DE1920976B2 - Verfahren zur gesteuerten partiellen Oxidation von Aethylen zu Aethylenoxid - Google Patents

Verfahren zur gesteuerten partiellen Oxidation von Aethylen zu Aethylenoxid

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Description

Die technische Herstellung von Äthylenoxid erfolgt im allgemeinen durch Umsetzung von Äthylen mit molekularem Sauerstoff in Gegenwart eines Silberkatalysators in der Dampfphase. Das Silber ist gewöhnlich in feinteiliger metallischer Form auf oder in einem inerten Träger verteilt. Als Träger für diesen Zweck sind bereits Stoffe, wie Ton, Bauxit, Beiitonit, Kieselgur, Aktivkohle, Bimsstein, Siliciumdioxid und geschmolzenes Aluminiumoxid bekannt. Die Art und Weise, in der das Silber auf den Träger aufgebracht wird, und ihre Wirkung auf die Äthylenoxidproduktivität war bereits Gegenstand zahlreicher Untersuchungen. So ist in der US-PS 3 t 72 893 ein Aufbringverfahren beschrieben, bei dem die Oberflächen der Trägerteilchen durch Besprühen mit einer Aufschlämmung von gefälltem Silberoxid mit Silber überzogen werden. In der GB-PS 7 54 593 ist ein weiteres Verfahren zum Aufbringen von Silber angegeben, bei dem die Poren des Trägers durch Eintauchen des Trägers in eine wäßrige Silberlösung, anschließendes Trocknen und Reduktion zu metallischem Silber mit Silber imprägniert werden.
Die praktische Anwendung der beschriebenen Silberkatalysatoren war von unterschiedlichem Erfolg begleitet, trotz der genauen Steuerung der Reaktionsbedingungen, die das Äthylenoxidverfahren wegen seiner empfindlichen Natur erfordert. Untersuchungen haben gezeigt, daß die Ergebnisse häufig von der Art des Silberauftrags sowie von den Eigenschaften der verwendeten Träger abhängen, ohne daß sich daraus ein klarer Hinweis auf den Katalysatormechanismus ergab. Zu der offensichtlichen Komplexität des Mechanismus kommt noch hinzu, daß es generell erforderlich ist, die Katalysatoraktivität mit einem halogenierten Inhibitor, z. B. Äthylendichlorid, abzuschwächen. Dieses bildet im allgemeinen einen Teil der gasförmigen Mischung, mit der die Reaktionszone beschickt wird. Es stellt zwar im Verhältnis zu den Mengen an Äthylen und Sauerstoff, die während der Bildung von Äthylenoxid verbraucht werden, nur einen geringeren Anteil aber nichtsdestowenigereinen Kostenfaktor dar.
Der Nachteil, den die Verwendung eines halogenierten Inhibitors bei der Herstellung von Äthylenoxid darstellt, wird jedoch nicht nur durch diesen Kostenfaktor bedingt. Die Dosierung solcher Inhibitoren erfordert sehr genaue Überwachungs- und Regeleinrichtungen in Verbindung mit dem Aufwand, der notwendigerweise durch den Bedarf eines vermehrten technischen Personals bedingt ist, woraus sich Nachteile ergeben, die den reinen Kostenaufwand für den Inhibitor erheblich übertreffen. Durch die Anwesenheit eines halogenierten Inhibitors in dem Äthylenoxidverfahren wird ferner j notwendigerweise die Produktreinheit beeinträchtigt, so daß weitere Stufen zur Entfernung oder Abtrennung erforderlich sind. Auch die Verfahrenssteuerung wird im gewissen Ausmaß erschwert, da ein weiterer variabler Faktor in das System eingeführt wird. Von besonderer
κι Bedeutung ist jedoch die Tatsache, daß bei Anwesenheit eines halogenierten Inhibitors aufwendigere Werkstoffe erforderlich sind, die gegen die korrodierenden Eigenschaften des Inhibitors beständig sind. Auf die Verwendung von halogenierten Inhibitoren können
π weitere Nachteile zurückgeführt werden, z.B. die Notwendigkeit, Neutralisationsmaßnahmen anzuwenden, wenn hochreiner Sauerstoff zur Durchführung der Partialoxidation von Äthylen angewandt wird.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines
2(i verbesserten Verfahrens zur gesteuerten partiellen Oxidation von Äthylen zu Äthylenoxid, bei dem praktisch in Abwesenheit eines halogenierten Inhibitors gearbeitet werden kann, so daß die damit sonst verbundenen Nachteile nicht auftreten. Diese Aufgabe
2ri wird in der in dem Anspruch gezeigten Weise durch Einsatz eines besonderen Silberträgerkatalysators gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Katalysators, dessen Träger porös ist und einen in einen
«ι engen Bereich fallenden mittleren Porendurchmesser hat, entfällt der bisher universelle Zwang zum Einsatz halogenierter Inhibitoren, um die Aktivität solcher silberhaltiger Katalysatoren abzuschwächen oder in anderer Weise zu steuern. Bei diesen Katalysatoren
ij handelt es sich um »imprägnierte Katalysatoren«, d. h., der Katalysator wird durch Füllung der Poren des Trägers mit einer Silberlösung, aus der das gelöste Silber abgeschieden wird, hergestellt. Eine Erläuterung beispielhafter Methoden zur Herstellung solcher Kata-
■4(1 lysatoren findet sich in der obenerwähnten GB-PS 7 54 593.
Die Prinzipien, die der Erfindung zugrundeliegen, sind komplex, und die einzelnen Zentren, die die verschiedenen Reaktionswege der Äthylenoxidation katalysieren,
4r> sind nicht genau bekannt. Theoretisch zeigen einige Katalysatorzentren Aktivität für die Bildung von Äthylenoxid aus Äthylen, während andere Aktivität für die Bildung von Kohlendioxid aus Äthylen aufweisen. Es kann ferner angenommen werden, daß es Katalysator-
>() Zentren gibt, die die weitere Oxidation von Äthylenoxid zu Sauren, Aldehyden und Kohlendioxid bewirken. Das Bild wird durch die Tatsache weiter kompliziert, daß brauchbare Reaktionsgeschwindigkeiten und Umsätze hohe Temperaturen bedingen, während niedere Tempe-
V) raturen die Selektivität zu Äthylenoxid begünstigen. Normalerweise werden so hohe Reaktionstemperaturen angewandt, daß ein brauchbarer Äthylenumsatz erzielt wird, während in dem Kreislaufgas ein halogenierter Inhibitor, z. B. Äthylendichlorid verwen-
w) det wird, um solche Katalysatorzentren, die unerwünschte Aktivität, z. B. Aktivität für die Bildung von Kohlendioxid aufweisen, selektiv zu vergiften. Eine Beschränkung durch theoretische Erläuterungen ist zwar nicht beabsichtigt, es scheint jedoch, daß
br> Katalysatorzentren mit unerwünschter Aktivität durch die homogenere Verte lung von Silber auf ein Minimum beschränkt werden, die durch dessen Abscheidung auf einen porösen Träger erreicht wird, in dem ein
beträchtlicher Anteil der Poren Durchmesser aufweisen, die in einen definierten Bereich fallen, und in dem der durchschnittliche Porendurchmesser in einem engen Bereich liegt.
Ein Träger für die erfindungsgemäßen Zwecke kann als porös angesehen werden, wenn er eine minimale scheinbare Porosität von etwa 30% aufweist. Es wird darauf hingewiesen, daß die scheinbare Porosität nach der Quecksilberporosimetermethode bestimmt werden kann, die von Drake und Ritter in »The Analytical Edition of Industrial Engineering Chemistry«, Dd. 17, S. 787 (1945) beschrieben worden ist.
Als »beträchtlicher Anteil der Poren« kann ein Anteil angesehen werden, der mindestens etwa 90% der gesamten Poren des Trägers umfaßt. 1 ■;
Ein »begrenzter Bereich von Porendurchmessern« im erfindungsgemäßen Sinne ist ein Porendurchmesserbereich, der höchstens etwa 30 Mikron umfaßt. Porendurchmesser können mit Hilfe der B.ET.-Stickstoffadsorptionsmehode, die von Brunauer, Emmett und Teller in »The Journal of the American Chemical Society«, Bd. 60, S. 309 (1938) beschrieben worden ist, und der Gurvicha-Gleichung, die in »The Journal of the Russian Physical Chemical Society«, Bd. 47, S. 805 (1915) angegeben ist, bestimmt werden. So wird der mittlere 2r> Porendurchmesser nach der Gurvicha-Gleichung definiert durch das Verhältnis des mit Hilfe der Quecksilberporosimetermethode bestimmten Porenvolumens zu der mit Hilfe der B.E-T.-Stickstoffadsorptionsmethode bestimmten Porenoberfläche.
Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß der »mittlere Porendurchmesser« eine solche Größe hat, daß in der Praxis weder eine zu niedere noch eine zu hohe Diffusionsgeschwindigkeit auftritt. Wenn alle anderen Faktoren gleich sind, hat eine zu niedere π Diffusionsgeschwindigkeit eine schlechte Selektivität zu Äthylenoxid zur Folge, während sich eine zu hohe Diffusionsgeschwindigkeit in einer schlechten Katalysatoraktivität auswirkt. Es wurde gefunden, daß ein mittlerer Porendurchmesser von 4 bis 10 μ in Verbindung mit den oben angegebenen Eigenschaften des Katalysatorträgers eine Diffusionsgeschwindigkeit ermöglicht, die die optimale Kombination von Äthylenoxidselektivität und Katalysatoraktivität ergibt, ohne daß ein halogenierter Inhibitor verwendet werden muß. 4r>
Das vorliegende Äthylenoxidverfahren kann in der Praxis mit einem erheblichen Grad an Flexibilität durchgeführt werden. Das Verfahren kann mit den üblichen Produktivitätswerten bei erheblich verminderten Reaktionstemperaturen betrieben werden. Ein w solcher Betrieb kann notwendig sein, wenn eine maximale Betriebsdauer ein bestimmter Faktor ist. Andererseits kann eine beträchtlich höhere Produktivität erreicht werden, ohne daß übliche Betriebstemperaturen überschritten werden. «
Der Katalysatorträger kann im allgemeinen aus jedem porösen inerten Material bestehen, das keinen nachteiligen Einfluß auf die katalytische Reaktion, in der es verwendet wird, ausübt. Geeignete Träger für die katalytische Oxidation von Äthylen zu Äthylenoxid sind wi daher beispielsweise «-Aluminiumoxid, Siliciumcarbid, geschmolzenes Aluminiumoxid und Mischungen aus Aluminiumoxid und Siliciumdioxid. Der Träger enthält zweckmäßig 90 Gew.-% a-Aluminiumoxid oder mehr und 1 bis 6 Gew.-% Siliciumdioxid. Bevorzugte Träger t» enthalten 90 Gew.-% «-Aluminiumoxid oder mehr, 1 bis 6 Gew.-% Siliciumdioxid und 0,1 bis 0,4 Gew.-% Bariumoxid.
Bezüglich ihrer Form können die Träger als Pellets mit linearen Abmessungen und Durchmessern beschrieben werden, die zweckmäßig im Bereich von 3,18 bis 7,94 mm liegen und fast jede geometrische Gestalt haben können. Aus Gründen der Einfachheit wird ihre Gestalt zweckmäßigerweise als zylindrisch, spheriodal oder sphärisch bezeichnet. Bekanntermaßen können technologische Faktoren, zum Beispiel Fähigkeit zu gleichmäßiger Packung, mechanische Festigkeit, Druckabfall und Stabilität die Wahl der geometrischen Konfiguration beeinflussen. Deshalb können für die erfindungsgemäßen Zwecke kompliziertere Konfigurationen, zum Beispiel Sättel und Ringe, erforderlich sein.
Die Katalysatorträger werden wie folgt hergestellt: Der Träger, zum Beispiel Teilchen aus hochreinem Aluminiumoxid, das vorzugsweise in der alpha-Aluminiumoxidphase vorliegt, wird gründlich mit zeitweiligen und dauerhaften Bindemitteln gemischt Die zeitweiligen Bindemittel sind thermisch zersetzbare organische Verbindungen mit mäßigem bis hohem Molekulargewicht (d. h. Molekulargewichten über etwa 250) und ergeben bei der Zersetzung die Porenstruktur des Trägers. Die permanenten oder dauerhaften Bindemittel sind anorganische tonartige Stoffe mit Schmelztemperaturen unterhalb der Schmelztemperatur des Aluminiumoxids und haben die Aufgabe, dem fertigen Träger mechanische Festigkeit zu verleihen. Siliciumdioxid und Bariumoxid können ebenfalls in Mengen zugesetzt werden, die zur Erzeugung eines fertigen Trägers mit der gewünschten Zusammensetzung ausreichen. Nach gründlichem trockenen Vermischen wird die Mischung mit so viel Wasser versetzt, daß eine pastenartige Masse entsteht. Hierauf werden aus der Paste durch übliche Maßnahmen, zum Beispiel durch Extrudieren mit hohem Druck, Granulieren oder andere keramische Formverfahren, die Katalysatorträgerteilchen geformt. Die Teilchen werden getrocknet und anschließend bei höheren Temperaturen im Bereich von 1200 bis 15000C gebrannt.
Während des Brennens werden die zeitweiligen Bindemittel thermisch zu Kohlendioxid und Wasser zersetzt und verflüchtigt, und sie hinterlassen dadurch Hohlräume in der Trägermasse. Diese Hohlräume bilden die Porenstruktur des fertigen Trägers. Zu geeigneten zeitweiligen Bindemitteln gehören Stoffe wie die Cellulosen und substituierten Cellulosen, zum Beispiel Cellulose selbst, Methylcellulose, Äthylcellulose und Carboxyäthylcellulose, Stearate, wie die organischen Stearinsäurester, zum Beispiel Methyl- oder Äthylstearat, Wachse und ähnliche Stoffe. Mit fortschreitender Brenndauer erreicht die Temperatur den Punkt, bei dem das permanente Bindemittel (anorganischer Ton, zum Beispiel die Kaoline oder die sogenannten Ball-CIays-Tone, die gute Plastizität und starke Bindekraft aufweisen, hoch feuerfest sind und weiß oder cremfarben gebrannte Produkte ergeben) schmilzt. Der Katalysatorträger wird dann abkühlen gelassen. Während des Abkühlens wird der permanente Binder hart und wirkt als Zement, der die Katalysatorträgerteilchen verbindet und dadurch dem Träger mechanische Festigkeit verleiht und die Erhaltung der Porenstruktur gewährleistet.
Nach der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise lassen sich leicht Katalysatorträger mit den gewünschten Eigenschaften herstellen. Die Steuerung der Porengröße, Porengrößenverteilung und Porosität läßt sich ohne weiteres in bekannter Weise durch geeignete Einstellung der Größe der eingesetzten Aluminiumoxid-
teilchen und der Teilchengröße und Konzentration des zeitweiligen und des permanenten Bindemittels in der Ausgangsmischung erreichen. Je höher die Teilchengröße der eingesetzten Aluminiumoxidteiichen ist, desto höher ist die Porosität des fertigen Katalysators. Je einheitlicher die Größe der Aluminiumoxidteiichen ist, desto gleichmäßiger wird die Porenstruktur. In ähnlicher Weise wird durch Erhöhung der Konzentration des zeitweiligen Bindemittels auch die Gesamtporosität des fertigen Katalysatorträger erhöht
Wie erwähnt, sind die obigen Träger zur Herstellung von imprägnierten Äthylenoxidkatalysatoren statt von überzogenen Katalysatoren gedacht Die Imprägnierung kann zweckmäßig durch Einlegen des Trägers in eine Silberlösung, zum Beispiel eine wäßrige Lösung von Silbernitrat oder Silberlactat erfolgen, fm wesentlichen wird die Lösung mit dem darin eingetauchten Träger erhitzt, zweckmäßig zum Sieden, damit eine Entgasung des Trägers erzielt und seine vollständige und gleichmäßige Imprägnierung gewährleistet wird. Der imprägnierte Träger kann dann aus der überschüssigen Lösung entfernt und sorgfältig und langsam getrocknet werden.
Abgeschiedenes Silbersalz wird hierauf in eine katalytisch aktive Form übergeführt, z. B. durch Reduktion mit Wasserstoff bei Verwendung von beispielsweise Silbernitrat oder durch thermische Zersetzung bei Verwendung von beispielsweise Silberlactat
Die auf dem Träger abgeschiedene Silbermenge wird durch die Konzentration des Silbersalzes in der Imprägnierlösung und durch die Porosität des Katalysatorträgers gesteuert Die tatsächliche Silbermenge auf dem Träger nach Reduktion oder thermischer Zersetzung kann etwa 5 bis 30%, bezogen auf das Gewicht des einer Reduktion oder thermischen Zersetzung unterworfenen imprägnierten Katalysators betragen, wobei der unterste Wert durch die Forderung nach ausreichender Aktivität bestimmt wird, während der höchste Wert den Punkt darstellt, bei dem der Katalysator einem überzogenen Katalysator in den physikalischen Eigenschaften ähnlich wird.
In Äthylenoxidkatalysatoren werden häufig Promotoren in Verbindung mit katalytisch wirksamem Silber mit dem Hauptziel verwendet, die Lebensdauer des Katalysators zu verlängern. Dabei werden aber auch bestimmte Aspekte der Äthylenoxidreaktion beeinflußt. Stoffe, die Barium, Kupfer, Quecksilber oder Zinn enthalten, sind Beispiele für Promotoren, die gewöhnlich bei der katalytischen Oxydation von Äthylen zu Äthylenoxid verwendet werden und auch für die erfindungsgemäßen Zwecke in Betracht kommen. Solche Stoffe werden im allgemeinen den silberhaltigen Medien zugesetzt, die zum Imprägnieren des Trägers verwendet werden, und werden also im allgemeinen zusammen mit dem Silber abgeschieden.
In der Praxis wird der Silbersalzlösung ein wasserlösliches Salz des Promotormetalls in solchen Verhältnissen zugesetzt, daß die Konzentration an Promotormetall (berechnet aus dem äquivalenten Metallgehalt des Oxids) etwa 0,1 bis etwa 3,0 Gew.-°/o, bezogen auf den Gehalt des reduzierten Katalysators an metallischem Silber, beträgt. Bei Mengen an Promotormetall unter etwa 0,1%, bezogen auf das Silber, ist die Wirkung auf die Lebensdauer des Katalysators im allgemeinen vernachläßigbar, während Mengen über etwa 3% zu Reaktionen führen, die schwer zu steuern sind. Die bevorzugte Konzentration an Promotormetall beträgt
0,1 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf das metallische Silber, im vorliegenden Verfahren 0,1 bis 0,4 Gew.-%. Das wasserlösliche Salz des Promotormetalls soll selbstverständlich mit Rücksicht auf das Verfahren, das zur Nachbehandlung des abgeschiedenen Silbersalzes angewandt wird, gewählt werden. So soil im Fall des Reduktionsverfahrens das Salz bei den angewandten Katalysatorreduktionstemperaturen zum Oxid reduzierbar sein. Für diesen Zweck sind die Nitrit- und Nitratsalze geeignet Im Fall der thermischen Zersetzung soll das Salz bei den für die thermische Zersetzung angewandten Temperaturen thermisch zersetzbar sein. Für diesen Zweck sind die Milchsäure- und Oxalsäuresalze geeignet.
Nach der oben beschriebenen Arbeitsweise für die Trägerherstellung wurden 4,76 mm sterische Katalysatorträgerteilchen mit folgenden chemischen und physikalischen Eigenschaften hergestellt.
Tabelle I
Chemische
Zusammensetzung
AI2O 86,96 5! 88,12 86,20 93,30
S1O2 11,65 9,79 12,40 5,30
Fe2O3 0.30 4-70 0,20 0.24 0,18
T1O2 0,42 0,16 0,46 0.11
CaO 0,05 19 0,55 0,06 0,30
MgO 0,11 0,43 0,03 0,25
Na2O 0,32 0,19 0,34 0,07
K2O 0,17 0,07 0,20 0,04
ZrO2 + HfO2 0,02 0,04
RaO 0,49 0,27
MnO 0,01
Physikalische Eigenschaften
Scheinbare 56 40 53
Porosität, %
Porendurchmesser, 1-40 1-2 1-30
Bereich μ
Mittlerer Poren 7 1,8 5
durchmesser, μ
Die Pellets wurden dann mit Silber durch Eintauchen in eine silberhaltige Lösung, die folgendermaßen hergestellt wurde, imprägniert: 1000 Gewichtsteile Silberoxid werden langsam unter Rühren zu 1224 Gew.-Teilen einer 85%igen Lösung von Milchsäure in Wasser innerhalb von 30 bis 45 Minuten zugegeben. Dabei wird die Mischung ständig gekühlt, um Temperaturen über 95°C zu vermeiden. Hierauf werden langsam 100 Gew.-Teile einer 15%igen Lösung von Wasserstoffperoxid in Wasser zugesetzt, wodurch eine klare gelbe Lösung entsteht. Dann werden 39 Gewichtsteile einer 44,4%igen Lösung von Bariumlactat in Wasser zugesetzt. Diese silberhaltige Lösung wird während des Eintauchens der Pellets, die 5 bis 15 Minuten unter gelegentlichem Rühren ziehengelassen werden, bei einer Temperatur von 90 bis 95°C gehalten. Dann werden die Pellets von der Lösung getrennt, indem man diese abtropfen läßt. Nach etwa 15 Minuten langem Abtropfen werden die Pellets in einer Luftatmosphäre wenigstens 10 Stunden bei einer Temperatur von 60—700C getrocknet. Die getrockneten Pellets werden
anschließend in einer Luftatmosphäre allmählich während einer Zeit von etwa 4 Stunden auf eine Temperatur von etwa 25O0C erwärmt und zur Aktivierung weitere 4 Stunden bei dieser Temperatur gehalten.
Die Prüfung der in der beschriebenen Weise hergestellten Katalysatorpellets wurde unter Primärreaktorbedingungen in einem Druckreaktorsystem für die gesteuerte Oxidation von Äthylen zu Äthylenoxid durchgeführt. Das Beschickungsgas, das 5,0% Äthylen, 6,0% Sauerstoff, 0,1% Äthan und als Rest im wesentlichen Stickstoff enthielt, strömte mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 24,3 kg (StdVRohr) und einem Druck von 22,1 kg/cm2 durch ein Bett aus den in der oben beschriebenen Weise hergestellten Katalysatoren mit einer Höhe von 7,33 m. Die Ergebnisse in bezug auf Selektivität zu Äthylenoxid und Produktivität,
Tabelle II
die bei den angegebenen Reaktortemperaturen und Gehalten an halogeniertem Inhibitor erzielt wurden, sind in Tabelle II aufgeführt. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß der Begriff »Sejektivität« üblicherwei-
se zur Angabe des umgesetzten Äthylens in % dient, das Äthylenoxid bildet. Dieser Wert ist für den Begriff eines Primärreaktors oder Hauptreaktors von maßgeblicher Bedeutung. Der Begriff »Produktivität« hat eine allgemeinere Bedeutung, kann jedoch einfach als
ίο Unterschied zwischen den Produktmengen, die dem Reaktor zugeführt und daraus abgeführt werden, angesehen werden. Gewöhnlich wird die Äthylenoxidproduktivität indirekt gemessen, nämlich als Unterschied zwischen den Äthylenoxidkonzentrationen in den Gasen, die in den Reaktor eintreten und diesen verlassen, und mit EO bezeichnet.
Reaktortemperatur, °C 245 235 245 220 230
Äthylendichlorid, ppm 0,03 0,04 0 0 0
Selektivität 70,5 68,3 70,8 74,9 70,4
EO 1,16 0,03 0,96 1,32
Aus den Werten der Tabelle II ist zu ersehen, daß Katalysatoren, die aus dem erfindungsgemäß verwendeten Träger D hergestellt sind, den Betrieb des Äthylenoxidverfahrens bei erheblich tieferen Reaktionstemperaturen, z. B. von 220 bis 2300C ermöglichen, ohne daß ein halogenierter Inhibitor verwendet werden muß. Ein Vergleich des Trägers D mit dem Träger C, dem einzigen Vergleichsträger, der keine Verwendung eines halogenierten Inhibitors erfordert, zeigt deutliche Verbesserungen in bezug auf Reaktionstemperatur und Produktivität. Tabelle II zeigt, daß der Träger D mit nur geringer Abnahme der Produktivität bei einer Reaktortemperatur, die 25°C unter der Temperatur liegt, bei der der Träger C eingesetzt wird, und bei einer 15° C tieferen Temperatur mit erheblicher Zunahme der Produktivität verwendet werden kann.
Nach Ermittlung der Ergebnisse und Vorteile, die erfindungsgemäß unter Primärreaktorbedingungen erzielt werden, wurden Vergleichswerte unter Reinigungsreaktorbedingungen bestimmt. Dazu wurde ein Beschickungsgas, das 1,4% Äthylen, 6,0% Sauerstoff, 7,0% Kohlendioxid, 0,001% Äthan und als Rest im wesentlichen Stickstoff enthielt, mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 17,0 kg (StdyRohr) und einem Druck von 22,1 kg/cm2 durch Füllungen aus Katalysatoren, die mit den Trägerpellets A, B und D hergestellt wurden, geleitet. Es wurde kein halogenierter Inhibitor verwendet Die Ergebnisse, angegeben in Äthylenumsatz und Äthylenoxidproduktivität sind für verschiedene Reaktortemperaturen in Tabelle III aufgeführt. Der Begriff »Umsatz« wird zur Bezeichnung des umgesetzten Äthylenanteils in % verwendet, d. h. ohne Rücksicht auf die bei dieser Umsetzung entstehenden Produkte. Da eine Reinigungs- oder Aufarbeitungsreaktion im allgemeinen die letzte Möglichkeit darstellt, aus dem Rohstoff noch Produkt zu gewinnen, ist dabei ein hoher Umsatz von größter Bedeutung.
Tabelle III A Umsatz-% B Umsatz-% D Umsatz-0/!
Temperatur, °C EO EO 57,2 EO 80,3
0,80 86,0
235 29,6 66,1 0,84
240 0,34 0,56 88,0
245 45,0 0,82
250 0,48 55,7 73,5
255 0.56 0,64
265

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur gesteuerten partiellen Oxidation von Äthylen zu Äthylenoxid in Gegenwart eines mit Silber imprägnierten, inerten, porösen Siliciumoxid-Aluminiumoxid- Katalysators, der neben Silber 0,1 bis 0,4 Gew.-% Bariumoxid als Promoter enthält, in Abwesenheit eines halogenierten Inhibitors, d a durch gekennzeichnet, daß man die Oxidation in Gegenwart eines Katalysators durchführt, dessen Trägerteilchen eine minimale scheinbare Porosität von etwa 30% und Porendurchmesser haben, die zu wenigstens 90% im Bereich von 1 bis 30 μ liegen, wobei der mittlere Porendurchmesser im Bereich von 4 bis 10 μ liegt, und das Aluminiumoxid 90 Gew.-% oder mehr ausmacht.
DE1920976A 1968-04-24 1969-04-24 Verfahren zur gesteuerten partiellen Oxidation von Aethylen zu Aethylenoxid Expired DE1920976C3 (de)

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