DE1518995A1 - Verfahren zur Herstellung von Styrol - Google Patents

Description

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Hal con International Inc „. New York,, Ν.,Υ,, „ V

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Verfahren zur Herstellung von Styrol

Die Erfindung betrifft ein neues und verbessertes Ver fahren, zur Herstellung v.on Styrol _s -jnter Verwendung iron wenigstens zwei Dehydrierreaktoren.

Bei der Herstellung von Styrol aus Äthylbenzol sind hohe Umwandlungsgrade und Selektivitäten Torteilhaft... Mit den bisher bekanniran Verfahren wurde jedoch eins Umwandlung ψοη nur 40 "/·> oder höchstens 50 $> erzielt.. KIn Verfahren mit 3o niedrigen Umwandlungsgraden 1st unzweckmäßige da gros* se Stoffmengen im Kreislauf geführt werden müssen» wodurch die Fraktionier- und Reaktoranlagen zusätzlich belastet werden.

Ea wurde, nun gefunden», daß man einen Umwandlungsgrad von et wa 70 ■· 80 °/o und gleichzeitig eine hohe Selektivität da durch erzielen kann, aaß man eine Mehrzahl von Reaktorab-

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schnitten mit einer sorgfältig gesteuerten indirekten Heizstufe zwischen den einzelnen Abschnitten anwendete Entacheidend dabei ist₉ daß die Aufheiastufe so gesteuert wird, daß sich eine minimale Verweilzeit und ein minimaler Druelrverlust zwischen den Realrtorabschnitten ergibt» Ferner ist es we sent-* IiCh₉ daß die Grenafläehentemperatur des Ofens sorgfältig eingestellt wird» Überwiegend aus Äthylbenzol bestehende Beschickungen sind erforderliche Vorzugsweise enthält die Kohlenwasserstoff be Schickung mindestens 80 $>_a am zweckmäßigsten 90 fo Äthyl benzol«

Die Verweilzeit beim Durchgang durch den Ofen zwischen den Reaktorabschnitten muß insbesondere weniger als 5 vorzugsweise weniger ala 1 Sekunde betragen, Bruek von weniger als O₅,35 oder höchstens von O₈7 Atmosphären sind zulässig* Die maximale Grenzflächentemperatur _a d=h. die Temperatur der Ofenflache_s die mit dem aus dem Reaktor antretenden Gut in Berührung kommt, darf auf keinen S¹OlI /90³G übersteigen,. Vorzugsweise beträgt die Höchsttemperatur 740⁰C* am zweckmäßigsten TOO⁰Co

5¹Ur dl© erfindungsgemäßen Zwecke sind zahlreiche Ofentypun brauchbar» sofern die vorstehend beschriebenen Bedingungen ar* füllt sind., Beispielsweise kann man eine Strahlungr&ei zurig oder eine indirekte Beheizung durch ein uralaufendea Hei-?,mo diiun anv/enden,, Awch die Wahl dos Durehmessera und üie Anti-

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legung der Röhren in dem Ofen liegt im Rahmen des fachmännischen Könnens _o

Die oben definierten Größen lassen sich leicht so einstellen, daß die in die einzelnen Reaktionsabschnitte geleiteten Stoffe praktisch stets die gleiche temperatur aufweisen«. Die einzelnen Reaktionabedingungen sind in der folgenden Tabelle angegeben ο

Tabelle I

bevorzugt

am zweckmäßigsten

Temperattxr,. C	675-550	665 -
Druck, Atm«	i-3	1-2
Dampf, kg/kg Äthyl- benzol	5 1	4-1,5
GesamtYerweilzeit, sec entsprechend 1 Atm«	0,2 1,2	0f 5 -1

570 655-580

etwa Atmosphärendruck

1,8

0,3-0,8

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Man kann zwar bis zu 5 Reaktionsabsehnitte verwenden, jedoch sind 2 Reaktionsabschnitte bevorzugte Vorzugsweise wird ein Eisen-(IIl)-oxyd«Kaliumoxydkatalysator verwendet_? jedoch sind auch andere bekannte Katalysatoren - beispielsweise Magnesiumoxyd—Bisen-(H )~oxyd=Kaliumcarbonat„Alu -miniumoxyd-Silioiumdioxyd-Iiickel oder andere bekannte De-hydrierungskatalysatoren - geeignet«

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung» ohne sie zu beschränkenc

Beispiel

Äthylbenzol und Wasser in einem Verhältnis von 0,58 kg Wasser pro kg Äthylbenzol bei einer Temperatur von 55O⁰O werden durch Zuführen von Überhitzern Dampf auf eine Reaktionstemperatur von 63O⁰C erhitzt« Die erhitzte Mischung, die nunmehr ein GewichtsTerhältnis von Wasser zu Äthylbenzol von 3 : 1 aufweist, wird in einen ersten Dehydrierungsreaktor„ der einen Bisenoxydkatalysator enthält und unter einem Druck von 2,1 atü steht, eingeführte Etwa 40 $> des Äthylbenzols werden in Styrol umgewandelt „ Die·-Verweilzeit in diesem Reaktor beträgt 0Y6 Sekunden (1 Atmosphäre)., Das mit einer Temperatur von 580⁰C und einem Druokvon 1_S3 atü austretende Gut wird-in einen Ofen geleitet» wo ee wieder auf 63O⁰C aufge heist wird« Der Druckverlust beim Durchgang durch den Ofen

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beträgt etwa 0_Ρ7 Atmosphären, und der Grenzflächentemperatur" gradient des an den Röhren entlangatrömenden Guts erreicht maximal 24⁰C₀

Das aufgeheizte ausströmende Gut tritt dann in den zweiten Dehydrierungsreaktor ein» der ebenfalls einen Eisenoxydkatalysatoienthält,, und strömt durch diesen mit einer Verweilzeit von Oj6 see. - gemessen bei einer Atmosphäre =-, Es werden ungefähr weitere 20 5& Äthylbenzol, bezogen auf das ursprünglich in der Beschickung vorhandene Äthylbenzol, umgewandelt*, Beim Austreten aus dem zweiten Reaktor beträgt die Temperatur 600⁰G und der Drtick O₃4 Atmosphären,= Das gebildete Styrol wird durch übliche Destillationsverfahren abgetrennt._o Wie sich aus der Analyse ergibt,» beträgt die Gesamtumwandlung zu Styrol etwa 63 fo bei einer Selektivität von 92„5 #«

Außer der im vorstehenden Beispiel beschriebenen bevorzugten Ausführungsform sind im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zahlreiche weitere Arbeitsweisen möglich* Während es beispielsweise bevorzug ist._ä den. gesamten Dampf» zweckmäßiger-= v/eise mindestens 75 i°t in den ersten Abschnitt einzuführen, kann meai auch in, anderen Abschnitten des Systems Dampf einrisiten., Es ist vorteilhaft,, praktisch den gesamten Dampf zu Beginn einzuführen, da durch diese Maßnahme der Partialdruck

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der Reaktionsteilnehmer und Produkte erniedrigt und eine hohe Wärmekapazität erreicht wird* Dadurch wird der Temperaturabfall in den einzelnen Abschnitten vermindert und eine hohe Selektivität begünstigte'

Das erfindungsgemäße Verfahren weist erhebliche Vorteile„ gegenüber einem System auf, bei dem Wärme dem Reaktor direkt und nicht in einem dazwischenliegenden Abschnitt zugeführt wirdλ Überhitzungsprobleme werden Termieden_f und da ein kleineres Volumen erhitzt werden muß* werden ein kleinerer Ofen oder eine kleinere andere indirekte Heizvorrichtung und weniger Wärme benötigt«

Das zwischen den Reaktionsabschnitten durchgeführte rasche Aufheizen kann nicht durch bloßes Einleiten von Dampf zwischen den Reaktoren erreicht werden* Bei Versuchen, die zusätzliche Wärmemengen nur mit Dampf zuzuführen ,war es nicht möglich, eine höhere Umwandlung als etwa 50 fo zn erreichen ₉ ein Ergebnis, das erheblich unter dem erfindungsgemäß erzielten liegt=

Wie bereits ausgeführt wurde, läßt sich die Erfindung auf Verfahren anwenden, bei denen eine Beschickung mit einem verhältnismäßig hohen Anteil an Ithy!benzol verwendet wird₀ Verdünnend wirkende Kohlenwasserstoffe machen zwar das

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erfindungsgemäße Verfahren nicht unwirksam, zumindest nicht» wenn die Beschickung Überwiegend aus Äthylbenzol besteht« jedoch sind sie nicht sweckmäßig_o Die Beschickung soll aweekmäßigerweise 80 $ Äthylbenzol und bevorzugt über 90 $ enthalten«

Bekannte Verfahren zur Herstellung von Styrol aus Fraktionen» die nur etwa 30 °/° Äthy!benzol in Xylol enthalten,, la.ssen sieh nicht auf solche hochkonzentrierten Beschickungen iimstellen«, Solche Verfahren arbeiten bei erheblich höheren Temperaturen als den in Tabelle Ϊ angegebenen und führen zu sehr niedrigen Selektivitäten und zur Bildung beträchtlicher Mengen von Nebenprodukten.

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Claims (1)

1. P at e η t a η s ρ r ti c h e

   1_β Verfahren zur Herstellung von Styrol durch katalytisch^ Dehydrierung von Äthylbenzol in Gegenwart von Dampf in einer Mehrzahl τοη Reaktionsabschnitten, dadurch gekennzeichnet „ daß das aus den Reaktionsabschnitten austretende Gut disrch zwischen den Reaktionsabschnitten befindliche indirekte Heizvorrichtungen mit einer Verweilzeit von weniger als 5 Sekunden, einem maximalen Druckverlust von 0_f7 Atmosphären und einer maximalen Grenzflächentemperatur von 79O⁰G geleitet wirdo

   Verfahren nach Anspruch .1, dadurch gekennzeichnet,, daß man es auf das Arbeiten mit zwei Reaktorstufen anwendet«

   3.· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehydrierung bei einer Temperatur von 675 - 55O⁰C und mit einem wenigstens 80 % Äthylbenzol enthaltendem Ausgangsmaterial durchgeführt wirdo

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