DE1793786C3 - Verfahren zur Herstellung von vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen durch katalytische Dehydriejung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen durch katalytische Dehydriejung von alkylaromatischen KohlenwasserstoffenInfo
- Publication number
- DE1793786C3 DE1793786C3 DE19671793786 DE1793786A DE1793786C3 DE 1793786 C3 DE1793786 C3 DE 1793786C3 DE 19671793786 DE19671793786 DE 19671793786 DE 1793786 A DE1793786 A DE 1793786A DE 1793786 C3 DE1793786 C3 DE 1793786C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ethylbenzene
- styrene
- dehydrogenation
- aromatic hydrocarbons
- steam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- -1 vinyl aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 title claims 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 title description 3
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 36
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 125000003118 aryl group Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims description 3
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 2
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 229940058172 ethylbenzene Drugs 0.000 claims 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims 1
- IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N M-Xylene Chemical group CC1=CC=CC(C)=C1 IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
- CVXDNAAVZJWUKJ-UHFFFAOYSA-N ethylbenzene;1,2-xylene Chemical group CCC1=CC=CC=C1.CC1=CC=CC=C1C CVXDNAAVZJWUKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N o-xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N p-xylene Chemical compound CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011269 tar Substances 0.000 claims 1
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 46
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 13
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- KVNYFPKFSJIPBJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1CC KVNYFPKFSJIPBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HYFLWBNQFMXCPA-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-2-methylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1C HYFLWBNQFMXCPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000460 iron oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 1-Methylnaphthalene Chemical class C1=CC=C2C(C)=CC=CC2=C1 QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- RWGFKTVRMDUZSP-UHFFFAOYSA-N Cumene Chemical compound CC(C)C1=CC=CC=C1 RWGFKTVRMDUZSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001454 anthracenes Chemical class 0.000 description 1
- SYWDWCWQXBUCOP-UHFFFAOYSA-N benzene;ethene Chemical compound C=C.C1=CC=CC=C1 SYWDWCWQXBUCOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OCKPCBLVNKHBMX-UHFFFAOYSA-N butylbenzene Chemical compound CCCCC1=CC=CC=C1 OCKPCBLVNKHBMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000006900 dealkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000017858 demethylation Effects 0.000 description 1
- 238000010520 demethylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- MPTVOJQMOKMTNP-UHFFFAOYSA-N ethylbenzene;toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1 MPTVOJQMOKMTNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- ODLMAHJVESYWTB-UHFFFAOYSA-N propylbenzene Chemical compound CCCC1=CC=CC=C1 ODLMAHJVESYWTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
Description
wasserstoff anwesend sind, wobei ein großer Anteil
des Wasserdampfes aus dem im Reaktionsprodukt
40 anfallenden und daraus abgetrennten Wasserdampfkondensat erzeugt wird, worauf dann das Gemisch
durch eine Mehrzahl von Erhitzungs- und Umsetzungsstufen geleitet wird. Hierzu wird das Gemisch
vor jeder b'msetzungsstufe auf eine Temperatur von Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung 45 etwa 700 C erhitzt und direkt in die nächste Um
sehen Kohlenvva.'serstoff vermischt und das Gemisch
auf eine Temperatur unter etwa 500 C vorerhitzt, aie in dieser Weise vorerhitzten Ströme
miteinander \ ereinigt und auf eine Temperatur im Bereich von 566 bis 704 C weitererhitzt und in
der (den) Reaktionszone(n) die Dehydrierung des
alkylaromatischen Kohlenwasserstoffes herbeiführt.
2. Verfahren n:\ch Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß man als monomethylsubslituierten aromatischen kohlenwasserstoff Toluol verwendet.
3. Verfahren η .ich Anspruch 1 und 2. dadurch
gekennzeichnet, daß man mit einem Molverhältnis des alkv !aromatischen Kohlenwasserstoffs zu dem
monomethyNubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoff
im Bereich von ctws 0,5: 1 his etwa
10:1 arbeitet.
von Styrol und anderen vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen durch Dehydrierung von Äthylbenzol
und anderen alkylaromalischen Kohlenwasserstoffen, wie Diäthvlbenzol. Isopropylbenzo! und Athyltoluol.
Die Herstellung von Styrol ist sowohl hinsichtlich des Dehydrierungsverfahrens als auch einer Mehrzahl
von dabei verwendbaren Katalysatoren bekannt. Beispielsweise kann Styrol hergestellt werden, indem
man ein Gemisch von Athylbcnzol und Wasserdampf seizungsstufe geleitet. Das aus der letzten Umsetzungsstufe anfallende Reaktionsprodukt wird durch indirekten
Wärmeaustausch mit gereinigtem Wasser gekühlt, um den mit den Kohlenwasserstoffen zu
mischenden Wasserdampf zu erzeugen, worauf dann der Reaktionsausfluß mehrstufig in einer besonderen
Weise weiter gekühlt und zur Gewinnung von Brenngas, gereinigtem Wasser für die Dampferzeugung und
einer Lösung von Styrol in Kohlenwasserstoffen auf
rasch über ein Festbett eines Dehydricrkatalysators 55 gearbeitet wird. Fs handelt sich um eine besondere
bei erhöhter Temperatur leitet. Unabhängig von dem verwendeten Katalysator wird bei vielen derartigen
Verfahren eine Äthylbenzolbeschiekung, die bei einer Temperatur unterhalb der Reaktionstemperatur vorliegt,
mit Wasserdampf ver nischt, der auf eine
Temperatur über der Reaktionsternperatur erhitzt worden ist. um in dieser Weise ti ic /ur Herbeiführung
der Dehydrierung erforderliche Wärmemenge zuzuführen. Der offensichtliche Nachteil dieser Arbeitsweise
besteht darin, daß sehr heißer überhitzter Wasserdampf im Moivent der Vermischung mit der Athvlbenzolbeschickung
mindestens eine ι Teil des Äthylbenzols auf eine Temperatur bringt, bei der Athv !benzol ?u
Arbeitsweise, die spezifisch auf die Verarbeitung von Lösungen von Äthylbenzol in gemischten Xylolen,
wie sie aus Benzinschnitten gewonnen werden können, abgestellt ist Das Verfahren erfordert eine ganz
besondere, verhältnismäßig aufwendige Aufarbeitung mit besonderen Maßnahmen für die Erzeugung und
Rückführung von Wasserdampf. Weiterhin führt es als Produkt /u einer Lösung von Styrol in Kohlenwasserstoffen,
insbesondere in gemischten Xylolen. Fine vergleichbare Arbeitsweise kommt im Rahmen
der Erfindung nicht in Betracht.
Der Erfindung liegt die Aufgab; zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von vinylaromatischen
„ yenWasserstoffen durch kaialytische Dehydrierung
- η alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen mit min"-
!testens zwei Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe
»7 schaffen, insbesondere ein Verfahren zur Dehydrierung
von Äthylbenzol zur Erzeugung von Styrol, das" dicht an der Gleichgewichtsumwandlung abläuft
mjd nicht mit starken Seitenreaktiontn, die zu einer
Verrineerung des Wirkungsgrades rühren, verbunden . Dabei sollen hohe Endausbeuten an Styrol und
deichzeitig eine Verringerung der für das Verfahren otwendigen Wärmemenge erreicht werden.
n Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren
n Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren
äß den vorstehenden Patentansprüchen.
- Durch die dort vorgeschriebene besondere Verknüpfuna und gegenseitige Abstimmung der Erhit- -jjjgs-, Vermischungs- und Umsetzungsmaßnahmen der spezifischen Einsatzmaterialien wird ein Verfahren eeeben, (jas zu hohen Endausheuten an vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Styrol führt und gleichzeitig eine Verringerung der Wärmemenge, die für eine gegebene Menge an an der Reaktion teilnehmenden alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Äthylbenzol, erforderlich ist mit sich bringt. Hierdurch wird eine beträchtliche Verringerung der Betriebskosten erreicht.
- Durch die dort vorgeschriebene besondere Verknüpfuna und gegenseitige Abstimmung der Erhit- -jjjgs-, Vermischungs- und Umsetzungsmaßnahmen der spezifischen Einsatzmaterialien wird ein Verfahren eeeben, (jas zu hohen Endausheuten an vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Styrol führt und gleichzeitig eine Verringerung der Wärmemenge, die für eine gegebene Menge an an der Reaktion teilnehmenden alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Äthylbenzol, erforderlich ist mit sich bringt. Hierdurch wird eine beträchtliche Verringerung der Betriebskosten erreicht.
Mit dem vorliegenden Verfahren läßt sich eine Steigerung des Wirkungsgrades der Umwandlung
beispielsweise zu Styrol um etwa 6% auf über 90",, erzielen. Dabei braucht die Betriebsschärfe nicht
eesteieert zu werden, und die erhöhte Umwandlung führt'auch nicht zu einer Steigerung der Menge an
teerartigen Produkten im Produktausfluß. Bei Zunahme des Benzolgehalts im ausfließenden Produkt
tritt kein oder nur ein sehr geringer Verlust an Toluol ein.
Bei der speziellen Anwendung des Verfahrens auf die Herstellung von Styrol ergibt sich durch dij Anwendung
des monomelhylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoffs, insbesondere Toluol, eine Steigerung
der Selektivität bei Anwendung diese« Materials in Verbindung mit den üblichen Dehydrierkatalysatoren.
Beispielsweise verringert die Verwenduni; von Toluol die Neigung des Äthylbenzols zu Dealkylierungsreaktionen,
und demgemäß wird die Ausbeute an Styrol auch dadurch erhöht. Toluol ist auch ein
Nebenprodukt einiger der in dem Reaktionssystem eintretenden Seitenreaktionen. Durch Rückführung
desToluols werden jegliche reversible Reaktionen, die
zur Bildung derartiger Stoffe führen, unterdrückt. Weiterhin führt die in geringem Maße eintretende 5"
Demethylierung von Toluol zur Bildung von Benzol, was den Wert des flüssigen Gesamtproduktausilusses
erhöht. Bei Zusatz von Toluol ergeben sich eine höhere Umwandlung von Äthylbenzol je Durchgang,
eine höhere Ausbeute an Stvrolprodukt, ein höherer
Wirkungsgrad, d. h. eine höhere Selektiv,tut der Umwandlung, eine Steigerung der Menge ..in gebildetem
Benzol an Stelle einer Bildung des einen gerineeren Wert aufweisenden Toluols und kein Nettoverlust
an Toluol.
Ein weiterer Vorteil beruht auf der unterschiedlichen
spezifischen Wärme des monoiretln!substituierten
aromatischen Kohlenwasserstoffs im Vergleich zu der von Wasserdampf: es genügt eine «ringen; Menge
beispielsweise an Toluol für eine gegebene erforderliche
Wiedererhitzung. Bei den Rückführiingsmaßnahmen
des vorliegenden Verfahrens ist es günstig, daß infolge der eerineen Verdampfungswärme \·>η Toluol die
Zuführung geringerer Mengen an Wärmeenergie notwendig ist. Durch die Ausnutzung dieser thermischen
Eigenschaften des monomelhylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoffes, beispielsweise Toluol,
gelangt die \orliegende Arbeitsvveibe zu einer Verringerung der Menge an Wärmeenergie, die durch
den Wasserdampf zugeführt werden muß.
Die Erfindung ibt insbesondere anwendbar auf die
Dehydrierung von Äthvlben/ol, Diälhylbenzol, Äthyltoluol.
Propylbenzol, Isopropylbenzol. Butylbenzol,
isobutyKienzol und den entsprechenden Naphthalin-
und Anthracenverbindungen.
Geeignete monomethylsubsiituiene aromatische
Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise Toluol und Methylnaphthaline. Der alkylaromaiische Kohlenwasserstoff,
beispielsweise Äthylbenzol, und der monomethvhubstitüierte
aromatische Kohlenwasserstoff, vorzugsweise Toluol, worden vorzugsweise in einem
Molverhälmis, z. B. Äthylbenzol zu Toluol, in Bereich von etwa 0,5:1 bis etwa 10,0:1 verwendet. Der
Betriebsdruck liegt im Bereich von Atmosphärendruck bis etwa 6.8 atü, jedoch werdsn geringe bis mäßige
Drücke von etwa 0.34 bis etwa 2,7 atü im allgemeinen bevorzugt. Der Strom, der der einen geeigneten
Katalysator enthaltenden Reaktionszone zugeführt wird, wird auf eine Temperatur von etwa 566 bis
etwa 704 C erhitzt. Das aus der Reaktionszone ausfließende Reaktionsproduki wird dann im allgemeinen
eine Temperatur von etwa 510 bis etwa 649 C haben.
Wenn >nnst nichts besonderes vorgesehen und ein
einziges Katalysatorbett in der Reaktionszone angeordnet ist, wird ein derartiges Verfahren gewöhnlich
als »Verfahren mit niederer Umwandlung« bezeichnet, bei dem die Umwandlung je Durchgang durch Gleichgewichtsbetrachtungen
auf etwa 40",, beschränkt ist und fortgesetzt so gearbeitet wird, um einen brauchbaren
Wirkungsgrad bei der Umwandlung zu erzielen. Die Anwendung der Erfindung auf eine derartige
Verfahrensweise wird nachstehend durch einen Vergleich der technischen und wirtschaftlichen Gegebenheiten
der beiden Verfahrensdurchführungen in Verbindung mit Betrachtungen zur Wärmehilanz näher
erläutert.
Als gemeinsame Grundlage für den Vergleich sei ausgegangen von einer Äthylbenzolzuführung son
0,45 kg h, einem Reaktionszonendruck von 6,8 atü und Wasserdampf, der mit einem Druck \on 10,2 atü
/ur Verfügung steht. Gemäß dem bekannten Verfahren werden 1.26 kg Wasserdampf eingeführt, und von
dieser Menge werden OJO kg mit der Athvlbenzolbeschickung
vermischt. Das Gemisch geht durch einen ersten Wärmeaustauscher (das Heizmittel ist das
ausfließende Reaktionsprodukt, wie es den Reaktor \erläßt), in dem die Temperatur auf 420 C erhöht wird.
Der restliche Anteil des Wasserdampfes, etwa 0,96 kg, fließt durch einen zweiten Wärmeaustauscher, 111 dem
die Temperatur auf 335 C gebracht wird. Die beiden, diese Wärmeauslauscher \ erlassenden Ströme werden
vermischt, und das Gemisch strömt in einen Erhitzer, wo die Temperatur auf 614 C, d. h. die Linlaßtemperatur
des Reaktors, erhöht wird; das ausfließende Reaktionsproduki verläßt den Reaktor bei einer
Temperatur von. ">48'C.
vVärmebilanzbetrachtungen für dieses fließschema des bekannten Verfahrens zur Bestimmung der
erforderlichen Erhitzerleistung für eine Erhitzung der gesamten Reaktorbeschickung auf 614 C sind in der
nachstehenden Tabelle I aufgeführt:
Tabelle I | \ 5 |
< | Druck, | 17 | 93 786 | 6 | kcal'kg | .:cal/h |
Strom | Temperatur, "C | 10,2 10,2 10.2 |
atü | kg/h | 746 786 269 |
710 239 122 |
||
Wasserdampf Wasserdampf Äthylbenzol |
335 420 420 |
6,8 6,8 |
0,96 0,30 0,45 |
Summe 905 396 |
1072 1120 180 |
|||
Wasserdampf Äthylbenzol |
614 614 |
1,26 0,45 |
Summe | 1300 | ||||
Erhitzerleistung, gesamt: 1300 — 1072 = 228 kcal/h
Als Vergleichsbeispiel werden nach dem Verfahren gemäß der Erfindung insgesamt 0,94 kg Wasserdampf
rugeführt, von denen 0,30 kg anfanglich mit den 0.45 kg Äthylbenzolbeschickung vermischt werden,
während die restlichen 0.64 kg mit 0.32 kg Toluol
vermischt werden. Das Wasserdampf-Äthylbenzol-Gemisch wird durch Wärmeaustausch mit dem
ausfließenden Reaktionsprodukt auf eine Temperatur von 538 C erhitzt. Der restliche Anteil des Wasserdampfs
wird in Mischung mit dem Toluol durch Wärmeaustausch auf 357 C gebracht und dann
weiter bis auf 582rC erhitzt. Dann werden die beiden
Ströme miteinander vermischt, wobei sich eine
ίο Temperatur von 571 'C ergibt, und das Gesamtgemisch
wird in einen zweiten Erhitzer geleitet, um seine Temperatur auf 614 C. d. h. die Einlaßtemperatur der
Reaktionszone, zu bringen. Die Temperatur des ausfließenden Gesamtreaktionsprodukts, das für den
»5 Wärmeaustausch mit den eintretenden Strömen verwendet
wird, beträgt 577 C. Die Gesamterhitzerleistung für diese Verfahrensdurchführung ergibt sich
aus den Berechnungen der nachstehenden Tabelle II:
Temperatur, "C Druck, atü
kg/h
Erhitzerleistung: 1138-1084= 54 kcal/h
Erhitzerleistung, gesamt: 114 + 54 = 168 kcal/h
kcal/kg
kcal/h
Wasserdampf Toluol |
357 357 |
10,2 10,2 |
0,64 0,32 |
758 232 |
481 74 |
Summe 555 | |||||
Wasserdampf Toluol |
582 582 |
10,2 10,2 |
0,64 0,32 |
872 364 |
554 115 |
Summe 669 | |||||
Erhitzerleistung: | 669 - 555 | = 114 kcal/h | |||
Wasserdampf Toluol Wasserdampf Äthylbenzol |
582 582 538 538 |
10,2 10,2 10,2 10,2 |
0,64 0,32 0,30 0,45 |
872 364 850 345 |
554 115 258 157 |
Summe 1084 | |||||
Wasserdampf Toluol Äthylbenzol |
614 614 614 |
6,8 6,8 6,8 |
0,94 0,32 0,45 |
905 384 396 |
836 122 180 |
Summe 1138 |
Für den Vergleich ist zu beachten, daß die Gesamtmenge an zugeführten Materialien, einschließlich der
0,45 kg Äthylbenzolbeschickung, bei beiden Verfahrensdurchführungen gleich war; dasselbe gilt für die
Temperatur am Einlaß zur Reaktionszone.
Die Gesamterhitzerleistung bei der Verfahrensdurchführung gemäß der Erfindung betrug, je 0,45 kg
Äthylbenzolbeschickung, 168 kcal/h, d.h. etwa 75% der Wärmemenge von 228 kcal/h, die für das herkömmliche
Verfahren erforderlich war. Wenn in den in den Tabellen I und II erläuterten Beispielen die
erhitzten Beschickungen mit einer geeigneten Raumgeschwindigkeit über einen Katalysator geleitet wurden,
ergab sich eine Austrittstemperatur von 558° C, d. h.
56°C unter der Einlaßtemperatur von 614" C. Dabei wurde festgestellt, daß bei dem in Tabelle 1 beschriebenen
Strom 0,18 kg Äthylbenzol verschwanden, unter Bildung von 0,16 kg Styrol. Die erforderliche Energie
je 0,45 kg erzeugten Styrols beträgt für diesen Fall 5 628 kcal. Wenn das in der Tabelle II beschriebene
Material über den Katalysator geleitet wurde und ein Temperaturabfall von 56;C auftrat, wurde festgestellt,
daß 0,191 kg Äthylbenzol verschwanden und 0,176 kg Styrol gebildet wurden, so daß die erforderliche Energie
je 0,45 kg Styrol nur 436 cal betrug, d. h. nur 69% der Energiemenge, die bei dem herkömmlichen Verfahren
erforderlich war.
Aus den vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich, wie das Dehydrierverfahren gemäß der Erfindung
durchgeführt werden kann und welche technischen und wirtschaftlichen Vorteile bei seiner Anwendung erzielt
werden. Bisher bekannte Verfahren ohne Zugabe vor, Toluol, bei denen entweder überhitzter Wasserdampf
mit einer verhältnismäßig kalten Äthylbenzolbe-Schickung vor dem Eintritt in die Reaktionszone in
Berührung gebracht wird oder bei denen der Wasserdampf und das Äthylbenzol, bei Temperaturen
unterhalb des Dehydrierbereichs, miteinander vermischt und dann auf die Temperatur der Dehydrier-Reaktionszone
gebracht werden, erfordern mindestens etwa 25% mehr Heizmittel (und damit zusätzliche
Kosten je kg verarbeitetem Äthylbenzol) zur Erzielung der gewünschten Temperatur der Dehydrierungs-Reaktionszone,
bei geringerer Ausbeute an Styrol.
Bekannte Arbeitsweise
Unter Verwendung eines typischen Eisenoxyd-Dehydrierkatalysators von 0,54 bis 1,95 mm, in einer
Menge von 100 cm3 (131,0 g), wurde Äthylbenzol zur Erzeugung von Styrol in einem Isothermreaktor
aus Quarz dehydriert. Der Reaktor war mit einer Außenbeheizung versehen, um die Temperatur längs
der äußeren Oberfläche auf einer Höhe von etwa 598 0C zu halten. Die Messung des Temperaturprofils während
des Betriebs ergab eine Katalysatorbett-Einlaßtemperatur von 6000C, eine geringste Katalysatortemperatur
von 574°C und eine Auslaßtemperatur von 5943C.
Äthylbenzol wurde der Anordnung mit einer stündlichen Raumströmungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit
von 0,88 und in Vermischung mit Wasserdampf, in einer Menge von 2,9 Mol je Mol Äthylbenzol,
zugeführt. Der Druck in der Reaktionszone betrug 0,47 atü am Einlaß und 0,39 atü am Auslaß.
Das aus der Reaktionszone ausfließende Produkt v/urde über einen Zeitraum von 16 Stunden gesammelt
und ergab bei der Analyse folgende Ergebnisse: Die Umwandlung von Äthylbenzol betrug 65,3 Molprozent,
und der Wirkungsgrad der Umwandlung zu Styrol, d.h. die Selektivität, betrug 89,9%.
Erfindungsgemäße Arbeitsweise
Es wurde ein zweiter Betriebslauf durchgeführt, bei dem das Temperaturprofil eine Einlaßtemperalur von
601 "C, eine geringste Katalysatortemperatur von 5820C und eine Auslaßtemperatur von 596°C anzeigte.
Der Druck am Einlaß betrug 0,455 atü und am Auslaß des Reaktors 0,41 atü. Das Äthylbenzol wurde
dem Eisenoxydkatalysator mit einer stündlichen Raumströmungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit von
0,61 in Mischung mit 2,7 Mol Wasserdampf je Mol Äthylbenzol und 1,2 kg Toluol je kg Äthylbenzol
zugeführt. Die Äthylbenzolumwandlung betrug 66,3%, und der Wirkungsgrad der Umwandlung zu Styrol
betrug 92,4%; dies bedeutet eine Verbesserung der Umwandlung um 1,0% und des Wirkungsgrades
um 2,5%.
Die durch die Zugabe von Toluol erzielten Verbesserungen sind völlig überraschend, insbesondere im
Hinblick auf die Tatsache, daß der Wirkungsgrad nicht ab-, sondern zunahm, während eine Erhöhung
der Umwandlung beobachtet wurde.
«09641/81
Claims (1)
1. Verfahren zur herstellung von vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen durch katalytisch^
Dehydrierung von aJkylaromatischen Kohlenwasserstoffen mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen
in der Alkylgruppe in Gegenwart von Wasserdampf
und eines methylsubstituierten aromatischen Koh- io Vermischung des Äthylbenzols mit Wasserdampf bei
lenwasserstoffes bei Temperaturen bis etwa 700 C einer Temperatur unterhalb des Bereiches, wo eine
in einer oder nehreren Reaktionszonen, da- Dehydrierung eintritt, worauf das Gemisch dann auf
durch gekennzeichnet, daß man den die zur Herbeiführung der Dehydrierung gewünschte
achromatischen Kohlenwasserstoff auf eine Tem- Temperatur erhitzt und anschließend in die Reaktionsperatur
unter etwa 500=C erhitzt, den Wasserdampf 15 zone der Dehydrierung eingeführt wird. Bei derartigen
mit einem monomethylsubstituierten aromati- Arbeitsweisen wird häufig eine verhältnismäßig starke
Bilduna von unerwünschten Nebenprodukten beobachtet,
was die Ausbeute an Styrol beeinträchtigt und Verluste an Äthylbenzol mit sich bringt. Weiterhin sind
der I mwandlungsgrad und die Selektivität der Umwandlung
\ on Äthylbenzol zu Styrol, wie die Erfindung zeigt, noch verbesserungsfähig, und Entsprechendes
gilt hinsichtlich des Energiebedarfs des Verfahrens. Es ist auch ein Verfahren zur Herstellung von
a5 Styrol bekannt (US-PS 28 51502). bei dem Äthylbenzol
in Gegenwart \on methylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, im wesentlichen gemischten
Xylolen, und Wasserdampf zu Styrol dehydriert wird. Dabei wird eine 10- bis 50° „ige
Lösung \on Athy!benzol in einem Gemisch von
ortho-, para- und meta-Xylol mit Wasserdampf vermischt,
um eine Verdampfung und Vorerhiizung des Äthylbenzol-Xylol-Gemisches herbeizuführen, z. B.
auf etwa 160 C. das dabei anfallende dampfförmige Älhylbenzol-Xylol-Wasserdampf-Gemisch mit einer
weiteren größeren Wasserdampfmenge vermischt, so daß mindestens etwa 2 kg Wasserdampf je kg Kohlen-
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US55229066 | 1966-05-23 | ||
US552290A US3409689A (en) | 1966-05-23 | 1966-05-23 | Dehydrogenation process |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1793786A1 DE1793786A1 (de) | 1974-11-21 |
DE1793786B2 DE1793786B2 (de) | 1976-02-26 |
DE1793786C3 true DE1793786C3 (de) | 1976-10-07 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2834699C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Äthylen | |
DE68910192T2 (de) | Verfahren zur Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen die aus einer Kombination von isothermischen und adiabatischen Stufen zusammengesetzt sind. | |
DE2441516A1 (de) | Xylolisomerisierung | |
DE2949169A1 (de) | Waermeausgeglichenes cyclisches verfahren zur herstellung von leichten olefinen | |
DE1643120B2 (de) | Verfahren zur herstellung von vinylaromatischen kohlenwasserstoffen durch katalytische dehydrierung von alkylaromatischen kohlenwasserstoffen | |
DE1168419B (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Acetylen und AEthylen durch thermische Spaltung von Kohlenwasserstoffen mit Hilfe von im elektrischen Lichtbogen erhitztem Wasserstoff | |
DE3319024A1 (de) | Verfahren zur herstellung von styrol durch dehydrieren von aethylbenzol | |
DE1668776C3 (de) | Verfahren zur katalytischen Dehydrierung von alkylaromatischen Kohlen- ' Wasserstoffen | |
DE1793786C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen durch katalytische Dehydriejung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen | |
DE2827385C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Olefinen mit hohem Äthylenanteil aus Methanol bzw. Dimethyläther | |
DE1917279A1 (de) | Verfahren zur katalytischen Dehydrierung eines alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffes | |
DE2022076C3 (de) | Verfahren zur katalytischen Wasserdampfreformierung von Kohlenwasserstoffbeschickungen | |
DE2421491A1 (de) | Verfahren zur dampfphasen-ammonoxydation | |
DE1296618B (de) | Verfahren zur Herstellung von Acetylen und Wasserstoff | |
DE1643120C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen durch katalytische Dehydrierung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen | |
DE2340064A1 (de) | Verfahren zur herstellung von alkylierten aromatischen kohlenwasserstoffen | |
EP3705178A1 (de) | Verfahren und anlage zur herstellung von olefinen aus oxygenaten | |
DE1925102C3 (de) | Verfahren zum Disprogportionieren von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen | |
DE69204746T2 (de) | Katalytisches Verfahren zur Herstellung von flüssigen Kohlenwasserstoffen aus Erdgas. | |
DE2401923A1 (de) | Verfahren zur alkylierung von aromatischen verbindungen | |
DE2364611A1 (de) | Verfahren zur dehydrierung eines alkylierten aromatischen kohlenwasserstoffs | |
DE1109164B (de) | Verfahren zur Dehydrierung eines alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffs zur Herstellung von Styrol und analogen Verbindungen | |
DE975502C (de) | Verfahren zur Herstellung von Propionaldehyd | |
DE1262276B (de) | Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Gasphasenoxydation von aromatischen oder alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen | |
DE1793448C (de) | Verfahren zur Herstellung von Benzol durch thermische hydrierende Entmethylierung von Toluol |