DE1917279B2 - Verfahren zur Herstellung eines vinylaromatischen Kohlenwasserstoffes durch katalytische Dehydrierung eines alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffes - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines vinylaromatischen Kohlenwasserstoffes durch katalytische Dehydrierung eines alkylierten aromatischen KohlenwasserstoffesInfo
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Description
Die Herstellung von vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen,
wie Styrol, durch rasches Hindurchleiten von alkylierten aromatischen Kohlenwasser-Itoffen
und Wasserdampf durch eine Katalysatorzone Ijei hohen Temperaturen ist allgemein bekannt. In der
Regel wird bei der Umsetzung nur ein Teil des Ausgangsstoffes
in den vinylaromatischen Kohlenwasseritoff übergeführt. Das Reaktionsprodukt wird im
Idlgemeinen durch Destillation in den Ausgangsstoff !Und den vinylaromatischen Kohlenwasserstoff aufgetrennt.
Die Dehydrierung eines alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffes ist eine stark endotherme Umletzung.
Daher ist die Menge an dehydriertem Kohlenwasserstoff von der Wärmemenge abhängig, die dem
Reaktor je Einheit an alkyliertem aromatischem Kohlenwasserstoff zugeführt wird. Bei den technischen
Verfahren sind im wesentlichen zwei Verfahren zu unterscheiden. Bei dem ersten Verfahren wird ein vorerhitztes
Gemisch aus alkyliertem aromatischem Kohlenwasserstoff und Wasserdampf durch den Katalysator
enthaltende Rohre geleitet, die zusätzlich von außen durch ein HeiznioJiüm, beispielsweise durch
Rauchgase, erhitzt werden. Die Reaktionstemperatur wird bei diesem Verfahren längs des Katalysatorbetts
auf etwa konstante Höhe gehalten. Die Herstellung der für dieses Verfahren erforderlichen Röhrenreaktoren
ist jedoch verhältnismäßig aufwendig, und die Reaktoren können nur in begrenzten Größen gebaut
"werden. Bei dem zweiten Verfahren wird die für die Umsetzung erforderliche Wärmemenge aus dem
Wärmeinhalt des Gemisches aus alkyliertem aromatischem Kohlenwasserstoff und Wasserdampf geliefert,
d. h., die Dehydrierung wird adiabatisch ausgeführt. Das Gemisch wird über ein fest angeordnetes
Katalysatorbett (Schachtofen) geleitet, an dem es sich mit zunehmendem Umsetzungsgrad abkühlt. Bei den
technisch ausgeübten Verfahren mit adiabatischer Reaktionsführung werden relativ hohe Wasserdampfmenger
von etwa 2 bis 3 kg je kg alkyliertem aromatischem Kohlenwasserstoff verwendet. Die Styrolausbeuten
betragen bei diesen Verfahren etwa 90%, bei einem Umsatz von etwa 38 %.
so Die Erhitzung des Gemisches aus alkyliertem aromatischem
Kohlenwasserstoff und Wasserdampf auf die Reaktionstemperatur kann entweder durch indirekte
Wärmeübertragung auf dieses Gemisch durch eine von außen beheizte Rohrwand oder durch direktes
as Zumischen von heißem Wasserdampf zum Ausgangskohlenwasserstoff
oder auch durch eine Kombination beider Methoden erfolgen. Bei den bekannten Verfahren
weist der für die Zumischung verwendete überhitzte Wasserdampf Temperaturen zwischen 650 und
800=C, vorzugsweise zwischen 725 und 775°C, auf.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1 169 918 ist es bekannt, einen alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoff
unter Verwendung von mehreren in Reihe geschalteten Katalysatorbetten in der Weise zu dehydrieren,
daß man nur einen Bruchteil einer vorbestimmten Gesamtmenge an überhitztem Wasserdampf
der Beschickung mit alkyliertem aromatischem Kohlenwasserstoff vor dem Eintritt in jeden Reaktor zusetzt,
so daß die Gesamtmenge des zuzusetzenden überhitzten Wasserdampfs auf die Vielzahl der Reaktoren
verteilt wird. Bei diesem Verfahren werden zwar bei einmaligem Durchsatz des zu dehydrierenden
Kohlenwasserstoffs durch die in Reihe geschalteten Reaktoren Umsätze bis zu etwa 50% erreicht. Aber
auch bei diesem Verfahren sind relativ hohe Wasserdampfmengen
erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines vinylaromatischen
Kohlenwasserstoffes durch katalytische Dehydrierung eines alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffes
mit mindestens zwei Kohlenstoffatomen in einer Seitenkette zu schaffen, das die Nachteile der bekannten
Verfahren nicht aufweist, durch rasches Hindurchleiten eines auf Reaktionstemperatur erhitzten Einsatzgemisches,
das durch Vermischen eines den alkylierten aromatischen Kohlenstoff und gegebenenfalls
Wasserdampf und gegebenenfalls den vinylaromatischen Kohlenwasserstoff enthaltenden vorerhitzten
Gemisches mit auf oberhalb der Reaktionstemperatur überhitzten Wasserdampf erhalten worden ist, durch
eine oder mehrere Katalysatorzonen.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst indem man das auf Temperaturen zwischen 400 und 620° C vorerhitzte
Ausgangsgemisch mit auf Temperaturen zwisehen 820 und 11000C überhitztem Wasserdampf in
weniger als 0,1 see zu einem Einsatzgemisch mit Temperaturen zwischen 550 bis 7000C vermischt und das
erhaltene Einsatzgemisch bei einer Verweilzeit zwi-
sehen Mischstelle und dem Eintrittsort in die Kataly- zonen, der Menge des Katalysators und der Reaksatorzone
von weniger als 0,2 see mit dem Katalysator tioiistemperaturen beträgt der Jmsatz im allge-
in Berührung bringt meinen 35 bis 60 %. Vorzugsweise wird das Verfahren
Nach dem Verfahren werden bei einem Durchsatz in der Weise durchgeführt, daß der Umsatz zwischen
bei sehr guten Ausbeuten Umsätze bis zu 60% erzielt. 5 40 und 50% liegt. Bei Verwendung mehrerer Kataly-Infolge
der Verwendung von auf Temperaturen zwi- satorschichten kann das Verhältnis der Umsätze in
sehen 820 und 11000C erhitztem Wasserdampf werden den einzelnen Katalysatorschichten zueinander innerwesentlich
geringere Wasserdanipfmengsn benötigt halb weiter Grenzen variieren. Im allgemeinen stellt
als nach den bekannten Verfahren. man in den einzelnen Schichten Umsätze vergleich-
Es war überraschend, daß nach dem neuen Verfahren iq barer Höhen ein. Die Umsätze in den einzelnen
Styrol in sehr guten Ausbeuten ohne die Bildung Schichten können sich aber auch beispielsweise um
größerer Teermengen oder anderer Nebenprodukte einen Faktor von etwa 2 bis 3 unterscheiden,
wie Benzol, Toluol oder von Gasen wie Kohlendioxid, Für das Verfahren werden im allgemeinen Reak-Kohlenmonoxid, Wasserstoff erhalten wird, da bei- tionstemperaturen zwischen 500 und 7000C, vorzugsspielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 1 109 164 15 weise 550 bis 6500C, angewendet
bekannt ist, daß bei der Vermischung des Äthylbenzols Für das erfindungsgemäße Verfahren wird Wassermit auf etwa 700 bis 80O0C erhitztem Wasserdampf dampf mit Temperaturen zwischen 820 und 11000C, dieses bereits teilweise auf Temperaturen erhitzt wird, vorzugsweise 850 bis 9500C und insbesondere 900 bis bei denen eine Pyrolyse eintritt, wodurch nicht nur die 9500C, eingesetzt. Dieser überhitzte Wasserdampf Ausbeute an Styrol vermindert, sondern auch größere 20 wird zur Herstellung des Einsatzgemisches mit einem Teermengen gebildet werden. Es war daher unerwartet, den alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoff und daß bei der Verwendung von auf Temperaturen zwi- gegebenenfalls Wasserdampf und gegebenenfalls den sehen 820 und 11000C erhitztem Wasserdampf diese vinylaromatischen Kohlenwasserstoff enthaltenden GeNachteile nicht auftreten. misch vermischt, das auf Temperaturen zwischen 400
wie Benzol, Toluol oder von Gasen wie Kohlendioxid, Für das Verfahren werden im allgemeinen Reak-Kohlenmonoxid, Wasserstoff erhalten wird, da bei- tionstemperaturen zwischen 500 und 7000C, vorzugsspielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 1 109 164 15 weise 550 bis 6500C, angewendet
bekannt ist, daß bei der Vermischung des Äthylbenzols Für das erfindungsgemäße Verfahren wird Wassermit auf etwa 700 bis 80O0C erhitztem Wasserdampf dampf mit Temperaturen zwischen 820 und 11000C, dieses bereits teilweise auf Temperaturen erhitzt wird, vorzugsweise 850 bis 9500C und insbesondere 900 bis bei denen eine Pyrolyse eintritt, wodurch nicht nur die 9500C, eingesetzt. Dieser überhitzte Wasserdampf Ausbeute an Styrol vermindert, sondern auch größere 20 wird zur Herstellung des Einsatzgemisches mit einem Teermengen gebildet werden. Es war daher unerwartet, den alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoff und daß bei der Verwendung von auf Temperaturen zwi- gegebenenfalls Wasserdampf und gegebenenfalls den sehen 820 und 11000C erhitztem Wasserdampf diese vinylaromatischen Kohlenwasserstoff enthaltenden GeNachteile nicht auftreten. misch vermischt, das auf Temperaturen zwischen 400
Für das Verfahren können fest angeordnete Kataly- 25 bis 62O0C, vorzugsweise 500 bis 6000C, vorerhitzt
satorschichten verwendet werden. Es ist jedoch auch worden ist. Das erhaltene Einsatzgemisch weist im
möglich, den Katalysator in einer Wirbelschicht anzu- allgemeinen Mischtemperaturen zwischen 550 bis
wenden. Die Reaktoren können auch noch Wärme- 7000C, vorzugsweise 570 bis 6500C, auf. Für das er-
austauschfiächen enthalten, durch die mit Hilfe eines findungsgemäße Verfahren werden je kg des alkylierten
Wärmeträgers, wie beispielsweise heißen Rauchgasen, 30 aromatischen Kohlenwasserstoffs zweckmäßig insge-
zusätzlich Wärme auf die Katalysatorzone übertragen samt 0,7 bis 2,0 kg, vorzugsweise 0,9 bis 1,5 kg und
wird. Vorzugsweise wird das Verfahren jedoch für eine insbesondere 0,9 bis 1,2 kg Wasserdampf verwendet.
Arbeitsweise angewendet, bei der die Reaktionswärme Man kann den erfindungsgemäß zu verwendenden
allein aus dem Wärmeinhalt des Einsatzgemisches ge- überhitzten Wasserdampf mit dem den alkylierten
liefert wird. 35 aromatischen Kohlenwasserstoff und gegebenenfalls
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens den vinylaromatischen Kohlenwasserstoff enthaltenden
besteht auch daiin, daß das Einsatzgemisch mehrere in vorerhitzten Gemisch vermischen, ohne daß dieses
Reihe geschaltete Katalysatorzonen durchläuft, wo- bereits Wasserdampf enthält. In der Regel enthält das
bei das jeweils eine Katalysatorzone verlassende Reak- vorerhitzte Kohlenwasserstoffgemisch bereits Wassertionsgemisch
vor dem Eintritt in die folgende Kataly- 4« dampf, und zwar im allgemeinen 5 bis 20 Gevvichtssatorzone
durch Vermischen mit dem auf oberhalb der prozent der insgesamt verwendeten Wasserdampf-Reaktionstemperatur
erhitzten Wasserdampf und bzw. menge.
oder durch indirekte Wärmezufügung auf Reaktions- Die Zeit zur Vermischung des überhitzten Wassertemperatur
gebracht wird. dampfes mit dem vorerhitzten Kohlenwasserstoff-Beispiele für die als Ausgangsstoffe zu verwendenden 45 gemisch beträgt weniger als 0,1 Sekunden, insbesonalkylierten
aromatischen Kohlenwasserstofie sind Iso- dere weniger als 0,04 Sekunden. Unter dieser Zeit ist
propylbenzol, Diäthylbenzol, Äthylchlorbenzol, Äthyl- die mittlere Verweilzeit der Mischung zwischen dem
naphthalin und insbesondere Äthylbenzol. Ort des Zusammentreffens der beiden Ströme und der
Für das Verfahren können die bekannten Dehy- Stelle zu verstehen, an der nahezu vollständiger Temdrierkatalysatoren
verwendet werden. Geeignete Kata- 5° peratur- und Konzentrationsausgleich erreicht ist.
lysatoren sind beispielsweise Eisenoxid-Chromoxid- Die Verweilzeit des so erhaltenen Gemisches zwischen
Kaliumoxid-Katalysatoren, Eisenoxid-Zinkoxid-Kaii- der Mischstelle und dem Eintrittsort der Mischung in
umoxid-Katalysatoren, Aluminiumoxid-Zinkoxid-Ma- die Katalysatorzone beträgt weniger als 0,2 Sekunden,
gnesiumoxid-Katalvsatoren (vgl. USA.-Patentschrift insbesondere weniger als 0,07 Sekunden.
3 335 197), Eisenoxid-Zinkoxid-Vanadiuinoxid-Alkali- 55 Falls das Einsatzgemisch mehrere in Reihe gechromat-Katalysatoren (vgl. deutsche Auslegeschrift schaltete Katalysatorzonen durchläuft, wird das 1 265 740), Zinkoxid-AIuminiumoxid-Calciumoxid- jeweils eine Katalysatorzone verlassende Reaktions-Magnesiumoxid-Alkalioxid-Katalysatoren (vgl. Oh- gemisch vor dem Eintritt in die folgende Katalysatorlinger-Stadelmann, »100Jahre BASF — zone wieder auf Reaktionstemperatur erhitzt. Dieses Aus der Forschung« [1965], S. 417) sowie chromfreie 60 Erhitzen kann beispielsweise durch indirekte Wärme-Eisen-Katalysatoren (vgl. polnische Patentschrift zuführung über einen Wärmeaustauscher erfolgen. 54 340). Für das Verfahren kommen auch die in In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie, wird jedoch das jeweils eine Katalysatorzone ver-3. Auflage, 1965, S. 466 bis 471, beschriebenen Dehy- lassende Reaktionsgemisch durch Zugabe von dem drier-Katalysatoren in Betracht. 55 erfindungsgemäß zu verwendenden überhitzten Was-
3 335 197), Eisenoxid-Zinkoxid-Vanadiuinoxid-Alkali- 55 Falls das Einsatzgemisch mehrere in Reihe gechromat-Katalysatoren (vgl. deutsche Auslegeschrift schaltete Katalysatorzonen durchläuft, wird das 1 265 740), Zinkoxid-AIuminiumoxid-Calciumoxid- jeweils eine Katalysatorzone verlassende Reaktions-Magnesiumoxid-Alkalioxid-Katalysatoren (vgl. Oh- gemisch vor dem Eintritt in die folgende Katalysatorlinger-Stadelmann, »100Jahre BASF — zone wieder auf Reaktionstemperatur erhitzt. Dieses Aus der Forschung« [1965], S. 417) sowie chromfreie 60 Erhitzen kann beispielsweise durch indirekte Wärme-Eisen-Katalysatoren (vgl. polnische Patentschrift zuführung über einen Wärmeaustauscher erfolgen. 54 340). Für das Verfahren kommen auch die in In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie, wird jedoch das jeweils eine Katalysatorzone ver-3. Auflage, 1965, S. 466 bis 471, beschriebenen Dehy- lassende Reaktionsgemisch durch Zugabe von dem drier-Katalysatoren in Betracht. 55 erfindungsgemäß zu verwendenden überhitzten Was-
Die Zahl der in Reihe geschalteten Katalysator- serdampf erhitzt. Von der insgesamt zu verwendenden
zonen beträgt im allgemeinen 1 bis 5, vorzugsweise 2 Menge von auf Temperaturen zwischen 820 und
bis 3. Je nach der Zahl der verwendeten Katalysator- 11000C erhitztem Wasserdampf werden vor den ein-
zelnen Katalysatorzonen vorzugsweise solche Teilmengen
zugemischt, daß das Verhältnis der Teilmenge vor einer Katalysatorzone zur Teilmenge vor der nachfolgenden
Zone zwischen etwa 0,5 bis 2, vorzugsweise 0,7 bis 1,5, liegt.
ι Die an der oder den Mischstellen zuzumischende
Wasserdampfmenge wird so gewählt, daß die gewünschte Mischtemperatur erreicht wird. Das Misch-Yerhältnis
hängt von den Temperaturen des überhitzten Wassert!ampfes und des den Ausgängskohlenwassustoff
enthaltenden Gemisches und von der Zusammensetzung des den Kohlenwasserstoff enthaltenden
Gemisches ab und läßt sich aus den Temprraturen und der Zusammensetzung leicht errechnen.
Die Vermischung des erfindungsgemäß zu verwendenden überhitzten Wasserdampfes mit dem den Ausgangskohlenwasserstoff
enthaltenden vorerhitzten Gemisch wird zweckmäßig in durchströmten Rohren
oder Mischkammern ausgeführt, die die erfindungsgemäß erforderliche lasche Vermischung ermöglichen.
Diese rasche Vermischung wird beispielsweise in der Weise durchgeführt, daß der überhitzte Wasserdampf
durch eine oder mehrere Düsen, beispielsweise 2 bis 5 Düsen, mit hoher Geschwindigkeit, z. B. einer Geschwindigkeit
bis zu 300 m/sec zentral oder tangential in das durch ein Rohr strömende, den Ausgangskohlenwasserstoff enthaltende Gemisch eingeleitet
wird. Hinter dieser eigentlichen Mischstel'e schließt
sich zweckmäßig eine Mischstrecke an, in der eine turbulente Strömung herrscht. Diese turb"lente Strömung
kann beispielsweise durch hohe Geschwindigkeiten, z. B. durch Geschwindigkeit von 5 bis
100 m/sec, durch rhien Gescnwk.digkeitsuntercebied
zwischen den zu jnrr-henden Strömen, z. B. einem
Verhältnis von 10:1 zwischen d.. ... Geschwindigkeiten
und bzw. oder durch zusätzliche Einbauten wie Blenden oder Umlenkkörper erreicht werden.
Die erfindungsgemäß einzuhaltende Verweilzeit des Einsatzgemisches zwischen der Mischstelle und dem
Eintrittsort der Mischung in die Katalysatorzone hängt im wesentlichen von der Gesch' 'idigkeit des Einsatzgemisch-Strornes
und der Länge der Strecke zwischen Mischstelle und dem Eintrittsurt in die Katalysatorzone
ab. Die zur einstellung üst Verweilzeit erforderliche
Geschwindigkeit und I finge der Strecke läßt sich in einfacher Weise, z. B. durch Berechnung, ermitteln.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch folgende Beispiele näher erläutert.
Über Leitung 1 (vgl. die beigefügte Eigur) werden stündlich eine auf 590" G vorerhitzte Mischung von
3,0 kg Äthylbenzol und. 0,46 kg Wasserdampf in ein Mischrohr 2 von 26 mm Durchmesser und* 130 min
Länge eingeleitet. Gleichzeitig Werden durch eine zentral angeordnete Düse, 3 von 8 mm Durchmesser
stündlich 0,76 kg Wasserdampf von 9000C über Leituüg
4 zugeführt. Nach Durchlaufen einer Mischstrecke, die einer mittleren Verweilzeit von 0,03 see
entspricht, sind über den Querschnitt des Mischrohres nur noch geringe Temperaturunterschiede von 2 bis
4° C festzustellen. Nach Verlassen des Mischrohres tritt das erhaltene Gemisch mit einer Temperatur von
640'C in eine Katalysatorschicht 5 ein. Die mittlere Verweilzeit des Gemisches zwischen der Mischdüse
und dem bintnttsort in die Katalysatorschicht beträgt
0,044 Sekunden. Die Katalysatorschicht wird von
ao Katalysatorkörnern von 5 mm Durchmesser und etwa 7 mm Länge gebildet, die eine Zusammensetzung von
88 Gewichtsprozent Fe2O3, 2 Gewichtsprozent Cr2O3
und 10 Gewichtsprozent K2O aufweisen. Das die erste Katalysatorzone verlassende Reaktionsgemisch hat
eine Temperatur von 57O0C. Es wird in ein zweites
Mischrohr 6 geleitet, dem durch eine zentral angeordnete Düse 7 1,04 kg je Stunde Wasserdampf von
900 C zugemischt werden. Das erhaltene Gemisch besitzt eine Temperatur von 630" C. Das Gemisch
durchläuft eine zweite Katalysatorzone mit dem gleichen Katalysator und kühlt sich dabei auf 58OCC
ab. Das Reaktionsgemisch durchläuft ein weiteres Mischrohr 9, wobei es durch Zugabe von 0,74 kg j:
Stunde Dampf von 900 C durch Düse 10 auf 617 C erhitzt wird, und die erhaltene Mischung wird danach
in eine dritte Katalysatorzone eingeleitet. Das die dritte Katalysatorzone verlassende Reaktionsgemisch
weist eine Temperatur von 58^C auf. Unmittelbar
vor dem Eintritt in die Mischrohre und die Kalahsator7onen
sowie nach dem Verlassen der dritten Katalysatorzone wurden dem Einsatz- bzw. dem
Reaktionsgemisch jeweils Proben entnommen, au*- denen nach dem Abkühlen eine K-ohlenwasserstoffschicht
für die gaschrornatographische Analyse abgetrennt wurde. Ebenfalls wurde die Menge der nich
kondensierbaren Gase (im wesentlichen Wasserstot und Kohlendioxid) gernessen. Die Ergebnisse sind 11
< der folgenden Tabelle zusammengestellt:
Probenahme
Vor 1. Mischrohr
Vor 1. Kontaktschicht
Vor 2. Mischrohr
Vor 2. Kontaktschicht
Vor 3. Mischrohr
Vor 3. Kontaktschicht
Nach 3. Kontaktschicht
Wie aus der Tabelle zu ersehen ist, werden bei der Vermischung von Äthylbenzol bzw. Äthylbenzol-Styrol-Gemischen
mit Wasserdampf von 900°C vor
dem Eintritt in die Katalysatorzone nur sehr geringe Die Dehydrierung wird in einer ähnlichen Apparatur
Mengen an Styrol gebildet. Außerdem entstehen in den wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführt. Als
Mischrohren praktisch keine Nebenprodukte. Bei 65 Mischstrecke wird ein Rohr von 20 mm Durchmesser
einem Gesamtumsatz von etwa 48% beträgt die Ge- und 150 mm Länge verwendet, in das fünf segmentsamtausbeute
an Styrol 93% der Theorie. Der Teer- förmige Blenden eingebaut sind, die 65% des freien
gehalt im Reaktionsaustrag liegt bei 0,12%. Rohrquerschnitts überdecken.
0 Styrol | % Benzol | el | „ Toluol | NL (iii< Kl Styrol |
0,10 | 0,11 | 0,13 | ||
0,50 | 0,13 | 0,14 | ||
18,65 | 0,23 | 0,43 | 340 | |
18,80 | 0,23 | 0,44 | 340 | |
33,38 | 0,4S | 0.S9 | 344 | |
33,67 | 0,49 | 0,90 | 346 | |
43,37 | 0,70 | 1,33 | 350 | |
B e i s ρ i | 2 | |||
α λ c n
Ort'dec Zuführung bzw. Messung
Zuführung von Temperatur 0C
. Zusammensetzungder Köhienwasserstoffschicht
Styrol I % Benzol
% Toluol
Vor 1. Mischrohr .·....
Nach 1. Mischrohr
Nach 1. Katalysatorschicht
Vor 2. Mischrohr
Nach 2. Mischrohr
Nach 2. Kontaktschicht ...
Vor 3. Mischrohr
Nach 3. Mischrohr
Nach 3. Kontaktschicht ...
Mischung vop. 3,0 kg/h
Äthylbertzöl und 0,3 kg/h Wasserdampf
0,74 kg/h Wasserdampf
0,84 kg/h Wasserdampf
1,12 kg/h Wasserdampf 580
950 640 570 950 630 570 950 637 600
0,18
0,50 18,65
18,84 36,55
36,76 48,27
0,11
0,13 0,23
0,25 0,65
0,68 0,87
0,12
0,14 0,43
0,45 1,15
1,18 1,95
Der Teergehalt im Austrag beträgt 0,20%, die Abgasmenge 355 Nl/kg Styrol, die Ausbeute an Styrol
92% der Theorie bei einem Gesamtumsatz von etwa 53%.
Die Dehydrierung wird in einer Apparatur wie im Beispiel 1 beschrieben jedoch an zwei Katalysatorschichten
durchgeführt.
Ort der Zuführung bzw. Messung
Zuführung von Temperatur 0C
Zusammensetzung der Kohlenwasserstoffschicht
% Styrol j % Benzol | % Toluol
Vor 1. Mischrohr
Nach 1. Mischrohr
Nach 1. Katalysatorschicht
Vor 2. Mischrohr
Nach 2. Mischrohr
Nach 2. Katalysatorschicht
Mischung von 6,0 kg/h
Äthylbenzol 1,2 kg/h Wasserdampf 2,7 kg/h Wasserdampf
3,0 kg/h Wasserdampf 550 950 650 570 900 636 575
0,10
0,52 25,28
25,62 45,18
0,10
0,17 0,45
0,49 0,70
0,12
0,15 0,68
0,72 1,41
Im Austrag werdci 0,15% Teer gefunden. Die Abgasmenge
beträgt 353 Nl/kg Styrol, die Ausbeute an Styrol 93% der Theorie bei einem Gesamtumsatz von
etwa 50%.
In einem Mischrohr wie im Beispiel 1 beschrieben, wird ein Gemisch von 1,6 kg/h Äthylbenzol und
©,4 kg/h Wasserdampf von 605° C mit 0,5 kg/h Wasserdampf
von 8 510C gemischt. Die Mischtemperatur beträgt
650° C. In der Kohlenwasserstoff schicht steigt der Gehalt an Styrol von 1,10 auf 2,04%, an Benzol
von 0,30 auf 0,50 % und an Toluol von 0,20 auf 0,28 %.
In der ersten Katalysatorschicht fällt die Temperatur auf 570°C; im zweiten Mischrohr werden
0,75 kg/h Wasserdampf von 900°C zugegeben. Das Reaktionsgemisch erreicht hierbei eine Temperatur
von 645°C und kühlt sich in der zweiten Katalysatorschicht auf 580° C ab. Schließlich werden in einem
dritten Mischrohr noch etwa 0,8 kg/h Wasserdampf von 900° C zugemischt und dabei eine Mischtempe-
ratur von 640° C erreicht. Nach der dritten Katalysatorschicht beträgt die Temperatur des Austrages
605° C. Nach Kondensation erhält man eine Kohlenwasserstoffschicht mit einem Styrolgehalt von 60%.
Die Ausbeute an Styrol beträgt 90% der Theorie bei
einem Gesamtumsatz von etwa 66 %.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 409521/411
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung eines vinylaromatischen
Kohlenwasserstoffes durch katalytische Dehydrierung eines alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffes
mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen in einer Seitenkette durch rasches Hindurchleiten
eines auf Reaktionstemperatur erhitzten Einsatzgemisches, das durch Vennischen
eines den alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoff und gegebenenfalls Wasserdampf und gegebenenfalls
den vinylaromatischen Kohlenwasserstoff enthaltenden vorerhitzten Gemisches mit auf
oberhalb der Reaktionstemperatur überhitztem Wasserdampf erhalten worden ist, durch eine oder
mehrere Katalysatorzenea, dadurch gekennzeichnet,
daß das auf Temperaturen zwischen 400 und 6200C vorerhitzte Ausgangsgemisch
mit auf Temperaturen zwischen 820 und 11000C überhitztem Wasserdampf in weniger als
0,1 Sekunden zu einem Einsatzgemisch mit Temperaturen zwischen 550 und 700° C vermischt und
das erhaltene Einsatzgemisch bei einer Verweilzeit zwischen Mischstelle und dem Eintrittsort in die
Katalysatorzone von weniger als 0,2 Sekunden mit dem Katalysator in Berührung gebracht wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des insgesamt verwendeten
Wasserdampfes 0,7 bis· 2,0 kg je kg des alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffs beträgt.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1917279A DE1917279B2 (de) | 1969-04-03 | 1969-04-03 | Verfahren zur Herstellung eines vinylaromatischen Kohlenwasserstoffes durch katalytische Dehydrierung eines alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffes |
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NL7004635A NL7004635A (de) | 1969-04-03 | 1970-04-01 | |
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BE748381D BE748381A (fr) | 1969-04-03 | 1970-04-02 | Procede de deshydrogenation catalytique d'un hydrocarbure aromatique alcoyle |
JP45027952A JPS501007B1 (de) | 1969-04-03 | 1970-04-03 | |
CA079,203A CA941849A (en) | 1969-04-03 | 1970-04-03 | Catalytically dehydrogenating alkylated aromatic hydrocarbons |
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