DE1668229A1

DE1668229A1 - Herstellung von AEthylenoxyd

Info

Publication number: DE1668229A1
Application number: DE19671668229
Authority: DE
Inventors: David Brown; Flaster Edith Reid; Porcelli Joseph V
Original assignee: Halcon International Inc
Current assignee: Halcon International Inc
Priority date: 1966-12-09
Filing date: 1967-12-09
Publication date: 1971-02-11
Also published as: CH481910A; NL6716148A; ES348086A1; FR1555797A; GB1213483A; BR6795345D0; BE707567A; LU55029A1

Description

dr. ι. μ. μ a a s i Belegexemplar

DR. W. G. PFEIFFER ) Darf nicht geändert werden

PATENTANWÄLTE
MÖNCHEN 23
UNGESEKSTRASSE 25

Halcon International, Inc., New York, N.Y._t V. St. A. Herstellung von Äthylenoxyd V Zusammenfassung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Äthylenoxyd durch silberkatalysierte gesteuerte Oxydation von Äthylen mit molekularem Sauerstoff unter Verwendung von Äthan als einer wesentlichen Komponente der Gasbeschickung für die Reaktionszone. Die Erfindung ermöglicht die direkte katalytisch^ Oxydation von Äthylen, das Äthan als Verunreinigung enthält, und vermindert dadurch den Aufwand für die Entfernung von Äthan, die bei bekannten Äthylenoxydherstellungsverfahren Üblich ist. Die Erfindung ermöglicht ferner die Anwendung höherer Sauerstoffkonzentrstionen, wodurch im Vergleich mit der Anwendung solcher üblicher Verdiinnungsmittel wie Stickstoff, Argon und !!ethan eine verbesserte Äthylenoxydselektivität und -Produktivität erzielt wird.

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Äthylenoxyd. Gegenstand der Erfindung ist die silberkatalysierte gesteuerte Oxydation von Äthylen zu Äthylenoxyd durch Verwendung

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eineo Reaktionsbeeohickungsgases, daa /ithan ale eine wesentliche Komponente enthält, d.h. worin Xthan in einer Menge ▼on wenigatena etwa 10 MoI-^, beeogen auf die geeomte Oaabeechickung fUr die Reaktionezone vorliegt.

Be ist bekannt, daß die eilberkatalyeierte Oxydation von Xthylen zu Xthylenoxyd mit molekularem Sauerstoff durch Anwendung von Verdünnungsmitteln, sub Beispiel Stickstoff, Kohlendioxyd, Ifasserdampf und anderer gasförmiger Stoffe, die unter den Reaktionsbedingungen inert sind, in der Reaktionssone gesteuert werden kann. Zwar kann man dadurch die Reaktion bis su eines gewiesen Grad ateuern und eine gesteuerte Oxydation τοη Xthylen eu Xthylenoxyä aufreott erhalten, der Xthylenunsat« und die Selektivität der Reaktion betfUrfen jedoch noch beträchtlicher Verbesserungen.

Der Stand der Technik lehrt, da8 die Anwesenheit von Methan in dem Verdtlnnungsmaterial eine zusätzliche ' Steuerung ermöglicht, womit gleichzeitig der Vorteil eines verbesserten Wirkungsgrades verbunden ist. Selbst dieses Verfahren hat Jedoch den lachteil, daS praktisch reines Xthylen als Beschickung erforderlich ist, da die Anwesenheit von anderen normalerweise vorhandenen geaättig-

ten Kohlenvaaeerstoffen, bu» Beispiel Athen, ale besonders schädlich für die Selektivität der Reaktion gilt und

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nach allgemeiner fuffaaeung eine au eg t prägt» Henavirlcung auf die Xthylenoxydauabeute ausüben aoll. Tatsächlich geht der Stand der Technik weit Über theoretiache Annahmen hl nous und bietet klare und Überzeugende empirische Werte eur Stllteung des allgemein geteilten Standpunkte, dafi optimale ProduktiTität bei Yollatändiger Abwesenheit τοη Xthan eraielt wird und daß bei Erhöhung dee Xthangehalta der Gesaotbeechlckung fllr den Reaktor die ProduktiTität erheblioh Tennlndert wird. Der Stand der Teohnik verait~ telt ferner die Lehrt, deS Xthan verminderte Produktivitäten verursacht und daS der Xtbangehalt unter 1 KoI-Jt und voreugaweiae unter 0,2 Mol~Jfc, besogen auf die OeaaMtbeschiokung fUr die Unsetsung gehalten werden soll. Selbst für solche Athvlenozydverfahren, bei dec·» die Oxydation alt hochreinen Saueratoff, d.h. «enigstena etwa BS HoI-^₉ durchgeführt wird, gilt daher, <3a8 kltlee Mengen Xthan in der Xthylenbeaehlokung deshalb sehftdlloh sein kuenen, weil die Geeantauabeute an Xth^snoaydprodukt daduroh erheblioh Yernindert wird. Ia allgemeinen wird die Verminderung dea Xthangehalta in der Xthylenbeaehickung mit Hllfa-Waach-Torrlohtungen aur Entfernung ton Paraffinen aua den Beschickung aÄthyl en durchgeführt. Durch den Aufwand für die Erstellung und den Betrieb solcher Vorrichtungen wird des gesamte Verfahren «rheblioh belaatet.

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Ändere Abtrennungsbehandlungen können mit Hilfe solcher Orundoperationen vie Destillation, Absorption, Adsorption, Extraktion und dergleichen durchgeführt werden. Es wurde ferner vorgeschlagen, Molekularsiebe, gum Beispiel die bochporöeen Adarobentien, die ous kristallinen Natrium- und Cdciumaluminosilicaten bestehen, nach Erwärmen zur Entfernung von Hydrstv/asser da2U zu verwenden, um bevorzugt Äthylen zu adsorbieren und anschließend das adsorbierte Äthylen zur Rückführung mit Hilfe eines Inertgases bei erhöhter Temperatur abzustreifen. Es ist offensichtlich, daß ungeacttet der angewandten Arbeitsweise zusätzliche Einrichtungen und Arbeitsgänge erforderlich sind, die den Wirkungsgrad und die Wirtschaftlichkeit des Gesamt-Äthylenoxyd-Verfahrens beeinträchtigen.

Die Erfindung bezweckt daher ein verbessertes Verfahren tür Herstellung von Äthylenoxyd, bei dem die genannten Nachtelle der bekannten Virfahren nicht auftreten.

Die Erfindung hat ferner ein Verfahren zur Herstellung von Äthylenoxyd durch direkte katalytische Oxydation von unreinem Äthylen zum Ziel.

Durch die Erfindung soll ferner ein Verfahren zur Herstellung von Äthylenoxyd geschaffen werden, das Äthan als

BAD ORIGIN

■ - 5 -»

Regler für dia Wäraekapaeität dta Raaktlonagaaaa rerwandat. ■..

AuSerdea besweokt dia Erfindung ain Verfahren zur Her-

atellung von Xthylenoxyd, bei dem eine hohe Sauerstoff-

sea

konsentratlon in der Rtaktionefeischung sur Verbesserung der Produktirität verwendet werden kann·

Die Erfindung betrifft allgeaein ein Verfahren sur Heratelluag von Xthylenoxyd duroh die allberktitalyeierte geateuerta Oxydation τοη Äthylen mit molekularem Saueratoff, bei dea. Xthan ala eine. Komponente dar Oaaaatbeaohiokung für die Reaktion la einer Menge τοη wenigstens etwa 10 Mol-£ dar Beaohiokung rorgeaehen ist. Ia Rahaaa der Erfindung kann aan das ia Verfahren eingtaetste Xthan Bit- dar Xthylanbeachlokong ein* fuhren, worin Xthan ala Verunreinigung enthalten iat, oder aan kann daa Xthan daa Reaktionagaa aua einer beaonderen Quelle BufUhren. Brfindungsgemäß kann ferner daa Xthan dem Rcaktlonagas sub Teil als Verunreinigung der Xthylenbeschickung und sub Teil als unabhängiger Besohickungsetrom aus einer beaonderen Quelle zugeführt werden. Unabhängig davon, wie das Äthan in das Verfahren eingeführt wird, wird das Verfahren in solcher Weide durchgeführt, daß eine TerhältnisaäBig hohe Konsentration an Xthan in den Gissen dar Raaktionasona ersielt wird. Eine

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BAD

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solch· Betriabavelat fahrt de au, daβ höhere ProduktiTitäten erslelt ward«, iod·· dlt Anwendung böhtrtr 8aatratoffkonsen~ trationaa ermöglicht wird. Da Sautratoff kein«η nennenswerten Einfluß auf dia SelektiTitlt and Heektionageaohwlndlgicelt hat, IaOt aioh «int verbessert· Produktivität ereielen, ohne dafi damit laohtall· rarbundtη eind.

Oa fernef das Xthan eur Jbsohwtchung dar Spitsanreaktlonataaiparatur dient, "wird 41a SMktlonaaalektlTität Terbaaaart.

Dia Taxvtndune tod Xthan In dta Rtaktionegaa In Verbindung ■it optiBalar ttmparatur «ad/odar optimal·» Partialdruok das Katalyeatoraktivitäeinhibitora fuhrt bu beträchtlichen Verbeaeerungen gegenüber bekannten Verfahren, bei denen Xthan Tor der kataljtiaohen Oxydation τοη Xthylen aua der Beschickung entfernt wird.

Sie Erfindung besieht aich auf die Eeratellung τοη Xthylenoxyd durch Qaapfphaaenreaktion τοη Xthylen und Scueratoff, wobei die Beachickung für die. Reaktion Xthylen, Sauerstoff und wenigstens 10 Hol-jt Äthan enthält. Selbstrerständlich buQ die Sauerstoffkonzentration in der Reoktionagaamischung einen aolchen Wert haben, daß sie knapp Tor der

Entflaomungagrense, d.h. der Konsentration, bei der eine Vereine
brennung oder aogar/Exploaion erfolgen kann, liegt. Diese Orenae kann auch ala der Punkt angesehen werden, bei den zuerst dl« Selektivität 0 oder vollständige Oxydation auftreten kann.

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BAD ORIGINAL

Athen trnöglioht weiter« Bereicht al« Stickstoff, Argon oder Kathan, dia bi«her verwendet wurden.

Bit Komponenten Io der Qeeantbeaohiokung fllr die erfindungegeoäBe Uiaaetsung verden in folgenden Mengen, angegeben als NoI- oder Volumen-^ , angewandt ι

«I	alleenvin	beroreuRt	besondere berorsuet
Xthylen	4-40	6-35	15-30
Sauerstoff	6-15	8-14	10-13
Xthnn	10-80	20-70	40-60

Bei der praktiaohen IXirohflihrung der Erfindung werden die beaten Ergebnieee ercielt, wenn der Oaamiechung ein KataIyantoraktiTitätainhibitor, sun Beiepiel Äthylendichlorid cu-

geaetzt wird. Sa iat in allgemeinen vorteilhaft, einen Inga a

hlbitor in d er Reaktiontf&iachung, besogen auf daa Gewicht in einer Menge ron 1 bia 100 ppm (Teile pro Million)roreugeweiee 5 bia 70 ppa und inebeeondere 10 bia 20 ppm zu rervenden.

Außer der. bevorzugten Inhibitor Xthylendichlorid können andere Mittel, die eine inhibierende Wirkung auf die

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katalytisch· Oxydationereaktion auasuUben vermögen, angewandt werden. Daxu gehören beispielsweise andere halogenhalt ige Verbindungen, sum Beiepiel andere chloriert· Kohlenwaeserstoffe, sum Beispiel chlorierte Polyvinylverbindungen. Ia Gegensets zu den bekannten Verfahren eind jedoch die Mengen Bolcher für die erfindungsgemäOen Zwecke geeigneter Verbindungen nicht auf verhältnismäßig kleine Mengen« sum Beispiel von weniger ale 10 ρρβ beschränkt, sondern können Mengen von mehr ale 10 ppm, zun Beiepiel ble eu 100 ppm umfassen. Auch Mi-Bchungen der verschiedenen bisher verwendeten Inhibitoren können mit Vorteil für die erfindungsgemäöen Zwecke angewandt werden·

»Venn man von einer handeleUblichen Xthylenfraktion,, die eine beträchtliche Menge (wenigstens 10 Mol-jC) normalerweise gasförmiger Paraffine mit mehr als einem Kohlenstoffatom enthält, ausgeht, wird gemäß einer AusfUhrungeform der Erfindung das Xthylen in seiner unreinen technischer*. Form direkt in die Hcaktionnsone eingeführt.

Bei der Herstellung von Äthylenoxyd durch die ailberkatalyeierte gesteuerte Oxydation von Xthylen mit molekulare« Sauerstoff gemäB der Erfindung werden die Reaktionsteilnehmer Xthylen, Sauerstoff und Xthaη über einen metallisches Silber, enthaltenden Katalysator bei Temperatur- und Druok-

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bedingungen geleitet, die zur gegenseitigen Einwirkung Ton Äthylen und Sauerstoff unter Bildung von Reaktionsprodukten fuhren, die Äthylenoxyd enthalten.

Die für das erfindungsgemfi8e^ Verfahren verwendeten ^i:atalyaatoren bestehen aue beliebigen bekannten Silbermetall enthaltenden katalysator·», die die gesteuerte Oxydation von Äthylen mit molekularem Sauerstoff zu Äthylenoxyd zu katalysieren vermögen., Dazu gehören die Katalysatoren, die in wesentlichen aua Silbermetall auf einem geeigneten Träger bestehen. Zu geeigneten Trägern gehören beispielsweise alle bisher verwendeten siliclumhaltigen und aluminiumhaltigen Trägeretoffβ. Besondere geeignete Katalysatoren sind solche, die la wesentlichen aua Silbermetall auf Trägern, wie beispielsweise Alundua, Siliciumcarbid, Silioiumdioxyd, Carborundum, beliebigen der rielen Aluminiumoxydträger und dergleichen bestehen« Zu geeigneten Katalysatoren gehören beispielsweise diejenigen, die In den USA-Patentschriften 3 207 700 und 2 752 362 beschrieben sind. £■ sei jedoch darauf bingewleaen, daß die Erfindung keineswegs auf die Verwendung irgendeines bestimmten silbermetallhaltigen Katalysators beachränkt let.

Der Silbermetallkatalyaator für das erfindungemäOe Verfahren kann in Form elnea stationären Betts oder in fluidi-

i alerter oder suspendierter Form angewandt werden. Das Verfahren

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läßt sich nlt einer Mehreahl τοη katalytiaohen Oxydationeeonen, die in Reihe oder parallel geschaltet aind, durchführen« Wenn eine Mehrzahl solcher Zonen angewandt wird, können Reaktionateilnehner und/oder «ugeaetstea Xthan in eine oder mehrere dieaer Zonen eingeführt werden. Die Be- , dingungen innerhalb dieaer Zonen brauchen nicht die gleichen ta eeln, sondern können abgelndert werden, ued nan kann die Reaktionaprodukte «wischen aolohen Zonen abtrennen oder nicht. Bin beliebiger Teil oder die Gesamtmenge der Reaktionateilnehaer an Xthan und/oder YerdUnnungamitteln kann in eine oder aehrere der B* a kt ion aeon en an sehr ale" einer Stelle dieaer Zonen eingeführt werden.

Die geateuerte Oxydationsreaktion wird bei Temperaturen la Bereich ron beispielweise etwa 150 bia etwa 45O⁰C und Toreugaweiae ia Bereieh τοη etwa 200 bla etwa 30O⁰C durchgeführt, im allgemeinen werden Drucke ia Bereioh τοη etwa Ataoaphärendruok bia etwa 35 Ataoaphären (500 pala) angewandt. Ein Bereioh τοη etwa 17,5 bia 24*5 Atmoaphären (250 bia 350 peia) wird beToraugt. Ia lehnen der Erfindung können aber auch höhere Drucke angewandt werden. Verdünnungsmittel, belapielaweiee Stickstoff, Kohlendioxyd, Vaaaerdaapf und dargleiohen können in wechselnden Kengen Torhanden sein Solche Terdttnnungaaittel können in die Systeme abaiohtlioh * τοη anderen Stellen dee Syateaa allein oder eueaaaen mit Xthan

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und/oder au« dc· BeaktorabfluB BurUckgevonnenea nicht unbesetztem Xthylen eingeführt werden.

Bar ala ReaktionataHnahmer in dem Verfahren rervendete molekulare Saueratoff kann aua beliebiger Qualle etammen. Dia Saueretofftoeaohickung kann la weeentliohen aua rarhältnieaäBig r«ine■ 3uuerat#ff odar einem konaantrierten Saueratoffatro« b^etehen, dar molekularen ßeueretoff in Überwiegender Menge suacjuien nit einer kleineren Mangan eine« oder mehrerer rerdllnnander Inertgaae« beiapielavaiae' Stioketoff, Argon und dergleichen, enthält. Bin beroreugtee kQnsantriartaa Saueratoffgaa , daa eur Ergänsuiig daa Saueretoffrekationateilnebaera in de« arfindungagaMiSan Tarfahren geeignet iet, baateht aua de· konaeatrierten la weeentliohen Sauerstoff, 8tlftkatoff und Argon enthaltenden 8auaratoffgaa_f daa beiapielaweiaa aua Luft duroh geeignete Traunterfahren erhalten wird, die eine odar mehrere Stufen via fraktionierung, Tiefteaperaturdeetilletion und aedere UbIi ο he TrennaaBnahMn uafaaaan, Daa geeignete aauaratoffhaltlga Oaa hat T^xaagewelae aina Öeueratoffkonsantration τοη wenigetene etwa 85 MoI-^. Da aloh die Manga an gaaförodgen Stoffen, die aua daa Oxydetionererfahren abgeaogen werden aaO, direkt alt dar Erhöhung dar «ugefUhrten inerten geeförmlgen Terdttnnungaaittel ändert und Jede Erhöhung dar abgeführten Stoffe la allgemeinen τοη einer Abnehme

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BAD ORIGINAL

dir Ausbeute en Xthylenexyd aus der Xthylenbeechickung begleitet wird, wird Yoreugsweise ein molekularen Saueret off enthaltendeβ Oaβ nit den höheren Werten der Sauerstoffkonzentration, beispielsweise τοη etwa 85 bis etwa 90 Mol-Jt verwendet. Besonder« bevoreugt ist die Yerwendung eines konzentrierten Sauerstoffgases, das etws 90 bis etwa 97 Hol-Jt molekulare« Sauerstoff enthält. Die Sauerstoffkonsentration in der GeeamtbeBchickung fUr die Athylencone kann im Rahmen der Erfindung schwanken« Im allgemeinen braucht die Konsentration etwa 12 Mol-jC der gesamten Reaktorbesohiokung nicht su Überschreiten. Wie oben erwähnt wurde, muß dafür geeorgt werden, daQ die Sauerstoffkonzentration Inder Beschickung etwas unter der Entflammungegrenze bei den jeweiligen Bedingungen liegt.

Das erfindungagemüOe Verfahren kaun in einem verhältnismäßig breiten Bereich der Äthylenkonsentration in der Geaamtbeechlckung fUr die Reaktionssone durchgeführt werden. So kann Äthylen beispielsweise allgemein etwa 4 bis etwa 40 Hol-* der Oesaotbeachiokung für die Athylenreaktionssone auaoeohen. Erwlinecht iat eine Xthylenkoneentration in der gesamten Reaktorbeschiokung τοη etwa 6 bis etwa 35 MoI-* und 15 bis 30 MoI-Jt sind besonders berorsugt. Im Rahmen der Erfindung können jedoch höhere oder niedrigere Xthylenkonsentrationen angewandt

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werden. Die Einhaltung einer im Einzelfall gewünschten Äthylenkonzentration wird durch gesteuerte Zugabe von Äthon und durch Steuerung der von anderen Stellen des Systems im Kreislauf zurückgeführten Menge an Stoffen, zum Beispiel Methan, Stickstoff, Kohlendioxyd, Argon und dergleichen erleichtert.

Uberraschenderweiee wurde nun gefunden, daß ea im Gegensatz zum Stand der Technik nicht erforderlich iat, ein kritisches Molverhältnis von Äthylen zu Sauerstoff mit* einem Wert von mehr als 1 in der Gesamtbeschickung für die Reaktionszone aufrechtzuerhalten. Ferner können unabhängig von den relativen Äthylen- und Sauerstoffkonzentrationen Reaktorrohre aua Kohlenstoffstahl sowie aus legierten Stählen verwendet werden.

Di· Vorteile verbesserter Wirksamkeit und Produktivität, die sich bei der praktischen Durchfuhrung der Erfindung ergeben, werden also mit einer viel weniger exakten und Komplizierten Steuerung erreicht als sie bei bekannten Verfahren erforderlich ist.

PUr di· erforderlich« Durchführung dee erfindungsgemäßen Verfahrens ist es wesentlich,daB die Gesamtbeechickung für die Äthylenreaktionetone einen beträchtlichen Äthananteil von wenigstens 10 Mol-# enthält. Das in daß System einge-

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fUhrte Äthan kann aus einer beliebigen geeigneten Quelle
erhalten werden. Ee aei darauf hingewiesen! daß in Gegenaat» zu dem bekannten Methanverfahren, das oben erwähnt wurde, die Anwesenheit von anderen paraffinisehen Kohlenwasserstoffen Äthan für die erfindungtgenäßen Zwecke nicht schädlich ist 2u geeigneten Quellen für Äthan gehören beispielsweise
normalerweise gasförmige bei Kohlenwasserstoffumwandlungaverfahren erhaltene Nebenproduktstrfime, die Äthan zusammen Bit oder ohne andere Paraffine enthalten; und dergleichen. Venn Äthan in das System aus einer unabhängigen Quelle eingeführt wird, kann es direkt mit einem Teil oder der Gesamtmenge des frischen Äthylens, des Kreislaufströme oder
mit der Beschickung an der Eintrittsstelle in die Oxydationszone rereinigt werden. Ein Teil oder die Gesamtmenge dieses In das System eintretenden Äthans kann in die Reaktionäre entlang dieser an einer oder mehreren Stellen ale eigener Strom eingeführt werden.

Die Erfindung wird durch die folgenden Versuche weiter erläutert.

Der erste Xthylenoxydyersuch wurde zu dem Zweck durchgeführt, eine Beeugegrundlage zu erhalten. Bei diesem Versuch enthält die Gesamtbeschickung fUr die Äthylenoxydationssone praktisch kein Äthan.

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Bei dieoeia Vereuch wird Äthylen durch Umsetzung von Äthylen nit molekularem Sauerstoff in Gegenwart eines Silbermetalltrüßerkatalyoatore bei einer Temperatur Ton 25O⁰C und einem Druck von 22,1 Atmoephüren (315 peia) eu Äthylenoxyd oxydiert. Die Äthylenbeechickung ftir dae Verfahren beateht aue praktisch 100 56 Äthylen und wird nit einer Strömungsgeachwindigkeit ron 0,52 kg/Stunde (1,14 pounds per hour) einnefllhrt. Die Sauerstoffgasbeechiokung fltr dae Verfahren b#~ Bteht praktisch aus 99,5 f> Sauerstoff und wird alt einer Strömungsgeschwindigkeit τοπ 0,75 kg/Stunde (1,66 lbs per hr.) eingeführt. Die Beeohickungsströmt werden durch eine gesonderte Beechickung mit frischem Stickstoff, die praktisch aue 100 £ Stickstoff besteht, nit einer Strömungsgeschwindigkeit τοη 0,0045 kg/Stunde (0,01 pounds per hour) vervollständigt. Den in das Verfahren eingeführten Oasströoen wird Kreislaufgas mit einer Strömungsgeschwindigkeit τοη 23,0 kg/Stund« (50,7 lbs per hr.) sugesetet. Dieses Kreislaufgas hat eine molare Zusammensetzung Ton 15_f2 ?C Äthylen, 4,6 £ Sauerstoff, 7,4 % Kohlendioxyd, 32 % Argon und 40,8 1° Stiokatoff. Die so erhaltene Geeamtbeschickung für den Reaktor hat eine Strömlings^ geschwindigkeit von 24,3 kg/Stunde (53,5 lbs per hr.) und \ tin« molare Zusammensetzung τοη 17 % Xthylen, 7,5 f Ssuerstoff, 7 t Kohlendioxyd, 30 + Argon und 38,5 1> Stickstoff. Diese Btsohiokung wird mit 0,5 Gewichtsteilen/toillioi Äthylendichlorid

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TeraetBt. Äthylenoxyd wird aue dem Reaktorabfluß durch Absorption in Wasser und anschließende Destillation des reichen wässrigen Absorbats gewonnen· Der gasförmige Rest des Reaktorabflusses, der frei Ton Reaktionsprodukten iat', die Äthylenoxyd enthalten, wird bis auf eine kleine Menge, die atändig aus dem Verfahren abgeeogen wird, als Kreislaufgas in die Umsetzung surUokgefUhrt· Die Bestimmung des Unterschieds «wischen dea Äthylenoxydgehalt am Reaktorauslafl und -einlad ergibt einen /Λ> EO-Wert τοη 1,75- Der Δ EO-wert wird allgemein ala MaBstab Terwendet, da er der ÄthylenoxydproduktiTität proportional ist. Die Gesamtausbeute dieses Versuchs beträgt 68,6 *.

Ein erster erfindungsgemäBer Versuch wird durchgeführt, wobei Äthan in der öesamtbeSchickung in beträchtlicher Menge als Ba Haet enthalten iat. Bei diesen Versuch besteht die Äthylenbeschickung für das Verfahren praktisch aus 100 ^ Äthylen und wird mit einer Strömungsgeschwindigkeit τοη 0,59 kg/

■ Stunde (1,31 lbs per hour ) isugefUhrt« Die Sauerstoffbeschlekung fUr das Verfahren besteht aua praktisch 99,5 ^ Suuer stoff und wird mit einer Strömungsgeschwindigkeit τοη 0,85 tig/ Stunde (1,87 lbs per hour) «ugefUhrt. Der dritte und letste Btsohiokungsstrom beeteht praktisch aus 100 Jt Äthangas und wird mit einer Strömungsgeschwindigkeit τοη 0,009 kg/btund* (0,02. lbs per hour) «ugefUhrt. Ein Kreislaufgas mit einer Strömungegeschwiadiglcelt τοη 22,3 kg/Stunde (50,3 lbs per hour) wird mit dea Seechickuagestrumen vermischt. Die molare

Zusammensetzung des urelsleufgasee beträgt 15,2 ^ Äthylen,

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ö,0 % Sauerstoff, 7.5 % *ühieadioxyd, 17 J* αγ^οο und 52,3 Jt

Athen. Sie ao erhaltene Geaamtbeschlokuag wird alt einer

Stunde voa 24,3 Kg/ (53»5 lba per hour)

in den Reaktor eingeführt, der den gleichen Katalyaator enthält und bei dan gleichen Temperatur und Druckbedinguhgen gehalten wird wia bti dem Vergleichj^erauch. Die molare Zusammensetzung dar Geaamtbeachickung beträgt 17 # Äthylen, 11 jC Saueratoff, 7 # Kehlendioxyd, 16 £ Argon und 49 % Xthan. Dem Reaktionagaa wird Äthylendichlorid ala Inhibitor in einer Menge von 15 Oewiohtateilen/Million augesetzt. Der bei diesem Versuch ermittelte /^ EO-Wert beträgt 1,92 und'die Geeamtausbeute 68,6 %»

Ba wird «in «weiter erfindungagemäßerVerauch durchgeführte Bei diesem Versuch ist Xthan in der Geaamtbeschickung in beträchtlicher Menge ala Ballast enthalten, außerdem wird aber eine erhöhte Xthylenkonsentration angewandt. Die Äthylenbea'ohiokung bei diesem Versuch besteht im wesentlichen aua 100 # Äthylen und wird Bit einer Strömungsgeschwindigkeit van 0,65 kg/ Stunde (1,45 Ib* per hour) sugefUhrt* Die Sauerstoffgasbeechiokung besteht !■ wesentlichen aua 99,5 ^ Sauerstoff und weist tin· Strömungsgeschwindigkeit von 0,94 kg/Stunds (2_ν.0β lbs per hour) auf. ferner wird sine gesonderte Besohiokung aus praktisch 100 + Athen mit einer StrömungagesohwiBdlfkelt τοη 0,009 kg/Stunde (0,02 lbs per hour) enge-

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wandt. Hit den Beschickungsströmen wird ein Kreislaufgaa mit einer Strömungageachwindigkeit τοη 22,7 kg/Stunde (49f95 lba per hour ) vermischt. Dieaea Kreislaufgss hat eine molare Susammensetsung von 23t6 Jf Äthylen, 7,7 # Sauerstoff, 7,6 ^ Kohlendioxyd, 14 £ Argon und 47*1 # Äthan. Die Gesamtbeechlckung für den Reaktor wird mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 24,3 kg/Stunde (53»5 lba per hour) zugeführt und hat eine molare Zusammensetzung von 25 1· Äthylen, 11 £ Sauerstoff, 7 % Kohlendioxyd, 13 # Argon und 44 % Äthan. Äthylendichlorid wird als Inhibitor in den Reaktor in einer Menge von 15 Gewichteteilen/Million eingeführt. Der · A EO-Wert wird bei diesem Versuch mit 2,13 bestimmt, während die Gesamtausbeute 68,6 + beträgt.

Um den Vergleich zu erleichtern, sind in Tabelle I die Zusammensetzungund die Ergebnisse des Kontrollversuchs und der erfindungsgemäßen Versuche zuoaomengefaßt:

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	- 19 -	1668229	1 Versuch 2
	Tabelle I		25
	bekannte Arbeits weise		11
	Kontrollversuoh	erfindunftsitemäee Ar beitsweise	7
	17	Versuch	13
Äthylen	7,5	17	—
Sauerstoff	7	11	44
Kohlendioxyd	30	7	15pp«
Ar^on	38,5	16	2,13
Stickstoff	—	·—	K 68,6 *
Xthan	0,5 ppa	49
Xthylendiohlrrid	1,75	15 PpB
^EO	68,6 Jt	1,92
Gessatausbeute		68,6 !

FuBnotet Die Komponenten der Btaktionsgssnischung sind bis

suf Athylendichlorld, des in Qewiohtsteilen/feillion engegebea ist, in Mol- oder Voluaen-Jl engegeben.

Die FrUfung der in Tabelle I aufgeführten Ergebnisse seigt, daB die Verwendung τοπ Athen als Hauptbestandteil der Qesaatbeachiokung eu einer deutlichen Verbesserung der XthylenoxydproduktlYitttt in der 0r08enordnung ron 10 % ohne Jegliche einbüße an Gesaatauebeute führt. Diese Verbessemag

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BAD ORiGiNAL

ist offensichtlich direkt der erhöhten Sauerstoffkonsentratio in der Eeaktionsgasmlschung «umschreiben. Aus den Angaben zu Versuch 2, bei dem die Reaktionsbedingungen mit der eineigen Ausnahme, daß die Äthylenköuentration in der Reaktionegasmischung erhöht ist, praktisch die gleichen sind, ist zu ersehen, daß sogar noch eine weitere Verbesserung der Äthylenoxydproduktivität ereielt wird. Die Froduktlvitätserhöhung bei Versuch 2 liegt in der Größenordnung ron 2 2 j6.

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Claims

P at en t a n β ρ γ (lohe

1. Verfahren zur Herstellung von Äthylenoxyd durch eilberkatalyeierte gesteuerte Oxydation von Äthylen mit molekularem Saueretoff, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Oxydatiönsreaktionstnischung Xthan in einer Menge τοη wenigstens 10 HoI-^ anwendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen beträchtlichen Anteil des Athens mit der Äthylenbeschickung zufUhrt, wobei dieje Äthan als Verunreinigung enthält.

3. Verfahren nach /napruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dae Äthan in Form einer besonderen Äthanbeschickung zuführt.

4» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß man das Äthan sum Teil in Form einer äthanhaltigen Äthylenbeechickung und zum Heil als gesonderte Beschickung einführt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in der ReaktionemiBChung einen KatalysetoraktiTitäteinhibitor verwendet.

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ORIGINAL INSPECTED

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß man den Inhibitor in einer Menge verwendet, die jeglicher Selektivitätsrerminderung infolge der Anwesenheit von Äthan entgegenwirkt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nan eine Beschickung verwendet« die hochreinen Sauerstoff enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 7« dadurch gekennzeichnet, daß man Sauerstoff ait einer Reinheit von wenigstens 85 Mol-ji verwendet·

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Reaktionsmischung aus

Äthylen 4-40
Sauerstoff 6-15 MoI-*

Äthan 10-18 MoI-*

Inhibitor 1-100 ppa (Gew.)

verwendet«

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ORIGINAL IN¹SPSCTED

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenneeichnet, daß man eine Reaktionemiaehung aus

Äthylen 6-35 MoI-*

Sauerstoff 8-H MoI-*

Äthan 20-70 MoI-*

Inhibitor 5-70 ppm (Oew.)

verwendet.

11. Verfahren nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daB man eine Reakt!entmischung aus

Äthylen 15-30 Hol-*

Sauerstoff 10-13 KoI-*

Äthan 40-60 Hol-*

inhibitor 10-20 ppa (Gew.) verwendet.

12. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß men eine'Reaktionsmischung aus

Äthylen etwa 17 NoI-*

Sauerstoff etwa 11 MoI-*

Äthan etwa 49 Hol-*

Äthylendichlorid etwa 15 ppa (Oew.)

verwendet.

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13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Reaktionsmischung aus

Äthylen etwa 25 Mol-#

Saueratoff etwa 11 M0I-3S Äthan etwa 44 Mol-#

Äthylendichlorid etwa 15 ppm (Gew.)

yerwendet.

14· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Reaktionsmischung rerwendet, die. aus von außen zugefUhrter Beschickung und Kreislaufgas besteht.

15» Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man •in· Temperatur im Bereich von etwa 150 bis etwc 45O⁰C und «inen Druck τοπ etwa Atmosphärendruck bis etwa 35 Atmosphären ($00 psia) anwendet«

16. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man •ine Temperatur in Bereich τοη etwa 200 bis etwa 300⁰C und einen Druck in Bereich ton etwa 17,5 bis etwa 24,5 Atmosphären (250 - 350 psia) anwendet.

00MI7/209I