DE1807666C3

DE1807666C3 - Verfahren zur Herstellung von Styrol durch katalyttsche Dehydrierung von Äthylpenzol

Info

Publication number: DE1807666C3
Application number: DE19681807666
Authority: DE
Inventors: John Richard South Weymouth Mass. Ghublikian (V.StA.)
Original assignee: The Badger Co., Inc., Cambridge, Mass. (V-StA.)
Filing date: 1968-11-07
Publication date: 1977-02-10

Description

Die Herstellung von Styrol durch Dehydrierung von Äthylbenzol in Gegenwart von Eisenoxyd enthaltenden Katalysatoren ist bekannt. Es ist ferner üblich, die Dehydrierung in Gegenwart von Wasserdampf durchzuführen.

Aus der US-PS 29 45 900 ist ein Verfahren bekannt (Spalte 4, Zeilen 42 bis 45), bei dem die mit üblichen Eisenoxyd-Katalysatoren durchgeführte Dehydrierung unter Einleitung von Sauerstoff erfolgt. Diese Maßnahme, die der Ausbeutesteigerung dienen sollte, hatte jedoch gerade die entgegengesetzte Wirkung: man beobachtete das Auftreten unkontrollierter, sekundärer Oxydationsreaktionen, die zu einer vermehrten Bildung von Nebenprodukten des Äthylbenzols führten und die Styrolausbeute stark verminderten, d. h- daß die Aktivität der Eisenoxyd-Katalysatoren im Vergleich mit einem Betrieb in Abwesenheit von Sauerstoff beträchtlich herabgesetzt wurde. Dementsprechend hat sich der Stand der Technik in anderer Richtung entwifkelt, d. h, man war der Ansicht daß man mit den relativ billigen Eisenoxyd-Katalysatoren (übliche Eisen-

oxyd-Katalysatoren sind in den US-PS 24 26 829, 31 18 006 und 33 75 288 beschrieben) keine befriedigenden Ergebnisse erhalten konnte und auf die teureren Calcium-Nickelphosphat-Kataiysatoren ausweichen mußte, wie sie in der US-PS 29 45 900 beschrieben sind. Daneben wurden auch andere Katalysatoren entwickelt In der FR-PS 14 04 895 wird als Katalysator Antimonoxyd allein oder in Kombination mit anderen Oxyden mehrwertiger Metalle, z. B. auch Eisenoxyd, verwendet Im Falle der Verwendung gemischter Metalloxyde, z. B.

Antimonoxyd/Kobaltoxyd (Beispiel 1) oder Antimonoxyd/Nickeloxyd (Beispiel 3) liegt das Antimonoxyd im Überschuß vor.

Bei dem Verfahren der FR-PS 14 88 130 werden Katalysatoren auf der Grundlage von Chromoxyd und Alkalioxyden verwendet. Einen höheren Anteil an Fe₂O3 hat der Katalysator nach Beispiel 9 dieser Patentschrift. Die Umwandlung des Äthylbenzols beträgt aber nur 11,4 Prozent und die Styrolausbeute beträgt nur 39,9 Prozent der Theorie. Die Tatsache, daß nach Beispiel 9 der FR-PS 14 88 130 das Molverhältnis zwischen Sauerstoff und Äthylbenzol 0,43 :1 beträgt, kann nicht als Hinweis darauf aufgefaßt werden, daß es bei Katalysatoren, die hauptsächlich Eisenoxyd enthalten, auf ein niedriges Molverhältnis zwischen Sauerstoff und Äthylbenzol ankommt da bei den bekannten Katalysatoren das Chromoxyd der wichtigste katalytisch wirksame Bestandteil ist Das Beispiel 9 der FR-PS 14 88 130 dient lediglich als Vergleichsbeispiel, um zu zeigen, daß bei einem niedrigeren Chromoxydgehalt schlechtere Ergebnisse erhalten werden. Dies folgt aus einem Vergleich der Tabelle auf Seite 3 mit den Ergebnissen des Beispiels 9. Auf Grund dieser Ergebnisse der FR-PS 14 88 130 mußte der Fachmann annehmen, daß bei einer weiteren Erhöhung des Eisenoxydgehaltes noch schlechtere Ergebnisse erhalten wurden.

Es wurde nun gefunden, daß die Dehydrierung von Äthylbenzol zu Styrol unter Verwendung eines üblichen, Eisenoxyd enthaltenden Katalysators verbessert und die

Bildung von Nebenprodukten des Äthylbenzols vermindert werden kann, wenn die Dehydrierungsreaktion zwar in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gases erfolgt die Menge des sauerstoffhaltigen Gases jedoch sorgfältig innerhalb bestimmter Grenzen geregelt wird.

Weiterhin wurde gefunden, daß hierbei die erforderliche Wasserdampfmenge sehr viel niedriger ist, als in Abwesenheit von Sauerstoff.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Dehydrierung von Äthylbenzol, bei dem ÄthylbenzGl, Wasserdampf und ein sauerstoffhaltiges Gas in Gegenwart eines üblichen, Eisenoxyd enthaltenden Katalysators miteinander in Berührung gebracht werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Umsetzung unter Aufrechterhaltung eines annähernd isothermen Temperaturprofils bei einer Temperatur von etwa 480 bis 730⁰C und einem Druck von nicht über 3 atm durchführt, den Wasserdampf in Mengen von etwa 4 bis 30 Mol je Mol Äthylbenzol und das

sauerstoffhaltige Gas in Mengen von etwa 0,01 bis 1 Mol Sauerstoff je Mol Äthylbenzol verwendet.

Bei dem beanspruchten Verfahren ist der Anteil des Sauerstoffs einerseits niedriger als der zur Umsetzung des gesamten, bei der Dehydrierung gebildeten Wasserstoffs erforderliche Anteil, andererseits ausreichend, um durch Verbrennung eines Teils der Reaktionsteilnehmer ein annähernd isothermes Temperatur profil in der Reaktionszone aufrecht zu erhalten.

Gegenüber den bekannten Verfahren zur Dehydrierung von Äthylbenzol läßt sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Styrolausbeute beträchtlich steigern, wobei z. B. Ausbeuten von 81 bis 90 Prozent erhalten werden (vgl. die Beispiele). Angesichts der Tatsache, daß in der US-PS 29 45 900 bei Versuchen, die Styrolausbeute bei der Dehydrierung von Äthylbenzol mit üblichen Eisenoxyd-Katalysatoren durch Zusatz von Sauerstoff zu erhöhen, schlechtere Ergebnisse als in Abwesenheit vor Sauerstoff erhalten wurden, mu8 dieses Ergebnis als überraschend angesehen werden.

Als sauerstoffhaltiges Gas wird bei dem Verfahren der Erfindung z. B. Luft oder auch Sauerstoff selbst verwendet Die Verwendung von Luft ist bevorzugt. Die Sauerstoffmenge von 0.01 bis 1,0 Mol Sauerstoff je Mol Äthylbenzol ist so berechnet, daß vorbestimmte, praktisch isotherme Bedingungen in der Reaktionszone durch eine bevorzugte Umsetzung mit Kohlenstoff, einem kohlenwasserstoffhaltigen Material und/oder Wasserstoff zwecks Erzeugung von Wanne durch Verbrennung eingehalten werden. Diese kontinuierliche, geregelte, bevorzugte Verbrennung ermöglicht es, daß eine kontinuierliche, wasserstoffhaltige, reduzierende Atmosphäre über dem Eisenoxyd-Katalysator aufrecht erhalten werden kann, wodurch der Katalysator sehr aktiv bleibt, keine Kohlenstoffabscheidungen zeigt und eine Durchführung des Verfahrens mit einem verhältnismäßig hohen Umwandlungsgrad zu Styrol unter Verwendung von nur 4 bis 10 Mol Wasserdampf je Mol Äthylbenzol ermöglicht. Die Mengen des Sauer-Stoffs und des Wasserdampfes werden so geregelt, daß eine bestimmte Temperatur und praktisch isotherme Reaktionsbedingungen in dem Temperaturbereich von etwa 480 bis 730⁰C aufrecht erhalten werden, wenn das Reaktionsgemisch kontinuierlich durch das Katalysatorbett geht

Vorzugsweise wird das Verfahren der Erfindung bei Atmosphärendruck durchgeführt. Die Luft oder der Sauerstoff werden im Gemisch mit dem Wasserdampf in die Reaktion eingeführt. Die Luft oder der Wasserdampf, die sich innerhalb des vorstehend angegebenen Temperaturbereichs bei einer optimalen Temperatur befinden, werden mit dsm Äthylbenzo! vermischt, und zwar bei dessen Eintritt in die Reaktionskammer oder in der Reaktionskammer selbst; vorzugsweise werden zusätzliche Anteile Sauerstoff an einer oder mehreren Stellen in der Mitte oder am Ende des Katalysatorbettes zugeführt, so daß die Reaktion sich noch stärker den gewünschten isothermen Bedingungen annähert.

Als Katalysatoren werden die in der Technik üblichen Eisenoxyd-Katalysatoren verwendet, z. B. ein Eisenoxyd, das vorzugsweise durch Beimischen von Alkali, wie Natriumcarbonat, und durch mehrstündiges Erhitzen bei der Reaktionstemperatur mit Wasserdampf aktiviert ist Ein bevorzugter Katalysator enthält 2 Prozent Kaliumoxyd, 5 Prozent Chromoxyd und 93 Prozent Ferrioxyd; diese Bestandteile sind auf einem inerten Träger, wie Magnesiumoxyd, aufgebracht und werden durch zweistündiges Erhitzen mit Wasserdampf bei etwa 590⁰C aktiviert Geeignete Eisenoxyd-Katalysatoren sind im Handel erhältlich.

Die Luft oder der Sauerstoff werden vorzugsweise sowohl dem Ausgangsgemisch als auch in einer Zwischenstufe nach einer stärkeren Umsetzung zugeführt. Das Verfahren kann in Einern einstufigen oder in einem mehrstufigen System durchgeführt werden. Bei einem Mehrstufensystem kann der Sauerstoff nur einer Stufe oder mehr als einer Stufe zugeführt werden. Bei einem Zweistufensystem zieht man es vor, das sauerstoffhaltige Gas der eisten und der zweiten Stufe im Verhältnis von 1 :3 zuzuführen. Der Ausdruck »Mehrstufensystem« soll zwei oder mehrere, in Reihe geschaltete Reaktoren oder zwei oder mehrere Reaktionszonen in einem einzigen Reaktor bedeuten. Bei diesem Verfahren ist die Gesamtumsetzung des Äthylbenzols zu Styrol gewöhnlich höher als 50 Prozent in einem Einstufensystem und wesentlich höher in einem Mehrstufensystem.

In der nachstehenden Tabelle sind geeignete, d. h. allgemeinere und bevorzugte Betriebsbedingungen angegeben.

Tabelle I Betriebsbedingungen

Allgemeiner Bevorzugt Temperatur, ⁰C 480-730° 590-680° Molverhältnis Wasser- 4—30 5-10

dampf/Äthylbenzol Molverhältnis Sauer- 0,01-1,0 0,04-0,32

stoff/Äthylbenzol

Aufteilung des Sauerstoffs in einer Zweistufenanlage Erste Stufe 0-100% 25%

Zweite Stufe 100-0% 75%

Eine zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignete Vorrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Fi g. 1 zeigt ein Einstufen-Reaktorsystem und F i g. 2 zeigt ein Mehrstufen-Reaktorsystem.

Nach Fig. 1 wird ein langgestreckter Reaktor 10 mit einem Festbett des vorstehend beschriebenen bevorzugten Katalysators mit Äthylbenzoldämpfen gespeist, die am oberen Ende durch eine Leitung 12, die durch ein Ventil 16 gesteuert ist, eintreten. Gleichzeitig wird ein Gas, das elementaren Sauerstoff enthält (das reiner Sauerstoff sein kann, gewöhnlich aber Luft ist) durch eine Leitung 20, die durch ein Ventil 18 gesteuert ist, eingeleitet, und bei der vorstehend angegebenen, ausgewählten Temperatur mit überhitztem Wasserdampf, der durch eine durch ein Ventil 19 gesteuerte Leitung 14 eintritt, vereinigt. Bei dieser Anordnung wird das sauerstoffhaltige Gas auf die Temperatur des Wasserdampfes vorerhitzt, wenn beide in den Reaktor eintreten. Das sauerstoffhaltige Gas und der Wasserdampf strömen dann in das obere Ende des Reaktors 10 in geregelten Mengen, vermischen sich mit dem Äthylbenzol am Katalysator und gehen durch das Katalysatorbett nach unten. Die Rohre können natürlich auch so angeordnet sein, daß das Äthylbenzol mit dem Wasserdampf vermischt wird, bevor beide in den Reaktor eintreten und sich im Reaktor mit dem sauerstoffhaltigen Gas vereinigen. In diesem Fall kann

das sauerstoffhaltige Gas direkt und unabhängig in den oberen Teil des Reaktors geleitet werden, und zwar durch eine Leitung 26, die durch ein Ventil 24 gesteuert ist. Die zuerst zugesetzte Menge an sauerstoffhaltigem Gas wird entweder durch das Ventil 18 oder das Ventil 24 gesteuert. Das Reaktionsprodukt wird kontinuierlich durch die Leitung 42 abgezogen und zu einem beliebigen, an sich bekannten Gewinnungssystem (nicht angegeben) geleitet. Man kann aber auch eine abgewandelte Vorrichtung verwenden, die schematisch in F i g. 2 dargestellt ist; sie enthält einen, als zweite Stufe wirkenden, nachgeschalteten Reaktor 44, in dem die im Reaktor 46 der ersten Stufe durchgeführte Umsetzung weitergeführt wird. Die Reaktoren 44 und 46 sind ähnlich dem Reaktor 10 von Fig. 1, ausgenommen, daß jeder der vereinigten Reaktoren für den gleichen Durchsatz kleiner sein kann. Der Reaktor 46 kann so betrieben werden, daß der durch die Leitung 14 eingeleitete Wasserdampf mit dem durch die Leitung 20 eintretenden sauerstoffhaltigen Gas vereinigt wird und mit dem durch die Leitung 12 eintretenden Athylbenzol umgesetzt wird, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. In diesem Fall wird das sauerstoffhaltige Gas jedoch vorzugsweise auf die beiden Reaktoren aufgeteilt. Das saueirstoffhaltige Gas wird über eine Leitung 48, die mit der Leitung 26 verbunden ist, in den Reaktor 44 eingeleitet. Die Leitung 48 ist mit zwei Leitungen 50 und 52 verbunden, die mit Regelventilen 54 und 56 ausgerüstet sind. Die Leitung 50 ist mit der Leitung 42 verbunden, so daß die sauerstoffhaltige Luft mit dem Reaktionsprodukt aus dem Reaktor 46 vermischt werden kann, bevor dieses in den Reaktor 44 eintritt. Die Leitung 52 ist mit dem oberen Ende des Reaktors 44 verbunden, so daß die sauerstoffhaltige Luft direkt in das Katalysatorbett des Reaktors der zweiten Stufe geleitet werden kann.

Falls gewünscht, kann das sauerstoffhaltige Gas nur über eine der Leitungen 50 und 52 zugeführt werden. Ganz gleich wie die Verteilung durch die Ventile 54 und 56 ist, wird die dem zweiten Reaktor zugeführte Sauerstoffmenge scharf geregelt, damit eine scharfe Temperaturregelung aufrecht erhalten bleibt Das endgültige Reaktionsprodukt wird durch die Leitung 64 abgezogen und in ein übliches Gewinnungssystem (nicht angegeben) geleitet.

Obgleich es nicht speziell gezeigt ist, kann das sauerstoffhaltige Gas selbstverständlich auch an zwei oder mehreren Stellen entlang jedes Reaktors eingeleitet werden. Das gleiche gilt für den Wasserdampf. Man erkennt auch, daß die Anordnung nach Fig.2 hinsichtlich Verteilung und hinsichtlich einer scharfen Regelung der Menge des in die Dehydrierungszone eingeleiteten sauerstoffhaltigen Gases sehr flexibel ist. Beispielsweise ist das System nach Fig.2 so flexibel, daß die Oxydation zum größten Teil in der zweiten Stufe stattfinden kann, daß es ein ungewöhnliches oder schnelles Strömungsverhalten über den Katalysator aushält, und daß ein Ausgleich dafür geschaffen wird, daß beim Anfahren des Systems das nichtumgesetzte Athylbenzol eine gewisse Strecke durch die Reaktorstufen hindurchgehen kann, bevor sich viel Kohlenstoff oder Wasserstoff anreichert und die Temperatur neu eingestellt werden muß. Andererseits kann bei Annäherung der Dehydrierungsreaktion an das Gleichgewicht eine weniger starke Verbrennung nötig sein, weshalb weniger Sauerstoff in den zweiten Reaktor eingeleitet werden kann. Die Systeme nach F i g. 1 und 2 sind so

flexibel, daß die Temperatur in sehr guter Annäherung auf die gewünschten isothermen Bedingungen eingestellt werden kann.

Die nachstehenden tabellarischen Beispiele für einige Versuche zeigen die Betriebsergebnisse bei wechseln-

den Bedingungen in einem Einstufenreaktor unter Verwendung von Luft als Sauerstoffquelle. Die gesamte Luft wurde mit dem Wasserdampf vermischt

Tabelle !! Beispiel 1 Beispiel 2

Versuch Nr.	27
Versuchsdauer in Std.	1,5
Durchschnittstemperatur des eingeleiteten Ausgangs	440
materials, ⁰C
Durchschnittliche Temperatur des austretenden Gases, ⁰C	616
Eingangsdruck, atü	1
Wasserdampf, g/Std.	733,0
Athylbenzol, g/Std.	1593
Luftströmung, cmVMin.	1500
Molverhältnis Sauerstoff/Äthylbenzol	035:1
Mofverhältnis Dampf/Äthylbenzol	27,1 :1
Flüssiges Produkt, g/Std.	131,6
Austretendes Gas, Mol/Std.	4,69
Analyse des flüssigen Produkts; Gewichtsprozent
Benzol	3,18
Toluol	639
Äthylbenzol	1579
Sityrol	7254
Methylcyclohexan	0,03
Diäthylbenzol	0.14
Analyse des austretendes Gases: Molprozent
CO2	13,1
O2	0.2
CO	03
H2	263

35 1,5
495

610

640

302

600

0,11

123:1

271

3,63

172

4,09

283

6336

0,04

0,11

XOS 1,0 1,1 53,7

Beispiel 3

42-2 2,08 500

692

0,21

489

337

1200

0,20:1

83:1

289

5,11

235

337

27,6

64^4

0,04

0,11

93 <V2 0,1

M μ' it

787

18 07	7	Fortsetzung	666	8	Beispiel 3
			1,8
CH4		Beispiel 2	1,5
C2H4	Beispiel 1	0,5	43,9
Nz	0,5	1,4
C2H6	0,9	31,4
Ausbeuten: Molprozent	59,0	_	87,4
Styrol	_		4,5
Benzol		88,3	5,4
Toluol	81,3	3,2	73,6
Umwandlungsgrad: %	4,8	6,3
Tabelle III	8,0	72,3	Beispiel 6
	85,5		83
Versuch Nr.		Beispiel 5	6,57
Versuchsdauer in Std.	Beispiel 4	75	662
Durchschnittstemperatur des eingeleiteten Ausgangs	47-2	23,55
materials, °C	2,0	633	626
Durchschnittliche Temperatur des austretenden Gases, "C	495		0,14
Eingangsdruck, atü		610	1066
Wasserdampf, g/Std.	637	0,42	699
Äthylbenzol g/Std.	0,21	1089	899
Luftströmung cmVMin.	481	726	0,075 :1
Molverhältnis Sauerstoff/Äthylbenzol	349	1959	9,0:1
Molverhältnis Dampf/Äthylbenzol	600	0,15 :1	694
Flüssiges Produkt, g/Std.	0,10:1	8.8:1	5,8
Austretendes Gas, Mol/Std.	8,1 :1	658:
Analyse des flüssigen Produktes: Gewichtsprozent	331	13,:?	1,8
Benzc!	3,88		23
Toluol		2,5	44,6
Äthylbenzol	2,06	1,5	513
Styrol	2,98	35,0	—
Methylcyclohexan	29,8	61,0	—
Diäthylbenzol	63,77	—
Analyse des austretenden Gases: Molprozent	0,01	_	8,2
CO2	0,09		0,2
O2		13,4	3.0
CO	8,6	0,1	60,1
H2	_	—	1,8
CH4	—	43,7	03
C2H4	61,2	2,0	26,1
Nz	1,9	1,0	0,1
C2H6	1,0	39,6
Ausbeute: Molprozent	27,4	0,2	90,1
Styrol	Spuren		4,2 '
Benzol		87,6	4,6
Toluol	90,2	4,8	56,5
Umwandlungsgrad: %	3,9	2,4
4,7	67,0
71,1

Die angegebenen sechs Beispiele sind willkürlich aus etwa 90 Versuchen ausgewählt, um die Ergebnisse bei der Änderung der Sauerstoffzugabe, der Temperatur und der Wasserdampf-Kohlenwasserstoff-Verhältnisse zu zeigen. Sie zeigen einen sehr hohen Umwandlungsgrad bei hohen Ausbeuten und verbesserter Wirtschaftlichkeit In jedem Fall erkennt man, daß praktisch der gesamte Sauerstoff verbraucht ist obgleich der Wasserstoffgehalt in den Reaktionsprodukten als Folge seiner Verbrennung, um isotherme Bedingungen bei der gewählten Temperatur aufrechtzuerhalten, schwankt Die höchste Styrolausbeute wurde in Beispiel 4 gefunden, bei dem die Umwandlung immer in Anwesenheit einer größeren Menge Wasserstoff durchgeführt wurde.

Das Verfahren hat noch weitere ausgeprägte

SS Vorteile. Die eingeführte Menge Sauerstoff wird so geregelt daß nicht nur die progressive Abkühlung des

Reaktionsgemisches ausgeglichen wird, sondern auch

die Ausbildung von übermäßig hohen Temperaturen, die zu verminderten Ausbeuten und schädlichen Nebenprodukten führen, vermieden wird. Das Ergebnis ist ein kontinuierlicher Betrieb mit hohen Ausbeuten, das heißt eine äußerst wirtschaftliche Umsetzung. Als ein Faktor zur Aufrechterhaltung idealer isothermer

Bedingungen für die Umsetzung bewirkt der Sauerstoff

eine Verbrennung einiger Reaktionskomponenten.

Durch Verbrennung des restlichen Kohlenstoffes

werden dessen Abscheidungen auf dem Katalysator und im Reaktor entfernt; andererseits hat die Verbrennung

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eines Teils des eingesetzten Kohlenwasserstoffes eine kaum merkliche Wirkung auf die Styrolausbeute.

Die Verbrennung eines Teils des Wasserstoffes in Gegenwart des Eisenoxydkatalysators erzeugt zusätzliches Wasser, d. h. einen erwünschten Reaktionsteilnehmer, der bereits im Reaktionsgemisch vorhanden ist.

Da durch die Verbrennung des Wasserstoffs sein Anteil im Reaktionsgemisch herabgesetzt wird, wird das chemische Gleichgewicht zugunsten einer höheren Styrolausbeute verschoben. Die ausgewählte Temperatur im angegebenen Bereich ist so hoch, daß die bekannte Wassergasreaktion, die durch das Eisenoxyd katalysiert wird, stattfinden kann, wodurch das Katalysatorbett frei von allen Kohlenstoff- oder Teerabscheidungen bleibt; alle Zersetzungsprodukte des Äthylbenzols werden in kleine Mengen Kohlendioxyd und zusätzlichen Wasserstoff umgewandelt.

Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß bei den bekannten Verfahren mit Eisenoxydkatalysatoren, bei denen der Wasserdampf die einzige Wärmequelle für die Dehydrierung ist, ein verhältnismäßig hohes Wasserdampfvolumien, d.h. mindestens 12—18 Teile (gewöhnlich mehr) Wasserdampf auf einen Teil Athylbenzol erforderlich ist, um einen Umwandlungsgrad von 35—50% zu erreichen und eine Vergiftung de; Katalysator zu verhindern. Die einzige bekannte Alternative zur Regelung der Reaktionstemperatur wai die Verwendung von sehr aufwendigen Heizeinrichtun gen für den Reaktor. Erfindungsgemäß brauchen nur * Mol Wasserdampf auf ein Mol Athylbenzol zugesetzt zi werden, damit die gleiche oder eine bessere Umwandlung als bei den bekannten Verfahren erzielt wird vorzugsweise werden jedoch mindestens 5 bis 10 Mo Wasserdampf auf ein Mol Athylbenzol zugesetzt Deshalb können kleinere und wirtschaftlicher gebaut« Anlagen verwendet werden. Die Anlagen sind deshalb wirtschaftlicher, weil sie zur Aufnahme des verminder ten Gasvolumens bei einer guten Wärmebilanz kleinei sein können, und weil sie einfacher gebaut sein können da keine besonderen Heizflächen zur Aufrechterhaltunj der Temperatur nötig sind.

Für den Fachmann liegen zahlreiche Abwandlunger auf der Hand. Die hier angegebenen Beispiele unc Ausführungsformen der Vorrichtungen sollen nur al: Erläuterungen angesehen werden, wobei zahlreich Abwandlungen möglich sind, ohne daß vom allgemeiner Erfindungsgedanken abgewichen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Styrol durch katalytische Dehydrierung von Äthylbenzol, bei dem Äthylbenzol, Wasserdampf und ein sauerstoffhaltiges Gas in Gegenwart eines üblichen, Eisenoxyd enthaltenden Katalysators miteinander in Berührung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung unter Aufrechterhaltung eines annähernd isothermen Temperaturprofils, bei einer Temperatur von etwa 480 bis 730⁰C und einem Druck von nicht über 3 atm durchführt, den Wasserdampf in Mengen von etwa 4 bis 30 Mol je Mol Äthylbenzol und das sauerstoffhaltige Gas in Mengen von etwa 0,01 bis 1 Mol Sauerstoff je Mol Äthylberuol verwendet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wasserdampf in Mengen von etwa 5 bis 10 Mol je Mol Äthylbenzol verwendet

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man auf 1 Mol Äthylbenzol etwa 0,04 bis 0,32 Mol Sauerstoff verwendet.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysator in Form eines im Reaktor angeordneten Festbettes verwendet.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens einen Teil des sauerstoffhaltigen Gases mit dem Wasserdampf vermischt, bevor man es mit dem Äthylbenzol in Berührung bringt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß man einen ersten Teil des sauerstoffhaltigen Gases in das Eintrittsende des Reaktors, und einen zweiten Teil des sauerstoffhaltigen Gases an einer Zwischenstelle des Weges des Reaktionsgemisches durch das Festbett einleitet

7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysator in Form eines Festbettes in zwei hintereinandergeschalteten Reaktoren anordnet und das sauerstoffhaltige Gas mindestens einem der Reaktoren zuführt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß man den Wasserdampf und das Äthylbenzol in den ersten Reaktor und das sauerstoffhaltige Gas in beide Reaktoren einleitet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des in den zweiten Reaktor eingeleiteten sauerstoffhaltigen Gases größer ist als die Menge des in den ersten Reaktor eingeleiteten Gases.