DE19822658A1

DE19822658A1 - Ketene production by high temperature decomposition of acetic acid

Info

Publication number: DE19822658A1
Application number: DE1998122658
Authority: DE
Inventors: Joachim Semel; Thomas Schaefer; Dirk Stanischewski
Original assignee: Aventis Research and Technologies GmbH and Co KG
Current assignee: Siemens Axiva GmbH and Co KG
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 1999-11-25
Also published as: JP2002515470A; WO1999059950A1

Abstract

In the production of ketene from acetic acid by vaporizing acetic acid, adding a catalyst and reacting the mixture at over 400 deg C, then separating ketene from the reaction mixture, carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), methane (CH4), ethene (C2H4) and/or acetic anhydride is added to the acetic acid vapor or mixture.

Description

Verfahren zur Herstellung von Keten aus Essigsäure unter Zugabe von Kohlenmonoxid oder Essigsäureanhydrid Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Keten aus Essigsäure, bei dem man Essigsäure verdampft, dem Dampf einen Katalysator zugibt und das entstehende Gemisch bei Temperaturen größer als 400°C zur Reaktion bringt, wobei ein Reaktionsgasgemisch entsteht, aus dem man das Keten abtrennt.Process for the preparation of ketene from acetic acid with the addition of Carbon monoxide or acetic anhydride The invention relates to a process for the preparation of ketene from acetic acid, at which you evaporate acetic acid, add a catalyst to the steam and that resulting mixture at temperatures greater than 400 ° C to react, wherein a reaction gas mixture is formed from which the ketene is separated.

Dieses Verfahren (vgl. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5^th Edition, VCH, Weinheim, 1990) wird vielfach auf der Welt eingesetzt und umfaßt folgende Schritte:
This process (cf.Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5 ^th Edition, VCH, Weinheim, 1990) is widely used around the world and comprises the following steps:

- evaporation of acetic acid;
- preheating the steam, d. H. Heating the steam, e.g. B. with hot exhaust gases, at temperatures between 400 and 700 ° C;
- admixing a catalyst;
- heating the mixture to a reaction temperature of 550 and 850 ° C and Reaction;
Admixing ammonia to inactivate the catalyst;
- Separation of the valuable product ketene and recovery of unreacted Acetic acid, d. H. Separation of the product stream into ketene, acetic acid, Acetic anhydride and exhaust gas.

Dieses Verfahren wird in dieser Form in vielen Produktionsanlagen auf der Welt durchgeführt. Die Selektivität der Essigsäure-Spaltung zum Keten liegt dabei meist über 90%.This process is used in this way in many production plants around the world carried out. The selectivity of the acetic acid cleavage to ketene is mostly over 90%.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Selektivität des eingangs genannten Verfahrens noch weiter zu verbessern. The invention was therefore based on the object, the selectivity of the input mentioned method to improve even further.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man Komponenten wie CO, CO₂, Methan, Ethylen oder Essigsäureanhydrid zu dem Essigsäuredampf oder dem Gemisch hinzugibt. CO, CO₂, Methan und Ethylen sind die gasförmigen Nebenprodukte des Prozesses, die im Prozeßabgas der Verbrennung zugeführt werden. Essigsäureanhydrid entsteht als flüssiges Nebenprodukt bei der Aufarbeitung (Kondensation und Waschkolonne) des Produktstroms.This object is achieved in that components such as CO, CO ₂ , methane, ethylene or acetic anhydride are added to the acetic acid vapor or the mixture. CO, CO ₂ , methane and ethylene are the gaseous by-products of the process that are fed into the process exhaust gas for combustion. Acetic anhydride is formed as a liquid by-product during the work-up (condensation and washing column) of the product stream.

Modellrechnungen zeigten, daß sich trotz der Verdünnung der ursprünglichen Reaktanden die Ketenausbeute durch die Zugaben dieser Nebenprodukte am Reaktoreingang anheben läßt. Der größte Effekt läßt sich dabei mit Kohlenmonoxid erzielen, aber auch Kohlendioxid oder Methan oder Ethylen oder Essigsäureanhydrid haben den genannten Einfluß auf die Reaktionen.Model calculations showed that despite the dilution of the original The ketene yield reacted by adding these by-products on Can raise the reactor inlet. The greatest effect can be achieved with carbon monoxide achieve, but also carbon dioxide or methane or ethylene or acetic anhydride have the mentioned influence on the reactions.

Die genannten Modellrechnungen beruhen auf experimentellen Daten zur Fluiddynamik, Wärmeübertragung und Reaktionskinetik, die in einer Versuchsapparatur gewonnen wurden. Zur Berechnung der Einflüsse der beschriebenen Zugaben wurde ein Reaktormodell erstellt, das die chemische Kinetik, den Wärmeübergang und die Fluiddynamik der Essigsäurespaltung im Rohrreaktor umfaßt.The model calculations mentioned are based on experimental data for Fluid dynamics, heat transfer and reaction kinetics all in one Experimental apparatus were obtained. To calculate the influences of described additions, a reactor model was created that included chemical kinetics, the heat transfer and the fluid dynamics of the acetic acid splitting in the tubular reactor includes.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Keten aus Essigsäure, bei dem man Essigsäure verdampft, dem Dampf einen Katalysator zugibt und das entstehende Gemisch bei Temperaturen größer als 400°C zur Reaktion bringt, wobei ein Reaktionsgasgemisch entsteht, aus dem man das Keten abtrennt, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Essigsäuredampf oder dem Gemisch CO oder CO₂ oder CH₄ oder C₂H₄ oder Essigsäureanhydrid ((CH₃CO)₂O) oder Mischungen, die diese Komponenten enthalten, zuführt.The invention therefore relates to a process for the preparation of ketene from acetic acid, in which acetic acid is evaporated, a steam is added to a catalyst and the resulting mixture is reacted at temperatures greater than 400 ° C., resulting in a reaction gas mixture from which the ketene is obtained separated off, characterized in that the acetic acid vapor or the mixture CO or CO ₂ or CH ₄ or C ₂ H ₄ or acetic anhydride ((CH ₃ CO) ₂ O) or mixtures containing these components is fed.

Eine besondere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Abtrennung des Ketens entstehende Abgas, das die genannten Komponenten enthält, mindestens teilweise dem Essigsäuredampf oder dem Gemisch zugeführt wird. A special embodiment is characterized in that after the Separation of the ketene resulting exhaust gas, the components mentioned contains, at least partially fed to the acetic acid vapor or the mixture becomes.

Ebenso bevorzugt kann das bei der Rückgewinnung nicht umgesetzter Essigsäure und/oder der Abtrennung des Ketens anfallende Essigsäureanhydrid zurückgeführt werden.This can also be preferred in the recovery of unreacted acetic acid and / or the acetic anhydride obtained from the separation of the ketene become.

Es können auch Rest- oder Abfallprodukte aus anderen Prozessen, die die genannten Stoffe enthalten dem Essigsäuredampf zugegeben werden.There may also be residual or waste products from other processes that the mentioned substances contain the acetic acid vapor are added.

Claims

1. A process for the preparation of ketene from acetic acid, in which acetic acid is evaporated, a steam is added to a catalyst and the resulting mixture is reacted at temperatures greater than 400 ° C., a reaction gas mixture being formed from which the ketene is separated, characterized that one supplies the acetic acid vapor or the mixture CO or CO ₂ or CH ₄ or C ₂ H ₄ or acetic anhydride or mixtures containing these components.

2. The method according to claim 1, characterized in that one part of leads to waste gas arising in the separation of the ketene.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that one at the recovery of unreacted acetic acid and / or the separation of the ketene resulting acetic anhydride.