. bis VII. Gruppe des Periodensystems sowie der Eisen- und Platingruppe, z. B. Kupfer, Molybdän, Wolfram, Nickel, Kobalt oder Gemische dieser Elemente, sowie ihre Oxyde, Sulfide oder Halogenide, gegebenenfalls zusammen mit Bor oder Borverbindungen, in Betracht. Sie können auch auf Träger, wie Tonerde, natürliche und künstliche Silikate, Bimsstein, Eisenoxyd, Magnesia, Zinkoxyd, Zirkonoxyd, Titanoxid oder Thoriumoxyd, aufgetragen sein. Die Träger können mit Brom, Jod, Fluor oder Chlor behandelt sein. Der Katalysator wird in körniger Form oder als Pulver angewandt. In den unteren Teil des Gefäßes wird Wasserstoff oder ein Wasserstoff enthaltendes Gemisch mit inerten Gasen derart eingeleitet, daß der Katalysator eine Wirbelschicht bildet. Über der Wirbelschicht befindet sich ein freier Raum, in dem sich von den Gasen und Dämpfen mitgerissene kleine Katalysatorteilchen befinden. Diese werden innerhalb des Reaktionsraumes oder außerhalb desselben durch Zyklone oder Filter abgeschieden und zurückgeführt. Der Katalysator verbleibt in dem Gefäß und wird nach längerer Zeit, z. B. nach einigen Wochen, regeneriert. Man kann auch laufend, zweckmäßig periodisch einen Teil des Katalysators abziehen und durch frischen und/oder regenerierten Katalysator ersetzen, so daß das Verfahren kontinuierlich ausgeführt werden kann. Zur Wärmeabfuhr befindet sich in dem Gefäß ein Rohrsystem mit einer Wärme aufnehmenden Flüssigkeit.
Beispielsweise kann man auf diese Weise in den Rohren Wasserdampf erzeugen. Auch die Gefäßwand kann mit einem Kühlmantel versehen sein. Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, das Gas mit einer größeren Geschwindigkeit durch das Gefäß zu führen, so daß immer ein Teil des Katalysators abgeführt, gekühlt und wieder zurückgeführt werden kann. Ein Teil dieser Katalysatormenge kann vor der Rückführung durch frischen bzw. regenerierten Katalysator ersetzt werden.
Der Ausgangsstoff wird in verschiedener Höhe des Gefäßes durch Düsen, z. B. tangential, eingeführt.
Die Einführungsstellen sind über die unteren drei Viertel der Wirbelschicht verteilt. Zweckmäßig wird mit dem Ausgangs stoff gleichzeitig Wasserstoff zugeführt. Hierbei verwendet man vorteilhaft mindestens die Wasserstoffmenge, die für die Hydrierung der eingeführten Nitrobenzolmenge erforderlich ist. Der Nitrobenzoldurchsatz beträgt 0,5 bis 10 kg je Liter Katalysatorraum und Stunde. Die Reaktionstemperatur wird zwischen 200 und 4000 C, zweckrlläßig zwischen 250 und 3000 C, gehalten. Das Hydrierprodukt wird dann gekühlt. In einem Abscheider werden die gasförmigen von den flüsslt,en Anteilen getrennt und die Gase im Kreislauf zurückgeführt.
Beispiel Ein vertikales Reaktionsgefäß, bestehend aus einem zylindrischen Rohr von 5 m Höhe mit einem Durchmesser von 200 mm, ist mit 75 1 eines Katalysators, der aus aktiver Tonerde mit 10 0/o Kupfer besteht und eine mittlere Korngröße von 0,3 mm besitzt, gefüllt. Der Katalysator ruht auf einem Rost, durch den Wasserstoff mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,3 m!Sek. geleitet wird. Auf diese Weise werden die Katalysatorkörner in wirbelnde Bewegung versetzt. In 1, 2 und 3 m Abstand vom Boden des Gefäßes sind drei Düsen gleichmäßig verteilt, durch die stündlich je 25 kg Nitrobenzol zusammen mit 14 m3 Wasserstoff einströmen. Die Einspritzdüsen sind so angeordnet, daß das Nitrobenzol mit Hilfe des Wasserstoffs als feiner Nebel in das Gefäß gelangt. In dem Gefäß befindet sich ein mit Wasser gespeistes Verdampferrohr, das die Reaktionswärme von etwa 900 Kcal je Kilogramm Nitrobenzol abführt und damit die Einhaltung einer Reaktionstemperatur von 2750 C ermöglicht. Wenn die Katalysatoraktivität nachläßt, wird die Temperatur allmählich bis auf etwa n00O C gesteigert. Treten die ersten Spuren von Nitrobenzol im Anilin auf, wird der Katalysator mit Luft regeneriert und anschließend im Wasserstoffstrom bei 2500 C reduziert. Die Regeneration kann mindestens zehnmal durchgeführt werden. Die das Reaktionsgefäß verlassenden Dämpfe und Gase werden durch einen Wasserkühler einem Abscheidegefäß zugeführt. In diesem findet eine Trennung von Gasen und Flüssigkeit statt. Man erhält ein nitrobenzolfreies Anilin in einer Reinheit von über 99 O/o. Das wasserstoffhaltige Gas wird wieder zurückgeführt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Anilin durch katalytische Hydrierung von Nitrobenzol, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem vertikalen, zweckmäßig mit Kühlvorrichtung versehenen Reaktionsgefäß den zu hydrierenden Ausgangsstoff an mehreren Stellen in verschiedener Höhe des Gefäßes und den für die Hydrierung notwendigen Wasserstoff, gegebenenfalls in Mischung mit einem Inertgas, mit dem Ausgangsstoff zusammen und/oder am Boden des Gefäßes derart einführt, daß der Katalysator geringer Korngröße in wirbelnde Bewegung versetzt wird.