DE1933897A1 - Process for the dealkylation of alkyl aromatics - Google Patents
Process for the dealkylation of alkyl aromaticsInfo
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DR. ELISABETH JUNG. DR. VOLKER VOSSIUS. DIPL.-ING. GERHARD COLDEWEYDR. ELISABETH JUNG. DR. VOLKER VOSSIUS. DIPL.-ING. GERHARD COLDEWEY
8 MÖNCHEN 23 :LEFON3«067 ■ TELEGflAMM-ADRESSE: INVENT/MDNCHEN8 MÖNCHEN 23: LEFON3 «067 ■ TELEGFLAM ADDRESS: INVENT / MDNCHEN
TELEX S 29 686TELEX S 29 686
P 6495 3. Juli 1969P 6495 July 3, 1969
SHEII BTTEMATIONAIE EESEARCH MtUiDSCHAPPIJ N.V., Den Haag / NiederlandeSHEII BTTEMATIONAIE EESEARCH MtUiDSCHAPPIJ N.V., The Hague / Netherlands
Verfahren zur Deaalkylierung von AlkylaromatenProcess for the deaalkylation of alkyl aromatics
Priorität : 5» Juli 1968 / Grosebritannien Anmelde-Ur. : 32 240 / 68Priority: 5 » July 1968 / Great Britain registration original. : 32 240/68
Das erfindungsgemäose Verfahren zur Desalkylierung von Alkylaromaten ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Reaktionszone bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck ein oder mehrere Alkylaromaten in Anwesenheit eines wasserstoffhaltigen Gases in ein oder mehrere Aromaten und ein oder mehrere Alkane umgewandelt werden und dass in einer mit der ersten Reaktionszone im Wärmeaustausch stehenden zweiten Reaktionszone bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck ein oder mehrere Alkane mittels Dampf in ein wasserstoffäaltiges Gas umgewandelt werden. The inventive method for dealkylation of alkyl aromatics is characterized in that in a first reaction zone at elevated temperature and pressure one or more alkyl aromatics in the presence of a hydrogen-containing gas are converted into one or more aromatics and one or more alkanes and that in one with the first Reaction zone in the heat exchange second reaction zone at elevated temperature and elevated pressure, one or more alkanes are converted into a hydrogen-containing gas by means of steam.
Die Umwandlung von Alkylaromaten mittels Wasserstoff in Aromaten und Alkane ist eine exotherm verlaufende Reaktion, während die Umwandlung der Alkane mittels Dampf in ein waseerstoffhdlti- ge* Gas eine endotherm verlaufende Reaktion darstellt.The conversion of alkylaromatics to aromatics by means of hydrogen and alkanes is an exothermic reaction, whereas the conversion of alkanes by means of steam in a gas waseerstoffhdlti- ge * represents an endothermic reaction.
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Aus diesem Grund ist der Verfahrensablauf "bei dem erfindungsgemässen Verfahren derart gewählt, dass die in der ersten Reaktionsstufe freigesetzte Wärmeenergie "bei der in der zweiten Reaktionszone ablaufenden Umsetzung verbraucht wird βFor this reason, the process flow "in the inventive Process selected in such a way that the thermal energy released in the first reaction stage "at that in the second reaction zone ongoing implementation is consumed β
Da bei der De3alkylierung Alkane erzeugt werden, während für die Herstellung eines wasserstoffhaltigen Gases Alkane verbraucht werden, wird gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mindestens ein Teil der in der ersten Reaktionszone gebildeten Alkane in die"zweite Reaktionszone eingespeist und dort umgewandelte Since alkanes are produced during the de-alkylation, while for the Production of a hydrogen-containing gas alkanes are consumed, According to a preferred embodiment of the invention, at least a portion of that formed in the first reaction zone Alkanes fed into the "second reaction zone and converted there
Da bei der Desalkylierung Vfesserstoff verbraucht wird, während bei der Umwandlung der Alkane Wasserstoff erzeugt wird, speist man bei dem erfindungsgeniässen Verfahren mindestens einen Teil des in der zweiten Reaktionszone erzeugten »asserstoffhaltigen Gases in die erste Reaktionszone ein, um dort für die Desalkylierungsreaktion zur Verfügung zu stehen.Since hydrogen is consumed during the dealkylation, while hydrogen is generated in the conversion of the alkanes, feeds at least a part of the process according to the invention of the "hydrogen-containing" produced in the second reaction zone Gas in the first reaction zone to there for the dealkylation reaction to be available.
Obwohl es möglich ist, die erste und die zweite Reaktionszone in zwei getrennten Reaktoren anzuordnen, wobei dann die in der ersten Reaktionszone freigesetzte Wärmeenergie mittels eines Wärmeübertragermediums auf die zweite Reaktionszone übertragen.wird, besteht doch eine beyorzugte Ausführungsform darin, die erste und die zweite Reaktionszone in einem einzigen Reaktor anzuordnen und sie durch mindestens eine Wand voneinander zu trennen, wobei dann die in der ersten Reaktionszone freigesetzte Wärmeenergie durch diese Wand bzw. Wände Hindurch in diezweite Reaktionszone übertragen wird· ; ■ ■?;-Although it is possible to arrange the first and second reaction zones in two separate reactors, in which case the thermal energy released in the first reaction zone is then transferred to the second reaction zone by means of a heat transfer medium, a preferred embodiment consists in the first and second reaction zones to be arranged in a single reactor and to be separated from one another by at least one wall, the thermal energy released in the first reaction zone then being transferred through this wall or walls into the second reaction zone; ■ ■?; -
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Der Realrfc or bestellt vorteilhaft aus.einem zylindrischen Gehäuse, welches mindestens ein Bohr enthalte Die Alkylaromaten werden date i ausaerhalb des Rohres bzw« der Rohre und die Alkane werden innerhalb des Rohres bswe der Rohre umgewandelt· Sehr zweckmäs·» sis erßtrecken sich die Rohre parallel aur Längsachse des zylia~ drischen Gehäusesβ The Realrfc ordered or advantageous aus.einem cylindrical housing which contains at least one alkylaromatic The drilling date i ausaerhalb of the tube or "the tubes and the alkanes are converted to the tubes within the tube bsw e · Very zweckmäs ·» sis erßtrecken the tubes parallel to the longitudinal axis of the cylindrical housing β
Fm eine maximale Umwandlung der Alkylaromaten in desalkylierte Aromaten au erzielen und unerwünschte Spa3.t reaktionen der Aromaten unter Bildung von Produkten mit nur geringem Wert auf einem Minimum zu halten, wird die Desalkylierungsreaktion vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 600 bis 800 0C und insbesondere zwischen 650 und 750 0C durchgeführt.In order to achieve maximum conversion of the alkyl aromatics into dealkylated aromatics and to keep undesired spa reactions of the aromatics to a minimum with the formation of products with only a small value, the dealkylation reaction is preferably carried out at a temperature in the range from 600 to 800 ° C. and in particular carried out from 650 to 750 0 C.
In der ersten Reaktionszone herrscht zweekmässig ein Druck im Bereich von 35 bis 45 kg/cm1*.In the first reaction zone there is a pressure in the range from 35 to 45 kg / cm 1 *.
Die Alkylaromaten können in der ersten Reaktionszone mit oder ohne Katalysator umgewandelt werden* Im ersten Fall kann irgendein beliebiger Katalysator verwendet werden, beispielsweise Kobaltoxyd und Holybdänoxyd, welche auf einem träger aus Aluminiumoxyd niedergeschlagen sind. KIr die katalytisch^ Desalkylierung liegt die Raumgeschwindigkeit zweckmässig im Bereich von 0,5 bis 1,5 Litern Alkylaromaten je Stunde je Liter Katalysator, berechnet auf die GesamtbeSchickung (frische Beschickung plus im Kreislauf zurückgeführte BeSchickung)c Falls die Umwandlung der Alkylaromaten rein thermisch durchgeführt wird, das heisst, ohne einen Katalysator, so liegt die Terweilzeit der Alkylaromaten inThe alkyl aromatics can be converted in the first reaction zone with or without a catalyst. In the first case, any desired catalyst can be used, for example cobalt oxide and hollybdenum oxide, which are deposited on an aluminum oxide support. For the catalytic dealkylation, the space velocity is suitably in the range of 0.5 to 1.5 liters of alkyl aromatics per hour per liter of catalyst, calculated on the total charge (fresh charge plus recycled charge) c If the conversion of the alkyl aromatics is carried out purely thermally , that is, without a catalyst, the residence time of the alkylaromatics is in
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der ersten Reaktionszone vorzugsweise im Bereich von 10 "bis 50 Sekunden«.of the first reaction zone preferably in the range of 10 "to 50 seconds «.
In beiden Fällen hat das Molverhältnis von Wasserstoff zu den Alkylaroniaten zifeekiäässig einen Viert im Bereich von 0,5 ϊ 1 bis 5,0 : 1.In both cases the molar ratio of hydrogen to the Alkylaroniaten zifeekiäässig a fourth in the range from 0.5 ϊ 1 to 5.0: 1.
Als Beschickung für die erste Re akt ions zone eignen sich die verschiedensten Ausgangsmaterialien, beispielsweise !Toluol, Xylole, A'thylbenzol, Mono«, Di- und ÜJrimethylnaphthaline sowie Mischungen solcher Alkylaromaten* Ein sehr geeignetes Ausgangsmaterial ist !Toluol, welches au Benzol desalkyliert wird, wobei das als Hebenprodukt gebildete methanreiche Gas in der zweiten Reaktionszone in ein wasserstoffreiches Gas umgewandelt wird, welches dann im Kreislauf in die erste Reaktionsaone zurückgeführt wird*The most varied of feeds are suitable for the first reaction zone Starting materials, for example toluene, xylenes, Ethylbenzene, mono-, di- and trimethylnaphthalenes and mixtures such alkyl aromatics * A very suitable starting material toluene, which is dealkylated from benzene, the methane-rich gas formed as a by-product in the second reaction zone is converted into a hydrogen-rich gas, which then is returned in the circuit to the first reaction aone *
Die Umwandlung von mindestens einem Teil der in der ersten Reaktionszone erzeugten Alkane erfolgt in der zweiten Reaktionszone mit Wasserdampf über einem Katalysator» Ein für diesen Zweck geeigneter Katalysator enthält Nickel. Besonders bevorzugt ist ein Katalysator mit einem Niolcelgehalt von 20 bis 35 Grew«$ auf einem !Trägermaterial, welches aus einem feuerfesten Oxyd bestellteThe conversion of at least a portion of the in the first reaction zone generated alkanes takes place in the second reaction zone with steam over a catalyst »A catalyst suitable for this purpose contains nickel. One is particularly preferred Catalyst with a niolcel content of 20 to 35 grains on one ! Carrier material ordered from a refractory oxide
Auch Rhenium enthaltende Katalysatoren lassen sich mit Vorteil einsetzen«, In diesen Katalysatoren liegt das Rhenium Vorzugs«» weise in der sulfidischen Form vor und die Konzentration des Rheniums beträgt sehr zweekmässig 3 bis 15 Gew,#, während der Rest des Katalysators .aus einem Aluminiumozyd enthaltenden Trägermaterial besteht e . 4 " 90 9 88 2/1719 Catalysts containing rhenium can also be used with advantage. In these catalysts, the rhenium is preferably in the sulfidic form and the concentration of the rhenium is very roughly 3 to 15% by weight, while the rest of the catalyst consists of an aluminum oyster containing carrier material consists e . 4 "90 9 88 2/1719
Ausaerdöita enthalten die Hickel tmä/öder Rhenium enthaltenden ■Katalysatoren, welche für die umwandlung der Alkane mit Wasser-? dampf eingesetzt v/erden, sehr zweckmässig noch 0,1 bis 10 Gew,# eines Alkalimetalls»Ausaerdöita contain those containing Hickel tmä / öder rhenium ■ Catalysts which are used for the conversion of alkanes with water? Steam used v / earth, very useful 0.1 to 10 wt., # of an alkali metal »
Da bei dem erfindungagemässen Verfahren die in der Deaalkylie-' loingsreaktion freigesetzte Wärme für die Erzeugung des wasserstoffhaltißen Sases verbraucht wirds führt man die Umwandlung der Alkane mittels Wasserdampf vorzugsweise bei praktisch der gleichen Temperatur 7/itf die Desalfcylierung durch, däsheisst, bei einer Temperatur im Bereich von 600 bis 800 0C und insbesondere im Bereich von 650 bis 700 °öe Im Hinblick auf die Lage des. thermodynamischen Gleichgewichtes bei dieser Reaktion wird die Umt/andlung der Alkcine mittels Wasserdampf vorzugsweise bei einer Temperatur durchgeführt, welche so hoch wie möglich liegt» Demgemäss erfolgt die Erzeugung von Wasserstoff beim erfindungsgemassen Verfahren bei einer Temperatur, v/elche nur wenig unterhalb der in der Desalkylierungszone herrschenden Temperatur liegt, und aus diesem Grund bietet das erfindungsgemässe Verfahren einen wesentlichen technischen Vorteil gegenüber den bekannten Verfahren, Bei den bekannten Verfahren wird der aus der Desalkylierungssone abgezogene Produktstrom ohne weiteres Aufheizen oder Abkühlen in eine.Reaktionszone für die Umwandlung der-Alkane mittels Wasserdampf in ein wasserstoffhaltigas Sas eingespeiste Infolge der endothermen Natur dieser Umwandlungsreakfeion ist jedoch die Durchschnittstemperatur in dieser zweiten Reaktionszone viel tiefer, als wenn das Verfahren gemäss der Erfindung durchgeführt wird, Daher ist die Ausbeute an V/asser3toff in dem erfin-Since in the erfindungagemässen method is loingsreaktion liberated heat for the generation of the wasserstoffhaltißen Sases consumed in the Deaalkylie- 's leads to the conversion of alkanes by means of water vapor preferably at practically the same temperature for 7 / itf the Desalfcylierung by, däsheisst, at a temperature in range of 600 to 800 0 C and in particular in the range of 650 to 700 ° ö e in view of the position of the. thermodynamic equilibrium in this reaction is the Umt / andlung the Alkcine means of steam preferably carried out at a temperature as high as possible Accordingly, the generation of hydrogen in the process according to the invention takes place at a temperature which is only slightly below the temperature prevailing in the dealkylation zone, and for this reason the process according to the invention offers a significant technical advantage over the known processes will the Product stream withdrawn from the dealkylation sone without further heating or cooling in a reaction zone for the conversion of the alkanes by means of steam into a hydrogen-containing gas Sas, however, due to the endothermic nature of this conversion reaction, the average temperature in this second reaction zone is much lower than when the process according to FIG Invention is carried out, therefore the yield of V / water in the inven-
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BADBATH
flungsgamäasen Verfahren auch wesentlich höher als bei den bekann*- tön Verfahreneflungsgamäasen method is also much higher than with the known * - soundly lost
Da die Umwandlung dex» Alkylaromaten -und die Umwandlung der Alkane vorzugsweise in dem gleichen Reaktionsgefäss erfolgt, und zwar die Besalkylierung auaserha3.b der Eohre und die Umwandlung der Alkane innerhalb der in dom Äeaktionsgefäss angeordneten Rohre, wird der Druck in beiden Eeaktionazonen zv/eekmässig etwa gleich gewählt;»Damgasiäss erfolgt die Umwandlung der Alkane mit— tels Wasserdampf bei einem Druck im Bereich von 30 bis 45 kg/cmSince the conversion dex »alkyl aromatics - and the conversion of the alkanes preferably takes place in the same reaction vessel, and the besalkylation of the ear and the conversion the alkanes within the tubes arranged in the reaction vessel, the pressure in both reaction zones is zv / eekmäßig about chosen the same; »Damgasiäss takes place the conversion of the alkanes with— by means of water vapor at a pressure in the range from 30 to 45 kg / cm
. ■ zweiten *. ■ second *
Die Raurageschwindigkeit in der/Reaktionszone liegt mit Yorteil im Bereich von 500 bis 1500 Litern gasförmige Alkane (gemessen unter Normalbedingungen) je Stunde je Liter Katalysator*The rate of roughness in the / reaction zone lies with Yorteil in the range from 500 to 1500 liters of gaseous alkanes (measured under normal conditions) per hour per liter of catalyst *
Das Molverhältnia zwischen Wasserdampf und Alkanen liegt zweckniässig während der Erzeugung des wasserst off halt igen Gases iia Bereich von 2 : 1 bis 6 : 10 The Molverhältnia between water vapor and alkanes is zweckniässig during generation of the halt strength wasserst off gas iia range from 2: 1 to 6: 1 0
Gemäßs einer berrorengten Ausführungsform der Erfindung wird mindestens ein Teil des in der zweiten Rsaktionsaone erzeugten wasserstoffhaltigen Gasss direkt in die erste Roaktionszone eingespeist* In diesem Pail v/erden vor dom Einspeisen des wasserstoffhaltigen Gases in die erste Reaktionszone Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd nicht aus demselben entfernte Dieses Gas kann jedoch vor dem Einspeisen in die erste Roaktionszone noch weiter aufgeheizt werdeno Sin solches Aufheizen erfolgt zweekmässig zusammen mit dem Alkyl aromaten enthaltenden jVusgangsmacerial in dar gleichen Aufheizvorrichtungo .According to a restricted embodiment of the invention, at least part of the hydrogen-containing gas produced in the second reaction zone Gasss fed directly into the first Roaktionszone * In this Pail v / earth before the feed of the hydrogen-containing Gas in the first reaction zone carbon monoxide and carbon dioxide However, this gas cannot be removed from the same be further heated before feeding into the first roaction zone. Such heating takes place in two weeks with the starting material containing alkyl aromatics in the same Heating device o.
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Dar ans der ersten Eeaktionszone abgeführte Produktstrom wird vorzugsv/öise gekühlt und teilweise kondensiert, worauf er in einen wässrigen Produkt st i'om, einen flüssigen Kohlenwasserstoff« strom, welcher ein oder mehrere Alkylaromaten und ein oder men«· rere desalkylierte Aromaten enthält, sowie in ©in Gas auf getrennt j welches Wasserstoffs niedrigsiedende Alkane, Kohlenmonoicyd und Kohlendioxyd enthält«Dar to the product stream discharged from the first reaction zone vorzugv / öise cooled and partially condensed, whereupon it is converted into a aqueous product st i'om, a liquid hydrocarbon « stream, which one or more alkylaromatics and one or more «· contains rere dealkylated aromatics, as well as in © in gas on separately j which hydrogen low-boiling alkanes, carbon monoicides and contains carbon dioxide "
Das Kohlendioxyd wird aus dem Gas entfernt und dann wird letzteres mindestens sub 1SeIl im Kreislauf in die zweite Reaktionszone zurückgeführt «Aisf diese? Weise lässt eich eine Anreicherung von Kohlendioxyd in dem Krsislaufgas vermeiden« Ein anderer Teil dieses G-ases kann jedoch als Afcsehreckgas direkt in die erste Reaktionszone indiziert werdenf falls dort die !!temperatur auf einen zu hohen Wert ansteigen sollte 0 The carbon dioxide is removed from the gas and the latter is then returned to the second reaction zone at least less than 1 SeIl. As can be calibrated accumulation of carbon dioxide in the Krsislaufgas avoid "But another part of this G-ases can be indexed as Afcsehreckgas directly into the first reaction zone f if there the !! temperature should rise to too high a value 0
Kach der Entfernung von Kohlendioxyd aus dem Gas enthält dieses noch Eohlenmonoxyd ο Kohlenmonoxyd wird vorzugsweise mittels Wasserdampf in Wasserstoff und Eohlendioxyd umgewandelt, nachdem die Semperatur des G-ases auf eine für die· Umwandlung geeignete höhere !Temperatur aufgeheizt worden ist« Ansohliessend wird das Sas im Kreislauf in die zweite Reaktionszone zurückgeführteAfter removing carbon dioxide from the gas it contains it Nor Eohlenmonoxyd ο Carbon monoxide is preferably produced by means of steam converted into hydrogen and carbon dioxide after the temperature of the gas to a temperature suitable for the conversion higher! temperature has been heated up Sas recycled to the second reaction zone
(z-emäss ©iner anderen "beYorisugten Ausführungsform der Erfindung wird das in dem Abfluss aus der ersten Reaktionszone enthaltene Kohlenmonoxyd mittels .Dampf in Kohlendioxyd und Wasserstoff um» gewandelt c (In another "preferred embodiment of the invention", the carbon monoxide contained in the discharge from the first reaction zone is converted into carbon dioxide and hydrogen by means of steam. c
ITach erfolgter ,Umwandlung wird der Produktstrom gekühlt, teil·*After the conversion has taken place, the product stream is cooled, partly *
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BADBATH
weise kondensiert und dann in ©inen wässrigen Produktstrom, einen
flüssigen Kohlenwasserstoff st rom, welcher Alkylaromaten und
desalfcylierte Aromaten enthält-, sowie in ein Gas aufgetrennt,
vfobei letzterea Vfe sserstoffs niedrigsiedende Alkane und Kohlendioxid
enthalte Yor dem Einspeisen des Gases in die zweite Reak«
tionszone wird daraus zwöckmässig Kohlendioxid entfernt«condensed and then in an aqueous product stream, a liquid hydrocarbon stream, which contains alkyl aromatics and deacylated aromatics, and separated into a gas,
vfobei letzterea Vfe sserstoff s low-boiling alkanes and carbon dioxide containing Yor to feeding the gas into the second reac 'tion zone is from zwöckmässig removes carbon dioxide "
einer weiteren bevorzugten Aueführungsform der Brfindting wird dox* Produkt oft rasa aus der zweiten Reaktionszone teilweise abgekühlt und darin enthaltenes Kohlenmonoxid sowie WasserdampfIn another preferred embodiment of the Brfindting process, the dox * product is often partially cooled rasa from the second reaction zone and the carbon monoxide and water vapor contained therein
werden in Kohlendioxid und Wasserstoff umgewandelt.are converted into carbon dioxide and hydrogen.
Anschliesaend wird der abgezogene Produktstrom weiter gekühlt
und kondensiert und das darin enthaltene Kohlendioxyd wird entfernt« Mindestens ein Seil des Restgaees wird aufgeheizt und dann
in die erste Realcfcionszone eingespeist. Ein weiterer Anteil des
kalten Gases kenn ohne eine solche Behandlung direkt der ersten
Reaktionszone sugef-Uhrt warden und dient dort als Abschreekgas,
falls die Temperatur in der ersten Reaktionszone auf einen zu
hohen Wert ansteigen sollte»The product stream withdrawn is then cooled further
and condenses and the carbon dioxide contained therein is removed. At least one rope of the residual gas is heated and then fed into the first realcfion zone. A further portion of the cold gas knows without such a treatment directly the first reaction zone sugef-clockt and serves there as a shut-off gas if the temperature in the first reaction zone is approaching
should rise high »
In diesem Fall iat der aus der ersten Reakt ions zone abgezogene
Produkt strom praktisch frei von Kohlendioxyd und Kohlenmonoxyd ·
Er wird daher mit Yorteil gekühlt und zum Teil kondensiert und
dann in einen flüssigen Kohlenwasserstoff strom, welcher ein oder mehrere Alkylaromatea sowie ein oder mehrere deealkylierte Aromaten enthält, vaa& in ein Gas aufgetrennt, welches Wasserstoff und
niedrigsiedend© Alkane enthält«In this case, the one withdrawn from the first reaction zone
Product stream practically free of carbon dioxide and carbon monoxide · It is therefore cooled with Yorteil and partly condensed and
then in a liquid hydrocarbon stream, which contains one or more alkyl aromatics and one or more de-alkylated aromatics, especially & separated into a gas that contains hydrogen and low-boiling alkanes «
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, Zu mindest ens einem i'oil des ßases wird svrockmässig Wasserdampf Eugesetst, und darm v/irä diese Msohung aus Gas und Dampf in die svreite Ileaktionssoiio eingespeist, während ösr restliche Anteil des Gases im Kreislauf in die erste Rea&tionszone swiückgafüürt wird»' At least one oil of the gas is siphoned off with water vapor, and then this mixture of gas and steam is fed into the reaction soiio, while the rest of the gas in the circuit is returned to the first reaction zone »
Gemäss einer weiteren "bevorzugten AuafÜhrungBfoim der Erfindung wird dem aus der ersten Eeaktionözone angesogenen Produktstrom Waasei^dampf sugesetat;, worauf diese Mischung direkt in die awei·»According to a further "preferred embodiment of the invention becomes the product stream drawn in from the first reaction zone Waasei ^ steam sugesetat; whereupon this mixture directly into the awei · »
te Eeaktionszon© eingereist wird Όte Eeaktionszon © is entered Ό
Dar aua der zweiten RealctionöKone abgezogene Produkt;strom vd.rd zwacloaäaaig gekühlt tmd darin enthaltenes Kohlenmonoxid sowie Wasserdampf xvarden In Kohlendioxyd und Wasserstoff umgewandelteProduct withdrawn from the second reaction unit; current vd.rd zwacloaäaaig cooled tmd contained carbon monoxide as well Water vapor xvarden converted into carbon dioxide and hydrogen
Dar Produkt strom wird anschliassend weiter abgekühlt und sum !eil kondensiert, worauf er in einen wässrigen Produktstrom, βΐηβη flüssigen Kohlenwasserstoff strom, -welcher ein oder mehrere Alkylaromaten und ein oder mehrere dosalkylierts Aromaten enthält, sowie in ein Gas aufgetrennt, welches Wasserstoff und Kohlendioxyd enthalte Der wässrige Produktstrom und der flüssige Kohlenv/asserstoffstrom werden dann aus dem 3ystsm entnommene Aus dem Gas wird zweckmässig da3 Kohlendioxyd entfernt und dann wird mindestens ein üeil das Gases aufgeheizt und in die erste Reaktionszone eingespeist. Bin anderer Seil dieses Gases kann der erston Heaktionezone ohne Aufheizen augeführt werden«. Er dient dann als Abschreekgae, XTOdurch sich die üiemperatur in der ersten innerhalb der gev/Unschten G-renaon halten lässt«The product stream is then cooled further and sum! Eil condenses, whereupon it is converted into an aqueous product stream, βΐηβη liquid hydrocarbon stream, -which one or more alkyl aromatics and contains one or more dosalkylated aromatics, as well as separated into a gas, which is hydrogen and carbon dioxide contain the aqueous product stream and the liquid carbon stream are then taken from the 3ystsm. The carbon dioxide is expediently removed from the gas and then becomes at least part of the gas is heated and into the first reaction zone fed in. With another rope of this gas, the first heating zone can be carried out without heating «. He serves then as a Abschreekgae, XTOby getting the temperature in the first within the Gev / Unschten G-renaon can hold "
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BAO ORIGINALBAO ORIGINAL
-.10«'-.10 «'
Bei -^r(VaT ö.®v vorstehend geschilderten Auofuhrungafoxmön der Er« findung wird ein l'lUsöigor Kohlenwaaeer stoff ström erzeugt, we1» eher ein o-lor laehroro Älkylaromaten und ein oder mehrere desalkyliorte Aromaten enluiii.lt s Die Alkylaroaaten und die deaalkyllerten Aromaten werden awQolnsäsaig mittels fraktionierter Destillation auo öieosm Produlctatrom abgetrennt, worauf die Alkylaromaten vor- ^ugBvjQlaQ im Kreislauf in die otü^q Ilöaldrionssone «urUckgefütot und die dosa3.ky3.iorten Aromaton aus dem System abgezogen werdenβ Dieaö deöalkylis^rben Aromaten isteilen das gewünschte Endprodukt des ©rfindungsgemäseen ¥er±"ahren8 dar*In - ^ r (VAT ö.®v outlined above Auofuhrungafoxmön the He 'invention is a l'lUsöigor Kohlenwaaeer material ström generated we1 "more of an o-lor laehroro Älkylaromaten and one or more desalkyliorte aromatics enluiii.lt s The Alkylaroaaten and deaalkyllerten aromatics are separated by fractional distillation awQolnsäsaig öieosm auo Produlctatrom, whereupon the alkylaromatics ^ ugBvjQlaQ upstream in the circulation in the otü ^ q Ilöaldrionssone "urUckgefütot and dosa3.ky3.iorten Aromaton from the system are deducted β Dieaö deöalkylis ^ beets aromatics isteilen the desired end product of the ¥ er according to the invention ± "ahren8 dar *
,Bei jeder dar geschilderten Au3.tührungsformen der Erfindung wird daa entstandene Kohlenmonoxid mitt ale vfaa sorel ampf in Wasserstoff und Sohlendioxyd umgewandelt» Biese Umwandlung erfolgt aweckmäs·= sig "bei oiner iemparatur im 33ersich von 300 Tals 450 0O0 Obwohl für diesen Zweck jeder geeignate Katalysator Tarwendet werden kann» wird doch oin Eisenoxyd und Ghromoxyd enthaltender Katalysafcor , In each represents described Au3.tührungsformen the invention daa resultant carbon monoxide is mitt ale vfaa Sorel ampf converted into hydrogen and Sohlendioxyd "piping conversion occurs aweckmäs · = sig" at oiner iemparatur in 33ersich valley 300 450 0 O 0 Although for this purpose each A suitable catalyst can be used, but a catalyst containing iron oxide and chromium oxide
Die Entfernung des Eohlendioxydee aus allen bei den geschilderten Auaführungsformen dar Erfindung entstehenden Gaaströmen kann in beliebiger Waise erfolgen, baispielmieioe mittels einer bei hohem Druck durchgeführten Wocaerwäecha oder mittela Absorption in Natronlauge odor ©ine heiüoe Kaliumcarbonatlöounge The removal of the Eohlendioxydee from all in the described invention is Auaführungsformen resulting Gaaströmen can take place in any orphan baispielmieioe means of a study carried out at high pressure Wocaerwäecha or Mediaeval absorption in caustic soda odor © ine heiüoe Kaliumcarbonatlöoung e
Das erfindungügöiaäseö Vorfahren i?rird nachstehend anhand derThe ancestor of the invention is described below with reference to FIG
erläutert, waleho vöj/ochiGdene Fli;38d.iagramnie darbai Hilfsvorrichtungen, wie 7entil©} Kompra£jDoren9 9098 8 2/1719explained, waleho vöj / ochiGdene Fli; 38d.iagramnie darbai auxiliary devices, such as 7entil © } Kompra £ jDoren 9 9098 8 2/1719
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
- 11 Pumpen, Kontrollinotrumente und dergleichen nicht gezeigt werden«- 11 pumps, control instruments and the like are not shown «
Das ELiesediagramm von Fig. 1 seigt ein© Auofühmngeform für die Erzeugung τοπ Benzol aus 'üoluol durch thermische De salicyl ie rung· gemass ö&r ErfindungοThe reading diagram of FIG. 1 shows an operating form for the production of benzene from toluene by thermal desalicylation according to the invention
Über leitung. 1 wirö toluol als Beschickung zusammen mit gegebe·=» aonenfalls vorhandener Kreislaufflüssigksit augeführt und über Leitung 2 wij/d mißüo^stoffhaltig&e ßas in die Anlage eingespeiste Dias© bsiö.en Eomipononten gelangen in einen Aufheiaer 3S in wel» ehern die Mj.scii\mg ε.πο toluol und G-as auf eine -iemperatur von 600 Ms 800 0C gebracht wird« Die erhitzte Mischung etrömt anschliessend durch Leitung A-1 i^i wslclic susätzliches Wasserstoff-=· haltiges G-as indiziert werden kann* welches durch eine Leitung 5 atröintf in eine in einem Reaktionsgafäss 7 angeordnete Reaktion^= sone 6* In dieser Reaktionszone 6 u»ird das Toluol thermisch desalliiert« Über Leitungen 8B 8' und 8!3 kann kaltes Wasserstoff« haltiges Gas in die Reaktionszona 6 injiziert werden, um aο das Auftreten ausserordentlich hoher Semperaturen su irerxiieide2Xf wo-"bei diese lemperaturen isfolgß der Tatsache auftreten könnens dass die .'Dssa'jJcyliex'un.g τοη Soluol eine esotherme Reaktion ist0 Me Eealitionsmischung wird ül>er Leitung 9 aus der Reaktionssone 6 angesogen und fliesst anschliessenö durch ein KiihlBystem lOj welches der Einfachheit halber in Figc 1 durch einen einzigen Kühler wiedergegeben wirds jedoch auch mehrere Wärmeaustauscher imd/oder Kühler enthalten &annc Hachöem die Realcbionsiaisehung auf ©ine Seinpsratur im Bej'eiah von 30 bis 50 0G abgekühlt worden i«id t©ilif©ie@ Ironcionsieri; worden ist, gelangt sie über dieAbout line. 1 toluene fed as a charge together with any circulatory liquid that may be present and slides fed into the system via line 2 wij / d containing mishandles and eomipononts get into a receiver 3 S in which the Mj.scii \ mg ε.πο toluene and gas is brought to a temperature of 600 Ms 800 0 C «The heated mixture then flows through line A- 1 i ^ i wslclic additional hydrogen = · containing gas can be indicated * which atröintf through a line 5 in which is arranged in a Reaktionsgafäss 7 reaction ^ = sone 6 * in this reaction zone 6 u "ird the toluene thermally desalliiert" on lines 8 B 8 'and 8! 3 can be cold hydrogen "containing gas in the Reaktionszona injected 6 to aο the occurrence of extremely high Semperaturen su irerxiieide2X f WO "in this lemperaturen s may occur isfolgß the fact that the .'Dssa'jJcyliex'un.g τοη Soluol a esotherme reaction is 0 Me Eealitionsmischung is ül> er line 9 sucked from the Reaktionssone 6 and flows anschliessenö by a KiihlBystem loj which simplicity c in Fig sake, however s is 1 represented by a single cooler also IMD more heat exchangers / or cooler & ann c Hachöem the Realcbionsiaisehung on © ine The temperature in the Bej'eiah has been cooled from 30 to 50 0 G i «id t © ilif © ie @ Ironcionsieri; has been, it arrives via the
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- t- t
tung 11 in einen Separator 12 s wo sie in einen über Leitung 13 angesogenen wässrigen Strom9 in einen über Leitung 14 abgezogenen flüssigen Kohlenwasserstoffstrom» welcher Benzol, loluol und Polyaromaten (zur Hauptsache Diphenyl) enthält, sowie ein Sas aufgetrennt wird* welches hauptsächlich aus Wasserstoff, Methan, Kohlenaonoxyd und Kohlendioxyd "besteht· Die Mischung aus Benaol,' ffoluol und Polyaromaten v;ird in einer nicht dargestellten Destillationsanlage in die Komponenten aufgetrennt« Benzol wird als gewunechtes Endprodukt erhalten, während das Toluol zusammen mit allen oder einem £eii der Polyaromaten im Kreislauf in die Leitung 1 zurückgeführt wird« Das Gas gelangt über Leitung 15 in einen Absorber 16, in welchem das Kohlendioxyd durch Absorption mit einer alkalischen Lösung aus dem Gas entfernt wird ο Das Gas verlässt den Absorber 16 über eine Leitung 17. Bs wurde bere.it s vorstehend darauf hingewiesen, dass ein XeIl. des Gases über Leitungen8, 3* und 8" als kaltes Abschreekgas im Kreislauf in die Realrfc ions zone 6 zurückgeführt werden kann« Sin weiterer Anteil des Gases wird tlber Leitung 18 aus der Anlage abgezogen» Mindestens der Hauptteil des Gases strömt jedoch über Leitung 17' in einen Aufheizer 19, in welchem es auf eine Temperatur im Bereich' von 300 bis 450 0O aufgeheizt wird* Zusammen mit dem über Leitung 20 zugeführt en Wasserdampf gelangt das Gas über Leitung 21 in einen Reaktor 22, in welchem das Kohlenmonoxid katalytisch mittels Wasserdampf in Wasserstoff und Kohlenöioxyd umgewandelt wird ο Das so mit Wasserstoff angereicherte Gas wird über Leitungdevice 11 in a separator 12 s where it is separated into an aqueous stream 9 sucked in via line 13 into a liquid hydrocarbon stream withdrawn via line 14 »which contains benzene, loluene and polyaromatics (mainly diphenyl), as well as a Sas * which is mainly composed of hydrogen "Methane, carbon dioxide and carbon dioxide" consists of the mixture of benzene, ffoluene and polyaromatics being separated into the components in a distillation plant (not shown). Benzene is obtained as the desired end product, while the toluene is obtained together with all or one of the polyaromatics is returned in the circuit to the line 1 «The gas passes through line 15 into an absorber 16, in which the carbon dioxide is removed from the gas by absorption with an alkaline solution ο The gas leaves the absorber 16 via a line 17 .it s pointed out above that a XeIl. of the gas via lines 8, 3 * and 8 "as cold cut-off kgas can be returned in the circuit to the realrfion zone 6 "A further portion of the gas is withdrawn from the system via line 18" Range 'is heated from 300 to 450 0 O * Together with the water vapor supplied via line 20, the gas passes via line 21 into a reactor 22, in which the carbon monoxide is catalytically converted into hydrogen and carbon dioxide using water vapor ο The hydrogen enriched in this way Gas is piped
und
23 aus dem Heaktor 22 abgezogen /strömt durch einen Erhitzer 24,,and
23 withdrawn from the heater 22 / flows through a heater 24 ,,
in welchem as auf eine Temperatur Im Bereich von 600 bis 800 0Oin which as to a temperature in the range from 600 to 800 0 O
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aufgeheizt wird· Es gelangt dann über eine Leitung 25 in das Reaktionsgefäss 7 und wird einer Reaktionszone 26 zugeführt α In dieser Reaktionszone, welche aus einer Anzahl parallel angeordneter und mit Katalysatorteilchen gefüllter Röhren besteht, wird, das in dem (Jas enthaltene Methan mittels Dampf in ein wasserstoffhaltiges Gas umgewandelt * Dieses Gas wird über Leitung 27 sowie die Leitungen 2 und 5 in die Leitungen 1 bzw. 4 im Kreislauf zurückgeführt.It then reaches the reaction vessel 7 via a line 25 and is fed to a reaction zone 26 a hydrogen-containing gas converted * This gas is fed back into the circuit via line 27 and lines 2 and 5 in lines 1 and 4, respectively.
Die in der Reakt ions zone 6 infolge der Desalkylierungsreaktion erzeugte Wärmeenergie gelangt durch die Wände der Röhren hindurch in die Reaktionszone 26, wodurch die für die endotherme Umwandlung von Methan mit Dampf in Wasserstoff, Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd erforderliche Wärmeenergie zur Verfügung gestellt wird·The in the reaction zone 6 as a result of the dealkylation reaction The thermal energy generated passes through the walls of the tubes into the reaction zone 26, whereby the for the endothermic conversion from methane with steam into hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide required thermal energy is made available
Eine andere Ausführungsform zur Erzeugung von Benzol aus ÜJoluol durch Desalkylierung gemäs3 der Erfindung ist in Figo 2 dargestellt OAnother embodiment for the production of benzene from ÜJoluol by dealkylation according to the invention is shown in FIG O
Bei dieser Ausführungsform gelangt die ToluolbeSchickung zusammen mit gegebenenfalls vorhandener Kreislaufflüssigkeit durch eine Leitung 31 und! ^ixeammen mit dem aus Leitung 32 zugeführten Wasserstoff enthaltenden Gas und möglicherweise dem über Leitung 33 zugeführten wasserstoffhaltigen Gas in einen Erhitzer 34» in welchem die Mischung aus Toluol und Gas auf eine temperatur zwischen 600 und 800 °0 aufgeheizt v/ird. Die aufgeheizte Mischung strömt anschliessend über Leitung 35 in eine Reaktionszone 36 ein, Vielehe in einem Reaktor 37 vorhanden ist. Diese Reaktionszone 36 kann gewünschtenfalls mit einem Desalkyliertmgskatalysa- In this embodiment the toluene feed comes together with any circulating fluid present through a line 31 and! ^ ixeammen with that supplied from line 32 Hydrogen-containing gas and possibly the hydrogen-containing gas fed in via line 33 into a heater 34 » in which the mixture of toluene and gas is heated to a temperature between 600 and 800 ° 0. The heated mixture then flows via line 35 into a reaction zone 36, many being present in a reactor 37. This reaction zone 36 can, if desired, with a dealkylation catalyst
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tor angefüllt sein, welcher beispielsweise aus Kobaltoxyd und Molybdänoxyd auf einem Träger aus Aluminiumoxid laesteht. Andererseits lässt sich diese Umsetzung aber auch ohne jeglichen Katalysator durchführen» In der Reaktionszone 36 wird das üioluol unter Erzeugung von Benzol desalkyliert* Über Leitungen 38, 38' und 381! kann kaltes wasserst of fhalt ige s Gas in die Eeaktions- ' zone 36 injiziert v/erden, um das Auftreten ausserordentlieh hoher Temperaturen zu vermeiden, wobei solche SJemperaturen infolge der Tatsache auftreten können, dass die Desalkylierung des Soluols eine exotherme Reaktion ist« Die Seaktionsmischung wird über Leitung 39 aus der Reaktionsaone 36 abgezogen und fliesst einem Kühlsystem 40 zu, welches der Einfachheit halber in Fig.2 durch einen einzigen Kühler wiedergegeben wird, welches aber aus mehreren Wärmeaust aus ehern und/oder Kühlern bestehen kann» nachdem die Reaktionsmischung auf eine Temperatur im Bereich von 30 bis 50 0C abgekühlt und teilweise kondensiert worden ist, gelangt sie über leitung 41 in einen Separator 42, in. welchem sie in einen flüssigen Kohlenwasserstoffstrom, welcher Benzol, Toluol und Polyaromaten (zur Hauptsache Diphenyl) enthält und über Leitung 43 abgezogen wird, sowie in ein-Gas aufgetrennt wird, welches zur Hauptsache aus Wasserstoff und Methan besteht· Die Mischung aus Benzol, Toluol und Polyaromaten wird mittels fraktionierter Destillation in ihre Komponenten aufgetrennt. Das Benzol wird als das gewünschte Endprodukt aus der Anlage abgezogen, während das Toluol zusammen mit den gesamten Polyaromaten oder einem Teil derselben im Kreislauf in die Leitung 31 ' zurückgeführt wird* Das abgetrennte (Jas gelangt zum Seil über eine Leitung 44·, eine Leitung 45 und eine Leitung 46 in einentor be filled, which for example laesteht from cobalt oxide and molybdenum oxide on a support made of aluminum oxide. On the other hand, this reaction can also be carried out without any catalyst. In reaction zone 36, the oluene is dealkylated to produce benzene * Via lines 38, 38 'and 38 1! Cold hydrogen-containing gas may be injected into reaction zone 36 to avoid the occurrence of extremely high temperatures, which temperatures may arise due to the fact that dealkylation of the soluene is an exothermic reaction is withdrawn from the reaction zone 36 via line 39 and flows to a cooling system 40 which, for the sake of simplicity, is shown in FIG Temperature in the range from 30 to 50 0 C has been cooled and partially condensed, it passes via line 41 in a separator 42, in which it is in a liquid hydrocarbon stream containing benzene, toluene and polyaromatics (mainly diphenyl) and via line 43 is withdrawn, and is separated into a gas, which consists mainly of hydrogen and methane bes The mixture of benzene, toluene and polyaromatics is separated into its components by means of fractional distillation. The benzene is withdrawn from the plant as the desired end product, while the toluene, together with all or some of the polyaromatics, is recycled into the line 31 ' and a conduit 46 into one
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Aufheizer 47 s wo ausserdem Über Leitung 4S Wasserdampf zu dem Gas zugesetzt wird» Ein weiterer Anteil des Gases wird über Leitung 49 aus der Anlage abgezogen während ein dritter Anteil des Gases über Leitung 33 im Kreislauf in die Leitung 31 zurückge« ' führt %-jsrden kann. In dem Aufheizer 47. wird der Gasstrom auf eine feaperatur im Bereich iron 600 bis 800 °0. aufgeheizt und gelangt dann iibsr Leitiang· 46* in die im Beaktor 37 angeordnete Heaktionszone 50. Ia. dieser Eeaktionsson@9 welche aus einer Anzahl · von parallel msgeo^flnet-ens, mit Katalysatorteiiehen gefüllten Rokren "bestellt 9 νη,τα das in dem Gas enthaltene Methan zusammen mit -Wasserdampf in ein wasserstoffhaltig^ s das ismg©wandelt o Die während öer Besalicylierungsreaktion in der Eeaktionezone. freigesetzte Wärae wird durch die Wände der Rohre hindurch in. Öle Heaktionssone 50 übertragen, und auf diese Weise wird die . für. d£e endothera ir@2-3.aiif©nie Umwandlung von Methan mit Wasserdampf in Wasserstoff 0 K^hl^imonox^ä und Kohlendioxyd benötigte Viärmeenergie sur Verfügung gestellt o Das gebildete wasserstoffhaltiga Gas gelangt über. Leitung 51 su einem. Kühler 52, wo es auf eine ^temperatur im. Bereich, von 300 bis 450 0C abgekühlt wirde Dieses abgekühlte Gas.strömt durch Leitung 53 einem Heaktor 54 2SU, wo Kohlenmonoxyd katalytisch mittels. Wasserdampf in ¥7asserstoff und Kohlendiosyd umgewandelt wird0 2)as so mit Wasserstoff angereicherte Gas wird über Leitung 55.aus dem Heaktor 54 abgezogen und strömt durch ein Kühlsystem 56, in weichem es auf eine ffiemperatur im Bereich von 30 bis 50 ?0 abgekühlt und teilweise kondensiert wird· Der Einfachheit halber ist das Kühlsystem · 56 in Fig« 2 "nur durch einen einzigen Kühler wiedergegeben, doch kann es auch aus mehreren Wärmeaustauschern und/oder KühlernHeater 47 s where water vapor is also added to the gas via line 4S. Another portion of the gas is withdrawn from the system via line 49 while a third portion of the gas is circulated via line 33 back into line 31 can. In the heater 47, the gas stream is brought to a temperature in the iron range from 600 to 800.degree. heated and then reaches the Leitiang 46 * in the heating zone 50 arranged in the reactor 37. Ia. This Eeaktionsson @ 9 which from a number · of parallel msgeo ^ flnet-ens, filled with catalyst parts "ordered 9 νη, τα the methane contained in the gas together with -water vapor in a hydrogenous ^ s that ismg © converts o The during öer Besalicylation reaction in the reaction zone. The heat released is transferred through the walls of the tubes into the oil heatsone 50, and in this way the conversion of methane with water vapor into hydrogen for the endothera ir @ 2-3 0 K ^ St ^ imonox ^ ä and carbon dioxide required Viärmeenergie sur available o asked The formed wasserstoffhaltiga gas passes through. line 51 su a. condenser 52 where it Wirde cooled to a ^ temperature in the. range of 300 to 450 0 C. This cooled Gas.strömt through line 53 a Heaktor 2SU 54 where carbon monoxide is catalytically converted by means. of water vapor in ¥ 7asserstoff and Kohlendiosyd 0 2) as gas thus enriched with hydrogen is passed via line 55.aus The heater 54 is withdrawn and flows through a cooling system 56, in which it is cooled to an operating temperature in the range from 30 to 50? 0 and partially condensed. For the sake of simplicity, the cooling system 56 in FIG. 2 is shown only by a single cooler , but it can also consist of several heat exchangers and / or coolers
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be st ©hen«exist «
Me golcühlte und zvm Seil kondensierte Mischung gelangt über leitung 57 in einen Separator 581 in welchem eie in einen wässrigen Strom, der über Leitung 59 abgezogen wird, und einen Gasstrom aufgetrennt wird9 wobei letzterer über leitung 60 in einen Absorber 61 gelangt t 5ji welchem das darin enthaltene Kohlendioxyd durch Absorption mit einer alkalischen lösung entfernt wird· Das Gas wird dann über leitung 62 aus dem Absorber 61 abgezogen· Es wurde bereits vorstehend darauf hingewiesen, dass es als kaltes Abkühlgas über leitungen 38, 38 · und 38" im Kreislauf in die Reaktionszone 36 zurückgeführt werden kann. Mindestens der Hauptanteil Rieses Gases wird jedoch Über leitung 32 in die leitung 31 eingespeist und dort mit dem zu desalkylierenden Toluol vereinigt.Me golcühlte and zvm rope condensed mixture passes via line 57 in which eie in a separator 58 1 in an aqueous stream which is withdrawn via line 59, and separated gas stream is the latter passes via line 60 to an absorber 61 t 9 5ji which the carbon dioxide contained therein is removed by absorption with an alkaline solution · The gas is then withdrawn from the absorber 61 via line 62 · It has already been pointed out above that it is circulated as cold cooling gas via lines 38, 38 · and 38 "in the circuit can be returned to the reaction zone 36. At least the main portion of Rieses gas is, however, fed via line 32 into line 31 and there combined with the toluene to be dealkylated.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform für die Erzeugung von ; Benzol aus toluol durch JDesalkylierung gemäss der Erfindung* ist in Figo 3 dargestellt·Another preferred embodiment for the generation of ; Benzene from toluene by JDesalkylation according to the invention * is shown in Figo 3.
Das als Beschickungsmaterial eingesetzte Toluol strömt zusammen mit gegebenenfalls vorhandener Rückfluasflüssigkeit durch leitung 71 und gelangt zusammen mit dem über leitung 72 abgeführten The toluene used as feed material flows together with any reflux fluid that may be present through line 71 and arrives together with the fluid discharged via line 72
.wasserst off halt igen Gas in einen Aufheizer 73» in welchem die Mischung aus Toluol und Gas auf eine Temperatur im Bereich von 600 bis 800 0C aufgeheizt wird. Die aufgeheizte Mischung strömt anschliessend über leitung 74 einer Heaktionssone 75 zu, welche gewünschtenfalla mit einem Desalkylierungskatalysator angefüllt» werden kann, beispielsweise Eobaltoxyd und Molybdänosyd, welche.wasserst off holding strength in a gas heat-up means 73 "in which the mixture of toluene and gas is heated to a temperature in the range of 600 to 800 0 C. The heated mixture then flows via line 74 to a heatsone 75 which, if desired, can be filled with a dealkylation catalyst, for example eobalt oxide and molybdenum oxide, which
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, auf Aluminiumoxyd als Trägermaterial niedergeschlagen sindo Biese Reaktionszone 75 befindet sich in einem Reaktor 76» Die umsetzung kann jedoch auch rein thermisch ohne einen Katalysator durchgeführt werden· In der Reaktionszone 75 wird das Toluol . 'desalkyliert, wobei Benzol gebildet wird. Über Leitungen 77, 77' und 77M kann kaltes wasserstoffhaltiges Gaa in die Reaktions-' zone 75 injiziert werden, um das Auftreten ausserordentlich hoher Temperaturen za vermeiden, was auf der Satsache beruht, dass die Desalkylierung des Toluolseine exotherme Reaktion ist« Die Reaktionsmischung wird über Leitung 78 aus der Reaktionszone 75 abgezogen und strömt anschliessend über diese Leitung in die Reaktionszone 79 ein, wobei Dampf über Leitung SO injiziert wird«, Die im Reaktor 76 angeordnete Reaktionszone 79 besteht aus einer Anzahl parallel angeordneter und mit Katalysatorteilchen gefüllter Röhren· In dieser Zone wird das Methan, welches in der aus der Reaktionszone 75 abgezogenen Reaktionsmischung vorliegt, mittels Wasserdampf, welcher über Leitung 80 zugeführt wird, in Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxyd umgewandelt! wobei die Reaktionstemperatur im Bereich von 600 bis 800 0C gewählt wird ο Die durch die Desalkylierungsreaktion in der Beaktionszone 75 freigesetzte 'Warme wird durch die Rohrwandungen in die Reaktionszone 79 übertragen, wodurch die Umwandlung des Methans mit Wasserdampf in Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxyd aufrecht erhalten wird. Die Reaktionsmisehung gelangt dann über Leitung 81 in einen Kühler 82, in welchem sie aiaf ©ine Temperatur im Bereich von 500 bis 450 0G abgekühlt -wird· Sie gekühlte Mischung strömt dann über Leitung 83 in einen Reaktor 84 ein, in Eohlamaonosr/ä katalytisch mittels Wasserdampf in Wasser«The reaction zone 75 is located in a reactor 76. However, the reaction can also be carried out purely thermally without a catalyst. In the reaction zone 75, the toluene. 'deakylated to form benzene. Via lines 77, 77 'and 77 M can be cold hydrogen-containing Gaa in the reaction' zone are injected 75 to prevent the occurrence za avoid extremely high temperatures, which is based on the Satsache that the dealkylation of the Toluolseine exothermic reaction "The reaction mixture is withdrawn via line 78 from the reaction zone 75 and then flows via this line into the reaction zone 79, with steam being injected via line SO Zone, the methane, which is present in the reaction mixture withdrawn from reaction zone 75, is converted into hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide by means of steam, which is fed in via line 80! wherein the reaction temperature in the range of 600 is selected to 800 0 C ο represented by the dealkylation reaction in the Beaktionszone 75 released 'heat is transferred through the tube walls into the reaction zone 79, thereby obtaining the conversion of methane with water vapor in hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide erect will. The Reaktionsmisehung then passes via line 81 into a cooler 82 in which it © ine temperature in the range of 500 to 450 0 G AiAF cooled -is · You cooled mixture then flows via line 83 into a reactor 84 a, in Eohlamaonosr / ä catalytically by means of steam in water "
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
stoff .und Kohlendioxyd umgewandelt wird· Die so mit Wasserstoff angersicherte Reaktionsmiachung wird über Leitung 85 aus dem Reaktor 84 abgezogen und gelangt in ein Kühlsystem 86, in welchem sie auf eine Temperatur im Bereich, von. 30 bis 50 °Ö abgekühlt und teilweise kondensiert wird. Der Einfachheit halber iat das Kühlsystem 86 in 3?ig, 3 durch einen einzigen Kühler wieder-gegeben, doch kann es auch aus mehreren Wärmeaustauschern und/ oder Kühlern bestehen» KLe abgekühlte und teilweise kondensierte Mischung gelangt über leitung 87 in einen Separator 88, in welchem sie in einen wässrigen Strom, welcher Über Leitung 89 abgezogen wird, und eine Kohlenwasserstoffmischung, welche über Leitung 90 abgezogen wird, sowie in ein Gas aufgetrennt wirds welches Wasserstoff und Kohlendioxyd enthält und über Leitung 91 in einen Absorber 92 eingespeist wird. Die Kohlenwasserstoffmischung besteht aus Benzol, Toluol und Polyaroaaten (zur Hauptsache Diphenyl). Sie wird durch fraktionierte Destillation in ihre Komponenten aufgetrennt, wobei das Benzol als gewünschtes Endprodukt aus der Anlage entnommen und das 2oluol zusammen mit den Polyaromaten oder einem Seil derselben im Kreislauf in die Leitung 71 zurückgeführt wird. In dem Absorber 92 wird das Kohlendiosyd durch Absorption mit einer alkalischen. Lösung aus dem Gas abgetrennt, worauf das nunmehr an Viasseretoff angereicherte Gas mindestens zum Teil über Leitungen 93 und 72 im Kreislauf in die Leitung 71 zurückgeführt wird. Ein Seil des Gases kann auch über Leitungen 77, 77' und 77s · in üst .vorstehend bereite erläuterten Weise als Jr tes Abschreckgas in die Seaktionszone 75 injisiert werden 9 and carbon dioxide is converted. The reaction mixture, which has been enriched with hydrogen in this way, is withdrawn from the reactor 84 via line 85 and passes into a cooling system 86, in which it is heated to a temperature in the range of. 30 to 50 ° Ö is cooled and partially condensed. For the sake of simplicity, the cooling system 86 in FIGS. 3? Ig, 3 is shown by a single cooler, but it can also consist of several heat exchangers and / or coolers which it is performance over line 89 withdrawn into an aqueous stream and s, and separated a hydrocarbon mixture which is withdrawn via line 90 into a gas containing hydrogen and carbon dioxide and is fed via line 91 into an absorber 92nd The hydrocarbon mixture consists of benzene, toluene and polyaroates (mainly diphenyl). It is separated into its components by fractional distillation, the benzene being removed from the system as the desired end product and the 2oluene being recycled into line 71 together with the polyaromatics or a rope of the same. In the absorber 92, the carbon dioxide is absorbed with an alkaline. Solution separated from the gas, whereupon the gas, which has now been enriched in Viasseretoff, is at least partially returned to the line 71 via lines 93 and 72 in the circuit. A rope of the gas can also via lines 77, 77 'and 77 · s in üst .vorstehend ready-explained manner are injisiert as Jr tes quenching in the Seaktionszone 75 9
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Das erfindungsgemäase Verfahren ist nicht auf die Desalkylierung von Toluol beschrankt, sondern es lässt sich für alle Alkylaromaten verwenden, beispielsweise Toluol, Xylole und Hethylnaphthaline· Toluol ist in der vorstehenden Erläuterung lediglich beispielsweise genannt worden«The inventive method is not based on dealkylation limited by toluene, but it can be used for all alkyl aromatics use, for example toluene, xylenes and methylnaphthalenes Toluene has only been mentioned as an example in the above explanation «
JÜttels der in !ig«, 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung werden Je Stunde 2438 kg Toluol desalkyliert.JÜttels the embodiment of the invention illustrated in! Ig "2 per hour are 24 3 8 dealkylated kg of toluene.
Es werden Je Stunde 24,8 kg frisches Toluol und 5,1 kg Mcklauftoluol, welches 9*3 Sewe# Diphenyle enthält, zusammen mit 8f6 kg eines Gases, -Welches aus 34,9 Grew«$ Wasserstoff und 65,1 Gew.?» Methan Gesteht, auf eine Temperatur von 700 0C erhitzte Die erhitzte Mischung wird dann in die Eeaktionqsone 36 eingespeist, wo das toluol thermisch desalkyliert wirde Die Verweilzeit des Soluols in dieser Beaktionszone 36 beträgt 20 Sekunden, der Druck 38 kg/cm und die Durchschnitt st emperatur 700 0O. Aus der Eeaktionszone 36 werden Je' Stunde'38,5 kg einer Rsaktions· laisclmng abgezogen,' welehe zu 6,4 Sewo$ aus Wasserstoff, zu 25,3 Gew.jS aus Methan, zu 54,6 Gew.fS aus Benzol, zu 12,0 Gew·^ aus Toluol und zu 1,2 Gawc^ aus Blphenylen besteht« Die Mischung wird im Kühlsystem 40 auf eine Temperatur-von 30 0C abgekühlt und teilweise kondensiert«It Depending hour 24.8 kg of fresh toluene and 5.1 kg Mcklauftoluol which 9 * 3 Sew contains e # diphenyls, along with 8 f 6 kg of a gas -Which from 34.9 Grew "$ hydrogen and 65.1 Weight? " St methane admits heated to a temperature of 700 0 C. The heated mixture is then fed into the Eeaktionqsone 36 where the toluene Wirde thermally dealkylated The residence time of Soluols is in this Beaktionszone 36 20 seconds, the pressure 38 kg / cm and the average emperature 700 0 O. from Eeaktionszone 36 Depending 'Stunde'38,5 kg · a Rsaktions laisclmng subtracted' welehe to 6.4 Sew o $ of hydrogen to 25.3 Gew.jS methane, 54.6 Gew.fS of benzene, consists of 12.0 weight · ^ of toluene and 1.2 Gaw c ^ from Blphenylen "The mixture is cooled in the cooling system 40 to a temperature of 30 0 C and partially condensed"
Die Reaktionsmischung. wird ansehliessend im Separator 42 aufgetrennte Je Stunde wird dabei ein Flüssigkeitsstrom in einer Hen- ge von 26,1 kg erhalten, welcher aus 80,6 Gew0^ Benzol,The reaction mixture. ansehliessend is fractionated in the separator 42. Depending hour, a liquid stream in a Hen- is obtained 26.1 kg of this ge, which consists of 80.6 wt 0 ^ benzene,
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17.6 Gewo^. !Toluol und 1,8 Gewo# Diphenylen/bestellt 0 Ausserdem werden je Sttm.de im Separator 12»4 lieg eines Gases abgetrennt, welches aus 20,0 Gew,# Wasserstoff und 80,0 Gew.# Hethan besteht0 17.6 Gewo ^. ! Toluene and 1.8 wt o # diphenylene / 0 ordered addition are per Sttm.de in the separator 12 "4 lie a gas separated off, which consists of 20.0 wt Hethan #, # hydrogen and 80.0 wt. 0
Die Mischung aus Benzol, loluol und Diphenylen wird durch fraktionierte Destillation aufgetrennt. Je Stunde fallen 21,0 kg Benzol an, welche als gewünschtes Endprodukt abgezogen werden,. Ferner werden je Stunde 5,1 kg einer Mischung aus Soluol und Diphenylen erhalten, welche im Kreislauf in die Reaktionszone zurtickgeftihrt wird· Je Stunde werden ausserclem 2,7 kg Gas aus der Anlage abgezogene Ton dem abgetrennten Gas werden je Stunde 9,7 kg !zusammen mit 45,0 kg züge setzt em überhitzten Dampf auf eine lemperatur von 670 0C erhitzt und dann in die Beaktionszone 50 eingespeist, wo das Hethan mittels Wasserdampf über ei» nein Katalysator umgewandelt wird, der aus einem Trägermaterial aus feuerfestem Oxyd besteht und 30 Gew·^ Nickel, 1 Gew.^ Kalium und 69 Gewi# Trägermaterial enthält· Man arbeitet bei einem Eeaktionsdruök von 35 kg/cm und einer Dtwehsehnittstemperatur von 670 0Co Je Stunde erhält man eine Reaktionaproduktmischung, welche aus 41 »6 kg Dampf ucd 13,1 kg Gas besteht, wobei letzteresThe mixture of benzene, loluene and diphenylene is separated by fractional distillation. 21.0 kg of benzene are obtained per hour and are drawn off as the desired end product. In addition, 5.1 kg of a mixture of soluene and diphenylene are obtained per hour, which is fed back into the reaction zone in a cycle. together with 45.0 kg trains sets em superheated steam to a lemperatur heated from 670 0 C and then fed into the Beaktionszone 50 where the Hethan by means of water vapor over ei "no catalyst is converted, which consists of a support material of a refractory oxide and 30 wt · ^ nickel, 1 wt. ^ potassium and 69 Nominal # support material contains · is carried out at a Eeaktionsdruök of 35 kg / cm and a Dtwehsehnittstemperatur of 670 0 Co Depending hour obtains a Reaktionaproduktmischung which UCD from 41 "6 kg steam 13 , 1 kg of gas, the latter
21.7 Gew.# Wasserstoff, 42,6 Gewo# Methan» 16,6 Gew·^ Kohlenmonoxyd und 19,1 Gew·^ Kohlendioxyd enthält·21.7 wt. # Hydrogen, 42.6 percent o # methane "16.6 percent · ^ carbon monoxide and 19.1 percent · ^ carbon dioxide contains ·
Dieses Gas wird auf eine Temperatur von 390 °ö abgekühlt und dann in einen Reaktor 54 eingespeist, wo das Kohlenmonoxyd mittels Wasserdampf in Wasserstoff und Kohlendioatyd über einem Katalyaa-, tor umgewandelt wird, welcher Biseno3cyd und Chroaoxyä enthälto This gas is cooled to a temperature of 390 ° ö and then fed into a reactor 54, where the carbon monoxide is converted by means of steam into hydrogen and carbon dioxide via a catalyst which contains bis-enoxy and chrooxy- o
Der Eeaktionsdruck beträgt 33 kg/cm2· Je Stunde erhält man eineThe reaction pressure is 33 kg / cm 2. One is obtained per hour
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Heaktionsmischung, welch© aus 40,2 kg Dampf und 14» 5 leg eines Gases besteht; welches 20,6 Ge\*of° Wasserstoff« 38,5 Gew»# Methan,. 0,1 Gew.^ Kohlenraonoxyd sowie 40,8 Gew«# Kohlendioxyd enthält· Diese Mischung wird auf 30 0C abgekühlt und der Wasserdampf wird kondensiert. Man zieht dann je Stunde 40,2 kg Wasser und 14,5 kg Gas ab, wobei das Gas einem Absorber 61 zugeleitet wird, in welchem Kohlendioxyd und Kohlenmonoxyd mittels einer alkalischen lösung abgetrennt werden«,Heating mixture, which consists of 40.2 kg of steam and 14 »5 legs of a gas; which 20.6 Ge \ * o for hydrogen «38.5 wt» # methane ,. Contains 0.1% by weight of carbon dioxide and 40.8% by weight of carbon dioxide. This mixture is cooled to 30 ° C. and the water vapor is condensed. 40.2 kg of water and 14.5 kg of gas are then withdrawn per hour, the gas being fed to an absorber 61, in which carbon dioxide and carbon monoxide are separated off by means of an alkaline solution «,
Das Bestgas (8,6 kg/Stunde), besteht zu 34,9 Gew.$ aus Wasserstoff und zu 65 »1 Gew»s6 aus Methan0 Ss wird zusammen mit dem als Ausgangsbeschiokung verwendeten Toluol erhitzt und im Kreislauf in die Beaktionszone eingespeisteThe Bestgas (8.6 kg / hour), consists of 34.9 wt. $ Of hydrogen and 65 »1 wt" s6 of methane 0 Ss is heated together with the used as Ausgangsbeschiokung toluene and fed in the circuit in the Beaktionszone
Patentansprüche $Claims $
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