DE1812734C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Dehydrierung von alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, insbesondere auf die Umwandlung von Äthylbenzol in Styrol.

Styrol ist ein in der Technik sehr gut bekanntes Material mit einer Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten; es wird zum Beispiel zur Herstellung von Polystyrolkunststoffen, Styrol-Butadien-Latex und anderen polymeren Produkten verwendet. Gewöhnlich wird es durch katalytische Dehydrierung von Äthylbenzol hergestellt. In der Praxis wird gewöhnlich flüssiges Äthylbenzol verdampft, überhitzt und zusammen mit überhitztem Dampf durch einen Dehydrierungsreaktor geleitet, der ein Bett aus einem geeigneten Katalysator enthält. Diese Dehydrierungsreaktion ist stark endotherm, und der beachtliche Temperaturabfall, von dem die Reaktion begleitet ist, hat die Wirkung, daß die Ausbeute niedriger wird. Unter Ausbeute versteht man das Molverhältnis zwischen dem im Produkt erscheinenden Styrol und dem in den Reaktor eintretenden Äthylbenzol, multipliziert mit einem Faktor von 100. Um den vorstehend angegebenen Tetnperaturabfall auszugleichen und um eine geeignete Ausbeute zu erzielen, wird den Reaktionsteilnehmern oder der Dehydrierungsanlage direkt oder indirekt soviel Wärme zugeführt, daß die Temperatür des Gemisches im Bereich von 550 bis 660° C gehalten wird.
> Bisher war es üblich, die Dehydrierungsreaktoren aus legierten Stählen mit einem sehr geringen bis gar keinem Nickelgehalt herzustellen (vgl. z. B. Boundy-Boyer, Styrene, N. Y. 1952, S. 37; Chemical Engineering Progress, Bd. 44, S. 276). Diese Praxis hatte ihren Grund ίο darin, daß die Anwesenheit des Nickels eine Spaltung des eingesetzten Kohlenwasserstoffes zu unerwünschten Produkten begünstigt und zu einer Kohlenstoffbildung, einer verminderten Styrolausbeute, einer Desaktivierung des Katalysators und gegebenenfalls zu einer Verstopfung des Katalysatorsystems führt. Die Verwendung von legierten Stählen ohne Nickel führte jedoch zu aufwendigeren Dehydrierungsanlagen, da die zulässigen Belastungen für derartige Stähle bei den während des Verfahrens auftretenden hohen Temperaturen ziemlich niedrig sind. Insbesondere sind für die druckfesten Hüllen der Reaktoren große Stärken erforderlich, die in Verbindung mit den schlechten mechanischen Eigenschaften der nickelfreien legierten Stähle eine Verarbeitung erschweren und die Anlagekosten stark erhöhen. So ist aus der US-PS 32 62 983 ein Reaktor zur Umsetzung von Äthylbenzol mit Dampf zu Styrol bekannt, dessen Wandung aus zwei miteinander metallurgisch verbundenen Stählen unterschiedlichen Nickelgehalts besteht, wobei der innere Stahl einen ίο geringeren Nickelgehalt aufweist. Eine derartige Ausbildung von Reaktoren ist jedoch infolge des metallurgischen Verbindens verschiedener Stähle unterschiedlichen Nickelgehalts kostspielig.

Eine weitere Schwierigkeit mit legierten Stählen ohne Nickel besteht darin, daß sie leicht zu metallurgischen Veränderungen neigen, wenn sie größeren Temperaturschwankungen ausgesetzt werden, z. B. wenn die Anlage abgekühlt wird.

Der allgemeine Zweck der Erfindung besteht darin, eine wesentliche Verbesserung des Standes der Dehydrierungstechnik von alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffen zu schaffen.

Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahrer, und eine neue Vorrichtung zur Dehydrierung von alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie Äthylbenzol, vorzusehen, wodurch die vorstehend angegebenen Nachteile überwunden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

I. das Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial und den Wasserdampf als Wärmeträger in einer ersten katalysatorfreien Kammer aus einem legierten Stahl mischt, der praktisch nickelfrei ist oder einen Nickelgehalt von nicht mehr als 0,75% aufweist, und einen Teil des Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials in dieser Kammer dehydriert und
II. das resultierende Gemisch aus Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial, Wasserdampf und Dehydrierungsprodukten durch eine zweite, unter Verwendung von nickelhaltigem legierten Stahl ausgebildete Kammer des Reaktionsgefäßes leitet, die den Katalysator enthält, und das Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial in dieser zweiten Kammer weiter dehydriert.

Ferner wird diese Aufgabe erfindiingsgemäß durch eine Vorrichtung aus verschiedenen legierten Stählen gelöst, die aus einem in bekannter Weise gestalteten

Reaktionsgefäß mit einem ringförmigen Katalysatorbett, einem das Katalysatorbett nach innen begrenzenden Zuleitungsrohr und einer das Katalysatorbett nach außen begrenzenden Wand mit je veils radialen Durchlässen für die strömenden Medien und einem Außenmantel besteht, wobei das Zuleitungsrohr aus einem legierten Stahl besteht, der praktisch nickelfrei ist oder einen Nickelgehalt von nicht mehr als 0,75% aufweist, und die Wand und der Außenmantel aus nickelhaltigem, legierten Stahl bestehen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zweckmäßig so ausgebildet, daß man das Reaktionsgemisch und die Produkte der Anfangsreaktion in radialer Strömung durch die Kammer mit dem Katalysator leitet.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in einem Dehydrierungssystem aus zwei oder mehr in der an sich aus der US-PS 33 26 996 bekannten Weise aufeinanderfolgenden erfindungsgemäßen Vorrichtungen durchgeführt werden, wobei zwischen den einzelnen Vorrichtungen bzw. Reaktoren Einrichtungen zum Transport und gegebenenfalls zum Erhitzen angeordnet sein können.

Die Verwendung von Stählen ohne Nickel mit einer geringen zulässigen Belastbarkeit in der Kammer, in der die Anfangsreaktion stattfindet, ist deshalb möglich, weil diese Kammer nicht den unter Druck stehenden Teil des Reaktionsgefäßes darstellt. Diese Ko^f struktion beruht auf der Beobachtung, daß eine Spaltung zu unerwünschten Nebenprodukten, eine stärkere Kohlenstoffbildung und andere nachteilige Wirkungen auf das Dehydrierungssystem nur auftreten, wenn die heißen, noch nicht umgesetzten alkylierten, aromatischen Verbindungen noch nicht oder nur teilweise mit Dampf vermischt mit den nickelhaltigen Stählen in Berührung kommen. Insbesondere beruht diese Konstruktion auf der Beobachtung, daß die gewöhnlich auftretenden nachteiligen Wirkungen ausgeschaltet werden können, wenn eine Berührung mit den nickelhaltigen Stählen erst dann stattfindet, nachdem das alkylierte, aromatische Ehsatzgut und der Wasserdampf miteinander vermischt wurden und die Dehydrierungsreaktion eingesetzt hat und so weit fortgeschritten ist, daß gasformiger Wasserstoff als ein Rpaktionsprodukt freigesetzt wurde.

Durch die Erfindung werder. neue und verbesserte Reaktoren zur Dehydrierung von alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, insbesondere von Äthylbenzol, vorgesehen, die sich durch einen hohen Durchsatz bei einem verhältnismäßig niedrigen Druckabfall, durch eine gleichmäßige Verteilung der Reaktionsteilnehmer, hohe Ausbeuten, eine größere Festigkeit, durch eine verhältnismäßig geringe bis gar keine metallurgische Verformung bei stärkeren Temperaturänderungen und durch niedrigere Baukosten auszeichnen.

Die vorstehend angegebenen Zwecke und Vorteile und das Wesen der Erfindung sind nachstehend noch näher in Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert. Dabei werden folgende Stahlqualitäten erwähnt:

	Cr(%)	Ni(%)	C(%)	Ti (%)	Rest
Serie 300 (vgl.	Handbook of	Huntington	Alloys, Int.	Nickel Co.,	Inc., 5. Aufl. 1970)
Typ 302	18	8	0,08-0.20		Eisen, geringe Mengen
					Verunreinigungen
304	19	9	0,08		desgl.
			(Max.)
321	18	10	0,10	4
	(Max.)	(Max.)	(Max.)	(Max.)

Serie 400 (vgl. US-PS 32 48 441 und Handbook of Huntington Alloys. Im Nickel Co, Inc., 5. Aufl. 1970)

Typ 403 11,5-13,0 - 0,15 1,00 Mn und 0,040 P

als Beispiel

In der Zeichnung bedeutet

Fig. 1 einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Reaktors gemäß der Erfindung und

Fig. 2 ein Fließschema einer Ausführungsform des neuen Verfahrens.

Der in Fig. 1 dargestellte Reaktor enthält eine zylindrische äußere Druckhülle 2 aus einem geeigneten nickelhaltigen legierten Stahl, z. B. aus einem austenitischen, korrosionsbeständigen Stahl der Serie 300. Das untere Ende der Hülle 2 ist mit einer öffnung versehen, in der ein Zuleitungsrohr 6 aus einem legierten Stahl ohne Nickel, z. B. einem korrosionsbeständigen Stahl der Serie 400, angebracht ist. Das innere Ende des Rohrs 6 ist durch ein Endteil 8 abgeschlossen, das ebenfalls aus dem gleichen korrosionsbeständigen Stahl ohne Nickel besteht. Der innerhalb der Hülle 2 angeordnete Teil des Rohres 6 ist mit einer Vielzahl von öffnungen 10 versehen, die so groß gewählt sind, daß eine optimale Strömung der fluidcn Reak'.ionsteilnehmer, die über die mit dem Rohr 6 verbundenen, nicht angegebenen

Leitungen in den Reaktor eingeführt werden, möglich ist.

Das Rohr 6 ist von einer konzentrisch angeordneten zylindrischen Wand 112 umgeben, die ebenfalls mit einer Vielzahl von öffnungen 14 versehen ist, deren Größe eine Optimalströmung der Reaktionsteilnehmer und der Reaktionsprodukte ermöglicht. Das untere Ende der Wand 12 ist an dem unteren Teil 4 der Hülle 2 befestigt. Das obere Ende der Wand 12 ist an einer Kopfplatte 16 befestigt. Die Kopfplatte 16, die die Wand 12 abdeckt, enthält keine öffnungen. Die Wand 12 und die Platte 16 können beide aus dem gleichen nickelhaltigen legierten Stahl wie die Hülle 2 hergestellt sein.

Bei dieser Konstruktion bilden die Wand 12, das Rohr 6 b.id der Teil der Bodenabdeckung 4. der sich zwischen dem Rohr 6 und der Wand 12 befindet, miteinander eine Kammer mit großem Volumen, die ein Bettt 11 eines Katalysators 24 in Teilchenforrn enthält. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die relativen Größen der Katalysatorteilchen und der

öffnungen im Rohr 6 und in der Wand 12 derart sind. daß die Teilchen nicht durch die öffnungen hindurchdringen können; alternativ können die öffnungen 10 und 14 wesentlich großer als die Katalysatorieilchcn sein, wenn sie mit einem feinmaschigen Sieb bedeckt sind, dessen öffnungen kleiner sind als die Katalysatorteilchen. Das Kopfende 26 der Hülle 2 trägt eine Austrittsöffnung, die mit einem Rohr 28 verbunden ist, das zum Transport der aus dem Reaktor austretenden Stoffe in einen anderen Teil der Anlage, zum Beispiel in einen weiteren Reaktor oder in einer Stufe zur Wiedergewinnung des Produktes, dient.

Selbstverständlich zeigt die Fig. 1 nur die wesentlichen Merkmale der Reaktorkonstruktion, und es können in der Praxis zahlreiche bekannte Baumerkmale und -einzelheiten bei dem Reaktor verwendet werden. Beispielsweise kann der Reaktor mit einer oder mehreren Einstiegsöffnungen versehen sein, wodurch ein Zutritt in das Reaktorinnere zur Kontrolle und zur Reparatur möglich ist. So zeigt die Fig.) am Kopfende 26 das Rohr 30 mit einer Einstiegsöffnung mit einem entfernbaren Deckel 32. Selbstverständlich können auch beliebige nickelhaltige Legierungen und korrosionsbeständige Stähle bzw. Kombinationen dieser Werkstoffe für die Reaktorwände und Kopfteile verwendet werden. Zum Beispiel können diese Teile des Reaktors in nichteinschränkender Weise aus einem oder mehreren korrosionsbeständigen Stählen der Typen 302, 304, 321 und 325 hergestellt werden. In ähnlicher Weise kann das Zuleitungsrohr 6 aus beliebigen legierten Stählen ohne Nickel hergestellt werden.

Bei einem Reaktor, der im allgemeinen wie nach Fig. 1 konstruiert und wie vorstehend beschrieben, hergestellt ist, werden alle eingeleiteten Reaktionsteilnehmer vollständig im zentralen Rohr 6 miteinander vermischt; auch die Anfangsreaktion findet dort statt. Da dieses Rohr aus Stahl ohne Nickel hergestellt ist, wird es durch die Reaktionsteilnehmer nicht nachteilig beeinflußt, und es treten keine Spaltungen als Nebenreaktionen sowie keine anderen schädlichen Einwirkungen auf die Dehydrierungsreaktion auf, wenn der Dampf und das alkylierte aromatische Einsatzgut noch nicht vollständig miteinander vermischt sind, wie es unmittelbar nach dem Einleiten der Reaktionsteilnehmer der Fall ist. Durch die anfängliche Dehydrierungsreaktion, die im Rohr 6 stattfindet, wird gasförmiger Wasserstoff als ein Reaktionsprodukt fre^;gesetzt. Die Produkte der Anfangsreaktion und die noch nicht umgesetzten Reaktionsteilnehmer ergeben keine nennenswerte Spaltung und nur eine geringe bis gar keine Kohlenstoffbildung, wenn sie mit der nickelhaltigen Wand 12, der Platte 16 oder der Hülle 2 in Berührung kommen.

Statt eines Reaktors kann man z. B. auch zwei hintereinandergeschaltete Reaktoren (A und B) verwenden. Die Menge des in den Reaktor A eingeleiteten Dampfes hängt von dem jeweiligen alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoff ab, der das Einsatzgut darstellt Im Falle von Äthylbenzol sind bei einer Umwandlung zu Styrol in einer Ausbeute von 50 — 60% etwa 10 — 20 Mol Dampf je Mol Äthylbenzol erforderlich. Die Betriebstemperaturen sind nicht besonders kritisch sondern können innerhalb eines gewissen Bereiches schwanken. So kann das Äthylbenzol-Dampf-Gemisch, das in den Reaktor A eingeleitet wird, eine Temperatur im Bereich von etwa 580 —660⁰C haben, während das aus dem Reaktor A abströmende Produkt eine Temperatur von etwa 550 — 610⁰C hat. Beim Durchgang durch einen Wärmeaustauscher kann das aus dem Reaktor A abströmende Produkt auf die gleiche bzw. auf eine höhere oder niedrigere Temperatur erhitzt werden als das Gemisch der Rcaktionsteil- -. nehmer, das dem Reaktor A zugeführt wird. Vorzugsweise ist die Eimrittstemperatur des in den Reaktor h eingeleiteten Kohlen wasserstoff-Dampf-Gemisches etwa die gleiche wie die Temperatur für den Reaktor A. Es können praktisch alle bekannten Dehydrierungs-

i.) katalysatoren zur Dehydrierung von alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffen gemäß der Erfindung verwendet werden. Bei diesen Katalysatoren handelt es sich um Ferrioxyd-, Kaliumoxyd-, Magnesiumoxyd-Ferrooxyd-Kaliumcarbonat-und Tonerde-K ieselsäure-Nik-

is kel-Katalysatoren. Diese Katalysatoren befinden sich in Betten mit einem Verhältnis zwischen Höhe und Tiefe (die Tiefe wird vom zentralen Rohr 6 bis zur zylindrischen Wand 12 gemessen) von etwa 5 :1 bis etwa 40 : 1, wobei das bevorzugte Verhältnis etwa 10 1 beträgt.

Das nachstehende Beispiel dient zur Erläuterung der bevorzugten Ausführungsform zur Herstellung von Styrol aus Äthylbenzol gemäß der Erfindung.

Beispiel

v> Zwei Reaktoren A und B mit der vorstehend angegebenen Bauweise werden in der in Fig. 5 dargestellten Weise miteinander verbunden. Das Austrittsrohr 28.4 des Reaktors A ist mit dem Zuleiliingsrohr 6ßdes Reaktors S über einen Wärmeaustauscher

is 34 verbunden. Der Wärmeaustauscher 34 und die Verbindungsrohre 28/4 und 6ß sind aus nickelhaltigen, legierten Stählen hergestellt. Es wird Wasserdampf, der überhitzt ist, durch eine Leitung 36 in den äußeren Teil des Wärmeaustauschers 34 geleitet und nach dem

_fu Wärmeaustausch mit dem aus dem Reaktor A strömenden Material durch eine Leitung 38 zum Zuleitungsrohr 6.4 geleitet, in dem es mit dem Äthylbenzol, das durch ein Zugaberohr 40 strömt vermischt wird. Das Endproduktgemisch verläßt den

4s Reaktor B durch das Austrittsrohr 28ß. In dem System nach F i g. 2 erfolgt die Umwandlung des Äthylbenzols in Styrol in beiden Reaktoren. Jeder Reaktor besitzt eir Katalysatorbett mit einem Verhältnis von Höhe zu Tiefe von etwa 10:1. Der Katalysator ist ein aktivierter Eisenoxydkatalysator mit einer durchschnittlichen Teil chengröße von etwa 3,2 mm. Das Äthylbenzol und der Dampf werden mit einer Relativgeschwindigkeit vor etwa 33kg/Std. bzw. lOOkg/Std. in den Reaktor A eingeleitet. Das durch die Leitung 40 eingeleitete

5_s Äthylbenzol hat eine Temperatur von etwa 550⁰C während der durch die Leitung 36 eingeleitete Wasserdampf eine Temperatur von etwa 682,5° C hat Das Wasserdampf-Äthylbenzol-Gemisch hat beim Eintritt in den Reaktor A eine Temperatur von etwa 642° C

no Das aus dem Reaktor A abströmende Produkt hat eine Temperatur von etwa 595° C; da es aber im Wärmeaustauscher 34 wieder aufgeheizt wird, hat es beim Eintriti in den Reaktor ßeine Temperatur von etwa 640⁰C. Da; aus dem zweiten Reaktor abströmende Produkt hat eine

f>5 Temperatur von etwa 617,5° C Dieses abströmende Produkt wird dann in ein an sich bekanntes Wiederge winnungssystem eingeleitet, in dem das Styrol wieder gewonnen wird.

In diesem zweistufigen System wird das eingesetzte Äthylbenzol bei Berührung mit dem festen Katalysatorbett im Reaktor A teilweise zu Styrol dehydrieri, während eine weitere Dehydrierung stattfindet, wenn das aus dem Reaktor A ausströmende Produkt durch s das Katalysatorbett im Reaktor B hindurchgeht. Der Gesamt-Umwandlungsgrad in Styrol, d. h. das Molverhältnis zwischen dem in Styrol umgewandelten Äthylbenzol in beiden Reaktoren und dem in den Reaktor A eingeleiteten Äthylbenzol, multipliziert mit dem Faktor 100, beträgt mehr als 50%.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf Styrol begrenzt, sondern umfaßt auch die Dehydrierung von anderen alkylierten, aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie Isopropylbenzol, Diäthylbenzol usw., unter is Bildung von unterschiedlicher! aromatischen Vinylkohlenwasserstoffen. Weiterhin kann die Anzahl der verwendeten Reaktoren schwanken, und es können mehr als zwei Reaktoren in einem System verwendet werden, vorausgesetzt, daß man für eine Erhitzung zwischen den einzelnen Stufen sorgt. Werden mehr als 2 Reaktoren verwendet, so wird die Temperatur des zuerst in das System eingeleiteten Dampfes so eingestellt, daß der gewünschte Temperaturanstieg für das von einem Reaktor zum anderen geleitete, abströmende Produkt erzielt wird. In der Praxis ist die Gesamtzahl der Reaktoren durch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens bestimmt.

Bei den hier beschriebenen Reaktoren können der Kohlenwasserstoff und der Wasserdampf vor dem ^o Einleiten in das Rohr 6 des Reaktors vorgemischt werden; sie können aber auch innerhalb des Rohres miteinander vermischt werden. Selbstverständlich können in jedem Fall die Reaktoren der nachfolgenden Stufe, z. B. der Reaktor ß, vollständig aus nickelhaltigen Stählen hergestellt sein. Selbstverständlich kann der Reaktor auch so konstruiert sein, daß das Einleitungsrohr 6 am oberen Ende und die Ableitung 28 am Boden angebracht sind. In diesem Fall würde man das System nach F i g. 2 so abändern, daß für eine Strömung der Reaktionsteilnehmer und Reaktionsprodukte nach unten anstatt nach oben gesorgt wird.

Ein Dehydrierungsreaktor mit der hier beschriebenen Bauweise hat zahlreiche Vorteile. Einmal handelt es sich um ein radiales Strömungssystem mit einem hohen Durchsatz bei einem verhältnismäßig niedrigen Druckabfall (etwa 0,035-0,07 at je Reaktor) zwischen dem Innenrohr 6 und der Außenhülle 2. Deshalb steht das Innenrohr 6 nicht unter Druck, und die Belastungen, denen es ausgesetzt ist, liegen innerhalb der Toleranzgrenzen für austenitische korrosionsbeständige Stähle ohne Nickelgehalt. Andererseits ermöglichen die höheren zulässigen Belastungsgrenzen und die größere Duktilität der nickelhaltigen Stähle, die zur Herstellung der Hülle und der Innenwand verwendet werden, Anlagen mit größerem Durchmesser und einer größeren Flexibilität bei Konstruktionseinzelheiten (mit entsprechenden Einsparungen für die Anlagekosten) als bei Verwendung von nickelfreien legierten Stählen für die gleichen Teile.

Die hier verwendeten Begriffe »nickelfreier legierter Stahl« und »legierte Stähle ohne Nickel« besehen sich auf legierte Stähle, die praktisch frei von Nickel sind bzw. einen Nickelgehalt von nicht mehr als 0,75% haben.

Weitere Abwandlungen und Abänderungen des hier beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtung kann der Durchschnittsfachmann leicht ermitteln. Deshalb soll die Erfindung alle Abänderungen, Abwandlungen und Alternativen, die in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, umfassen.

Vcrgleichsbeispicl

In der folgenden Tabelle werden die Verfahrensergebnisse eines erfindungsgemäßen Dehydrierungssystems mit den Verfahrensergebnissen anderer Dehydrierungssysteme verglichen. In allen Fällen wird die prozentuale Umwandlung als Verhältnis (x 100) des umgewandelten Äthylbenzols (Mol) zum in den ersten Reaktor eingesetzten Äthylbenzol (Mol) definiert. Die Anzahl der Mole des umgewandelten Äthylbenzols entspricht der Anzahl Mole des Ä.thylbenzols, das in den ersten Reaktor eingesetzt wurde, abzüglich der Anzahl Mole Äthylbenzol, das in Form der Reaktorendprodukte gewonnen wurde. Der prozentuale Wirkungsgrad wird als Verhältnis (x 100) des in den Produkten auftretenden Styrols (Mol) zum umgewandelten Äthylbenzol (Mol) ausgedrückt. Im allgemeinen werden höhere Umwandlungen zu Styrol auf Kosten eines kleineren Wirkungsgrades erzielt.

Die Anlage A der folgenden Tabelle ist erfindungsgemäß ausgebildet und wird erfindungsgemäß betrieben Bei dem Dehydrierungssystem handelt es sich um ein zweistufiges adiabatisches System mit einem indirekten mit Dampf betriebenen Wärmeaustauscher zwischen den beiden Stufen. Die Reaktoren gemäß der Erfindung weisen eine äußere Hülle aus rostfreiem Stahl vom Typ 300 und eine innere Vormischkammer aus rostfreiem Stahl vom Typ 400 auf. Die Reaktoren wurden mit einem Katalysator auf Basis von Eisenoxid beschickt und mit einer Einlaßtemperatur von 625° C und einer Auslaßtemperatur von 589° C betrieben.

Bei der Anlage B der folgenden Tabelle handelt es sich um ein bekanntes zweistufiges adiabatisches System mit einem indirekten mit Dampf betriebenen Austauscher zwischen den beiden Stufen. Die Reaktoren sind aus rostfreiem Stahl vom Typ 400 ausgebildet und weisen keine innere Vormischkammer auf. Die Reaktoren wurden mit einem Katalysator auf Basis vor Eisenoxid beschickt und bei einer Einlaßtemperatur vor 610⁰C und einer Auslaßtemperatur von 589° C betrie ben.

Die Anlage C der folgenden Tabelle ist entsprechend den Angaben der US-PS 33 26 966 ausgebildet und wurde entsprechend der aus dieser Druckschrift bekannten Lehre betrieben. Bei dem Reaktionssystem handelt es sich um ein zweistufiges adiabatisches System mit einem indirekten mit Dampf betriebenen Austauscher zwischen den beiden Stufen. Das Konstruktion material der Reaktormäntel ist nicht offenbart- Die Reaktoren wurden mit einem Dehydrierungskatalysatoi auf Basis von Eisenoxid beschickt. Das Reaktionssysterr wurde bei einer Einlaßtemperatur von 620°C und einei Auslaßtemperatur von 580° C betrieben.

Die Anlage D der folgenden Tabelle ist entsprechend den Angaben der US-PS 32 62 983 ausgebildet und wurde entsprechend der aus dieser Druckschrift bekannten Lehre betrieben. Bei dem Reaktionssysterr handelt es sich um ein einstufiges erhitztes Rohr ohne Katalysator. Das Rohr ist bimetallisch mit einer äußerer Wandung aus rostfreiem Stahl vom Typ 300 und einei inneren Wandung aus rostfreiem Stahl vom Typ 4OC ausgebildet Die Temperatur der Reaktionszone wurde bei 850° C gehalten.

Tabelle

Anlage A B

Umwandlung (%) 63,4 59,2 50,0 <31,6

Wirkungsgrad (%) 87,7 87,1 keine keine

Angabe Angabe

Aus den Werten der Tabelle ergibt sich, daß das erfindungsgemäße System (Anlage A) sowohl mit der höchsten Umwandlung als auch mit dem höchsten Wirkungsgrad arbeitet.

Hierzu 2 Malt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen durch katalytische Dehydrierung von alkylaromalischen Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Wasserdampf und einem Katalysator in einem Reaktionsgefäß aus verschiedenen Stählen unterschiedlichen Nickelgehalts, dadurch gekennzeichnet, daß man

1. das Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial und den Wasserdampf als Wärmeträger in einer ersten katalysatorfreien Kammer aus einem legierten Stahl mischt, der praktisch nickelfrei ist oder einen Nickelgehalt von nicht mehr als 0,75% aufweist, und einen Teil des Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials in dieser Kammer dehydriert und

II. das resultierende Gemisch aus Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial, Wasserdampf und Dehydrierungsprodukten durch eine zweite, unter Verwendung von nickelhaltigem, legierten Stahl ausgebildete Kammer des Reaktionsgefäßes leitet, die den Katalysator enthält, und das Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial in dieser zweiten Kammer weiter dehydriert.

2. Vorrichtung aus verschieden legierten Stählen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem in bekannter Weise gestalteten Reaktionsgefäß mit einem ringförmigen Katalysatorbettill), einem das Katalysatorbett nach innen begrenzenden Zuleitungsrohr (6) und einer das Katalysatorbett nach außen begrenzenden Wand (12,16)mit jeweilsradialen Durch!ässen(10,14) für die strömenden Medien und einem Außenmantel (2, 4, 26), wobei das Zuleitungsrohr (6) aus einem legierten Stahl, der praktisch nickelfrei ist oder einen Nickelgehalt von nicht mehr als 0,75% aufweist, und die Wand (12) und der Außenmantel (2, 4, 26) aus nickelhaltigem, legierten Stahl bestehen.