DE2628746A1

DE2628746A1 - Vorrichtung fuer die kontinuierliche umsetzung von fein zerteilten feststoffen mit gasen und fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2628746A1
Application number: DE19762628746
Authority: DE
Inventors: Georges Biola; Henri Guerpillon; Robert Masotti
Original assignee: Rhone Poulenc Industries SA
Current assignee: Rhone Poulenc Industries SA
Priority date: 1975-06-27
Filing date: 1976-06-25
Publication date: 1977-04-21
Also published as: IT1065645B; GB1515812A; BR7604174A; CH614635A5; DE2628746C3; NL7606973A; JPS5217426A; LU75247A1; RO69044A; ES449213A1; AT352752B; ATA469776A; BE843405A; DE2628746B2; JPS5442963B2; FR2315506B1; CA1085866A; FR2315506A1; US4111662A

Description

betreffend

Vorrichtung für die kontinuierliche Umsetzung von fein zerteilten Feststoffen mit Gasen und Flüssigkeiten

Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf die kontinuierliche Umsetzung von fein zerteilten Feststoffen mit Flüssigkeiten und Gasen und betrifft insbesondere die Herstellung von Aluminiumalky!-Verbindungen.

Bekanntlich können Aluminiumalky.le nach Karl Ziegler ausgehend von Aluminium, Wasserstoff und Olefinen entsprechend den folgenden Gleichungen hergestellt werden:

Al + 3 H 2

+ 2 AlR,

-5* 3 AlR₂H

3 AlR₂H + 3R-

3 AlR,

(D (2)

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- 2-

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in denen R für eine C₂-C^f) Alkylgruppe steht und R- das dieser Alkylgruppe entsprechende oL-Olefin ist_o

I,

Es ist weiterhin bekannt, daß die Herstellung von Aluminiumtrialkyl AlR-, entweder in zwei aufeinanderfolgenden Stufen in voneinander unterschiedenen Reaktoren durchgeführt x^erden kann - wobei das Dxalkylaluminiumhydrid in einem ersten Reaktor entsprechend der obigen Reaktion (1) und das Aluminiumtrialkyl in einem zweiten Reaktor entsprechend der obigen Gleichung (2) erzeugt und Aluminiumtrialkyl in den ersten Reaktor zurückgespeist wird - oder aber in einer einzigen Stufe in einem einzigen Reaktor.

Das zweistufige Verfahren führt allgemein zu einer besseren Ausbeute als das einstufige Verfahren; nachteilig daran ist jedoch, dai3 mehrere Reaktoren gebraucht werden, also eine umständlichere Anlage und daß Aluminiumalkyle im Kreislauf zurückgeführt werden müssen, d.h. daß in beträchtlichem Ausmaße gefährliche Flüssigkeiten unter erhöhten Drucken umlaufen.

Es wurden auch bereits verschiedene Vorrichtungen für die t Herstellung von Dialkylaluminiumonohyarid beschrieben, eine Reaktion, bei der drei Phasen Gas - Flüssigkeit - Feststoff miteinander in Reaktion treten. Solche Vorrichtungen werden vor allem in der US-PS 3 373 179, der FR-PS 1 420 392, der FR-PS 1 173 100 und der BE-PS 546 432 beschrieben.

Diese bekannten Vorrichtungen für kontinuierliche Umsetzung weisen jedoch gewisse Nachteile auf; die wichtigsten sind:

Bei einigen Vorrichtungen, beispielsweise gemäß FR-PS 1 173 100 wird ein System von Sieb- oder Filterplatten verwendet zwischen denen Gaskissen angeordnet sind, um die

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Berührung (der Phasen) zu verbessern. Bei diesem System kann der Reaktor zusetzen oder partiell verstopfen infolge der sehr aktiven Aluminiumteilchen, die zum Agglomerieren neigen, weil sie keine isolierende oder schützende Aluminiumoxid-Schicht aufweisen; hieraus ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten wegen der Gefährlichkeit von Aluminiumalkyl-Verbindungen.

Andere Vorrichtungen, beispielsweise gemäß der FR-PS 1 420 392 sehen ein im Reaktor angeordnetes mechanisches Rührsystem vor, daß ein- oder mehrstufig sein kann. Es ist aber in mechanischer Hinsicht schwierig, eine gute Abdichtung der Antriebswelle zu erreichen, weil der Reaktionsdruck hoch ist (35 bis 175 bar); außerdem ergeben sich Probleme aufgrund der Erosion der Innenschaufeln, dem Sintern (Zusammenbacken) des aktiven Aluminiums auf den sich drehenden Teilen oder Elementen und das erneut in Suspension bringen der durch Absitzen gebildeten Wiederschläge von Aluminiumteilchen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches aus Dialkylaluminiumonohydrid und Aluminiumtrialkyl bereitzustellen, das zu guten Ausbeuten führt und \ in einer einzigen Stufe in einer einzigen Reaktionszone durchgeführt werden kann, die vollständig homogen ist dank einer ausgezeichneten Wirksamkeit der in dieser Reaktionszone bewirkten Berührung der drei Phasen Gas-Flüssigkeit-Feststoff miteinander, wodurch alle oben genannten Nachteile vermieden werden können.

Die Erfindung betrifft weiterhin die zur Durchführung des Verfahrens notwendige Vorrichtung; diese besteht aus einem kompakten Reaktor, in dem eine Reaktion in einem vollständig homogenen Medium durchgeführt werden kann, bei dem ein ausgezeichneter Umlauf und eine sehr innige Mischung der Reaktionspartner eine sehr gute Berührung der verschiedenen vorhandenen Phasen miteinander ermöglichen; hierdurch

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wird eine erhebliche Verbesserung der Reaktionskinetik für die Alkylierung von Aluminium, die allgemein langsam verläuft, sichergestellt, sowie eine erhebliche Verbesserung der Kinetik des angestrebten Wärmeaustausches. Weiterhin ermöglicht die Vorrichtung gleichzeitig und kontinuierlich das Dekantieren außerhalb des eigentlichen Reaktors des nicht umgesetzten Aluminiums, bevor die flüssige Phase abgezogen wird, das Rückspeisen dieses nicht umgesetzten Aluminiums unmittelbar in den Reaktor ohne dazwischengeschaltete Pumpe oder Sieb bzw. Schleusenkammer und das Abziehen der flüssige Phase, die die erzeugten Aluminiumalkyle enthält sowie gleichzeitig sehr feine Verunreinigungen oder Begleitstoffe, die zu Beginn in dem eingesetzten Aluminiumpulver vorhanden waren und notwendig sind, um einen ausreichenden Aufschluß des Metalls zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird zur Herstellung eines Gemisches aus Alkylaliiminiummonohydrid und Aluminiumtrialkyl unter einem Druck von 30 bis 200 bar, vorzugsweise von 60 bis 150 bar und bei einer Temperatur von 100 bis 200⁰C gasförmiger Wasserstoff, fein zerteiltes Aluminium und mindestens ein Cp-C^Q Olefin miteinander umgesetzt; das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet , daß man in einer einzigen Reaktionszone und in einer einzigen Stufe Wasserstoff und/oder ein Inertgas mitten in ein Reaktionsmedium bestehend aus den drei Phasen Feststoff-Flüssigkeit-Gas am Boden dieser Reaktionszone in Gegenwart eines in das Reaktionsmedium eintauchenden Rohres einspeist, und so ein in Berührung bringen der Reaktionspartner durch pneumatisch geförderten Umlauf der drei Phasen Gas-Flüssigkeit-Feststoff in zv/ei Flüssigke its säulen bewirkt; das dabei entstehende Reaktionsprodukt wird in eine Absitzzone überführt mit Hilfe einer im unteren Bereich der Reaktionszone vorgesehenen Öffnung, die unmittelbar mit dem unteren Teil der Absitzoder Dekantierζone in Berührung steht; das im oberen

*(gas-lift)

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Bereich der Dekantierzone überlaufende, von den nicht ungesetzten Teilchen befreite flüssi ge Gemisch aus Dialkylaluminiumhydrid und Alurainiumtrialkyl wird abgezogen und das nicht umgesetzte Aluminium, das sich in der Nähe der Öffnung abgesetzt hat in die Reaktionszoiie zurückgespeist und zwar durch Mitnahme mit dem in der Reaktionszone umlaufenden Reaktionsmedium.

Der Wasserstoff und/oder das Inertgas können außerhalb des Rohres in den Ringraum eingespeist werden, der von dem in das Reaktionsmedium eintauchenden Rohr und der Peripherie der Reaktionszone gebildet wird.

Vorzugsweise werden jedoch Wasserstoff und/oder Inertgas in das in das Reaktionsmedium eintauchende Rohr eingespeist, wobei die drei Phasen des Reaktionsmediums durch den gleichen Vorgang in Umlauf (Rotation)gesetzt werden wie beim Einleiten von Wasserstoff und/oder Inertgas in den Ringraum, mit dem einzigen Unterschied, daß die Umlaufrichtung des Reaktionsmediums umgekehrt wird.

Infolge der kontinuierlichen UmIaufbewegung der drei nebeneinander vorhandenen Phasen Feststoff-Flüssigkeit-Gas wird eine ausgezeichnete Durchmischung des Reaktionsmediums und eine praktisch vollständig homogene Reaktionszone erreicht«

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das flüssige Gemisch aus Dialkylaluminiummonohydrid und Aluminiumtrialkyl aus der Dekantierzone so abgezogen, daß das Niveau des Überlaufs aus dieser Zone den Spiegel der Reaktionsflüssigkeit in der Reaktionszone steuert bzw. reguliert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Überlaufniveau der Dekantierzone auf gleiche Höhe wie das Niveau der Reaktionszone eingestellt.

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-e. t ^1A-⁴⁷⁹⁶² 26287Λ6

Wieviel Wasserstoff und/oder Inertgas, beispielsweise " Stickstoff oder Argon im unteren Bereich der Reaktionszone eingeleitet werden, hängt von den erforderlichen Umlaufgeschwindigkeiten der Reaktionsflüssigkeit zum Mitnehmen der Aluminiumteilchen ab; letztere können unterschiedlich groß sein und beispielsweise eine Korngrößenverteilung von einigen Mikron bis zu einigen Millimetern aufweisen.

Vorteilhaiterweise wird die oberhalb der umlaufenden Reaktionsflüssigkeit befindliche Gasphase durch einen Bereich geführt, in dem die von der Gasphase mitgerissenen kleinen Flüssigkeitströpfchen abgetrennt werden. Die auf diese Weise von Flüssigkeit befreite Gasphase kann dann kondensiert, abgekühlt, wieder erhitzt und/oder gereinigt bz\tf. gespült werden, bevor sie komprimiert und am Boden der Reaktionszone in diese zurückgeführt wird.

Um die Wirksamkeit des Absitzens oder Abscheidens zu verbessern, v/eist vorteilhafterweise der untere Bereich der Dekantierzone, der unmittelbar mit der Reaktionszone in ι Verbindung steht, einen geringeren Querschnitt auf als der obere Bereich der Dekantierzone. Auf diese Weise stellt sich in der Dekantierzone oben ein beruhigter Bereich ein, während im Bodenteil des Dekantierbereiches leichte Turbulenzen auftreten, die von den umlaufenden Reaktionspartnern vor allem in unmittelbarer Nähe der Verbindungsöffnung der beiden unmittelbar benachbarten Bereiche der Dekantation und der Reaktion auftreten. Dieser Turbulenzbereich begünstigt andererseits das Rückführen der abgesessenen Aluminiumteilchen, die im Reaktionsmedium entlang der Wand gleiten.

•^Feststoffteilchen, insbesondere

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Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist der untere Teil
der Dekantier- oder Abscheidezone um mehr als 45° gegenüber der Horizontalen geneigt. Es hat sich gezeigt, daß die Wirksamkeit beim Absitzen oder Dekantieren der nicht umgesetzten Aluminiumteilchen noch besser ist, wenn die Neigung 60 oder mehr beträgt.

Es kann vorkommen, daß von der umlaufenden Flüssigkeit
mitgerissene Gasblasen in die Dekantierzone aufsteigen
und deren Gleichgewicht zerstören. Urn diesen Nachteil
zu beheben, wird vorteilhaiterweise eine vertikale Zone zwischen dem oberen und dem unteren Bereich der Dekantierzone vorgesehen; hier werden die Gasblasen eingefangen, die in diesem Dekantierbereich aufsteigen.

Die Erfindung läßt sich mit großem Vorteil auf die Herstellung von Butylaluminiumverbindungen (n-Butyl-, sek-Butyl- und Isobutylaluminium) gemäß dem Verfahren einer gleichrangigen Anmeldung zur Herstellung von primären
Alkoholen mit linearer Kette ausgehend von C^-Kohlenwasserstoffraktionen anwenden.

Die Vorrichtung zur Herstellung von Alurniniumalkylen nach der Erfindung umfaßt einen einstufigen Reaktor bestehend aus einem im oberen Teil erweiterten Außenmantel und einem zentralen Rohr oder Schacht im Inneren des Reaktors, an dessen Boden ein Gasverteiler angeordnet ist. Außerhalb des Reaktors ict ein Abscheider vorgesehen mit einem Verbindungsteil, das ihn unmittelbar mit dem Bodenteil des Reaktors verbindet sowie eine Kammer mit relativ großem Durchmesser oder Querschnitt, der notwendig ist, um eine beruhigte Zone beim Absitzen der Feststoffteilchen zu erzeugen, sowie gegebenenfalls ein vertikales Rohr zum Einfangen der Gasblasen, die durch das Verbindungsteil aufsteigen.

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Die Vorrichtung sowie bevorzugte Ausführungsformen v/erden mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.

t,

Fig. 1 zeigt eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Figo 2 zeigt das Schema einer Anlage zur Herstellung von Aluminiumalkylen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie dies konkret im nachfolgenden Beispiel näher beschrieben v/ird.

In Fig. 1 bezeichnet A den eigentlichen Reaktor mit pneumatischem Flüssigkeitsumlauf ("gas-lift"): durch das in die flüssige Reaktionsphase eingeleitete Gas oder Gasgemisch werden Dichteunterschiede erzeugt, die zum Umlauf der Reaktionsphase führen.

Die Umlaufgeschwindigkeit der flüssigen Phase muß ausreichend groß sein, um die feste Phase, die als Aluminiumpulver, -granulat oder -späne oder ganz allgemein als zerteiltes Aluminium vorliegt,, in Suspension zu halten.

Hierzu sind Reaktor Λ und Innenrohr oder Schacht C in Form von zwei konzentrischen Rohren ausgebildet derart, daß der Innendurchmesser oder -querschnitt des Rohres C etwa gleich ist dem Durchmesser oder Querschnitt des durch die beiden Rohre gebildeten Ringraumes. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist im unteren Teil des Rohres C, vorzugsweise im Bodenbereich des Rohres ein Gasverteiler oder Gasinjektor E vorgesehen, aus dem Gasblasen in die zentrale Flüssigkeitssäule aufsteigen und den Umlauf der Reaktionspartner bewirken sowie die feste Phase in Suspension bringen.

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Der Außenmantel des Reaktors A ist im oberen Teil erwei- ■ tert, um ein Entgasen der aus dem Innenrohr aufsteigenden und überlaufenden Flüssigkeit zu ermöglichen und so das Zurückführen der Gasblasen zu verringern.

Am Kopf des eigentlichen Reaktors A sind Zuleitungen M und N für die Ausgangsstoffe Wasserstoff, fein zerteiltes Aluminium und Olefine sowie gegebenenfalls Lösungsmittel bekannter Art vorgesehen. Diese Zuleitungen können in das Reaktionsmedium eintauchen oder einfach in die- Gasphase des Reaktors münden; letzteres ist in Fig. 1 gezeigt; die zugespeisten Reaktionspartner werden unmittelbar von dem umlaufenden Reaktionsmedium eingefangen und innig mit diesem und miteinander vermischt.

Der Gasverteiler kann sehr unterschiedlich ausgebildet sein; es werden bekannte Systeme gewählt wie Sinterscheibe oder Metallscheibe, perforierte Platte oder Rohr oder Düse.

Der Gasverteiler wird von einer außerhalb des Reaktors liegenden Quelle G für Reaktionsgas gespeist, das gegebenenfalls mit einem Inertgas verdünnt ist und/oder mit Hilfe eines zwischengeschaltenen Gasumwälzers oder -kompressors, der zv/ischen F und G angeordnet und im Bild nicht gezeigt ist; in diesem Falle wird die Gasphase bei F oberhalb des Reaktors angesaugt und bei G in das Rohr gepumpt, das mit dem Verteiler E am Boden des Reaktors in Verbindung steht.

Es kann zweckmäßig sein, im oberen Teil des Reaktors A einen Bereich vorzusehen, in welchem die von der Gasphase mitgerissenen kleinen Flüssigkeitströpfchen abgetrennt werden. Durch diesen Bereich wird die oberhalb der umlaufenden Reaktionsflüssigkeit vorhandene Gasphase geleitet,

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bevor sie über F austritt und bei G wie oben angegeben n in das mit dem Verteiler E in Verbindung stehenden Rohr zurückgepumpt wird.

Das angestrebte thermische Gleichgewicht des Reaktors A wird mit Hilfe eines Außenmantels I bewirkt» Anstelle dieses Außenmantels können beliebige andere Mittel vorgesehen sein, beispielsv/eise ein im Inneren des Reaktors verlaufendes Schlangenrohr oder aber Abkühlen, Aufheizen oder Kondensieren der Gase außerhalb des Reaktors.

Die Vorrichtung umfaßt weiterhin einen Abscheider B, der über das Rohr K unmittelbar mit dem Ringraum des Reaktors A in Verbindung steht. In diesem Abscheider wird eine beruhigte Zone erzeugt, in der die Trennung fest-flüssig erfolgt. Der Querschnitt des oberen Teils des Abscheiders B wird so gewählt, daß der gewünschte Trennungsgrad erreicht v/ird.

Erfindungsgemäß bildet das Rohr K mit der Horizontalen einen Winkel von mehr als 45 , vorzugsweise von etwa 60 bis 65 . Noch größere Neigungswinkel können vorgesehen sein, beispielsweise von 80°. Aber die praktische Aust
führung derartiger Vorrichtungen ist nicht so einfach und außerdem hat sich gezeigt, daß bei derart großen Neigungswinkeln die beruhigte Zone, die im Abscheider B erzeugt werden soll, gestört wird.

Im Verlauf des Abscheide- oder Absitz vor ganges gleiten die in dem geneigten Rohr K abgeschiedenen Feststoffteilchen in diesem Rohr nach unten und werden wieder in Umlauf gebracht, sobald sie in den Ringraum des Reaktors eintreten.

Der Abscheider B arbeitet bei konstantem Niveau oder Flüssigkeitsspiegel; die Flüssigkeit, ein Gemisch aus Dialkylaluminiummonohydrid und Trialkylaluminium wird

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- vr - η

mit Hilfe eines Überlaufs abgezogen, beispielsweise über ■ das Ablauf rohr L. Die/Höhe des Abzugs oder das Niveau des Überlaufs reguliert die Höhe oder das Niveau der Flüssigkeit im Reaktor A.

Zweckmäßigerweise zweigt im oberen Bereich des Rohres K vor dem Abscheider B ein weiteres Rohr J ab, das zum Entgasen dient und die Gasblasen auffängt, die im Ringraum des Reaktors A mitgerissen gegebenenfalls in dem Abscheider aufsteigen und dort das Gleichgewicht zerstören.

Die Vorrichtung ist zum Arbeiten unter erhöhtem Druck vorgesehen, um Aluminiumalkyle herzustellen; infolgedessen verbinden (im Bild nicht gezeigte) Ausgleichsleitungen für die Gase die Reaktoren A, das Entgasungsrohr J und den Abscheider B.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine sehr einfache Innen-Ausführung aus, weil weder Stopfbuchsen für die Welle, mechanisches Rührwerk, Filtersiebe, Platten oder Boden oder Einbauten notwendig sind; hieraus ergibt sich eine Anzahl wesentlicher technischer Vorteile, wenn man berücksichtigt, daß der Reaktionsdruck hoch ist, beispielsweise 60 bis 175 bar beträgt und daß Aluminiumalkylverbindungen entzündlich sind und mit besonderer Vorsicht gehandhabt werden müssen, daß weiterhin das umlaufende Aluminium in sehr fein verteiltem und aktiviertem Zustand vorliegt und leicht im Inneren komplizierter ausgeführter Reaktoren wie beim Stand der Technik zusammenbackt oder Leitungen zusetzt und leicht auf den in Reibung oder in Rotation befindlichen mechanischen Teilen sintert.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung können gleichzeitig mit der Flüssigkeit die sehr feinen Begleitstoffe abgezogen werden, die zu Beginn im Aluminiumpulver vorhanden und notwendig sind, damit das Metall in entsprechender Weise aufgeschlossen bzw. angegriffen wird.

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Der beschriebene Reaktor ermöglicht weiterhin einen ausgezeichneten Umlauf und ein inniges Mischen der Reaktionspartner, wodurch ein sehr zufriedenstellender Massenübergang und Wärmeaustausch sichergestellt wird.

Ganz allgemein läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung beliebiger Reaktionen einsetzen, bei denen die drei Phasen fest, flüssig und gasförmig nebeneinander vorliegen und innig miteinander in Berührung gebracht werden müssen. Als Beispiele für derartige Reaktionen seien vor allem die katalytische Hydrierung in Flüssigphase und die Hydro-Behandlung von Brdölfraktionen genannt.

Da die Vorrichtung ganz äLlgemein dazu bestimmt ist, die Dreifach-Berührung Gas-Flüssigkeit-Feststoff sicherzustellen, besteht sie erfindungsgemäß aus einem Reaktor und einem Abscheider und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor einstufig und in Form von zwei konzentrischen Rohren ausgebildet ist, wobei das eine Rohr als Innenrohr oder -schacht dient und das andere Rohr die im oberen Teil erweiterte Außenwand des Reaktors ausmacht; im unteren Teil des Innenrohres befindet sich ein Gasverteiler, mit dem Gas in die Flüssigkeitssäule oberhalb des Gasverteilers eingebracht wird, wodurch, ein pneumatischer Umlauf der Reaktionspartner bei vollständiger Abwesenheit irgendeines mechanischen Rührwerkes bewirkt wird. Der Reaktor steht unmittelbar mit dem Abscheider in Verbindung; das Verbindungsstück, beispiels\tfeise ein Rohr, ist um mehr als 45°, vorzugsweise um 60° oder darüber zur Horizontalen geneigt und führt in einen Abscheide- oder Dekantierraum im oberen Teil des Abscheiders, dessen Querschnitt der Korngrößenverteilung der Feststoffteilchen, die absitzen sollen, angepaßt ist„

*Dreiphasen-

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ΊΕη einer bevorzugten Ausführungsforra ist das zur Horizon-' talen geneigte Verbindungstück mit einem vertikalen Rohr verbunden, das zwischen der Verbindungsstelle Reaktor-

¹I

Abscheider und der Abscheider-Kammer so angeordnet ist, daß gegebenenfalls aus dem Reaktor stammende Gasblasen eingefangen werden: im oberen Teil des Innenraumes des eigentlichen Reaktors befindet sich eine Zone zum Abtrennen von mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen aus der Gasphase, die beim Ansaugen der Gasphase, beispielsweise mit Hilfe eines außerhalb des Reaktors vorgesehenen System zum Ansaugen und Zurückpumpen ihre Wirkung zeigt.

Im nachfolgenden Beispiel wird die Herstellung eines Gemisches aus Aluminiumtributyl und Dibutylaluminiummonohydrid ausgehend von Wasserstoff, fein zerteiltem Aluminium und einer C^-Kohlenwasserstoffraktion gezeigt. Die Herstellung erfolgte in einer Anlage gemäß Fig. 2, die die Vorrichtung gemäß Fig. 1 umfaßt.

Beispiel

Aus dem Vorratsbehälter 1 wurde Aluminium in Form von Granulat, Pailetten oder Spänen in den Mischer 3 mit Mahlwerk gefördert, zusammen mit einer Kohlenwasserstoffraktion aus dem Vorratsbehälter 2, die beim Cracken von Erdöl angefallen war und folgender Zusammensetzung entsprach:

1-Buten 53,9 % 2-Buten 28,6 % Isobuten 7,2 % Butan 8,7 % Isobutan 1,5 % Butadien 0,05 %

Durch das Vermählen in flüssigem Medium wurde gleichzeitig die Teilchengröße des Aluminium verringert und das Metall aktiviert.

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Die Aufschlämmung aus fein zerteiltem Aluminium in der CV-Kohlenwasserstoffraktion wurde dann mit Hilfe einer Pumpe 4 in den Reaktor 11 eingespeist. Mit dem über die Leitung 5 zugeführten '"Wasserstoff wurde der Druck im Reaktor konstant gehalten. Der Reaktor war so ausgebildet, daß er hohen Drucken (bis zu 200 bar) wiederstand; im Inneren umfaßte er ein Innenrohr 13, in dessen Bodenbereich ein Gasverteiler zur Erzeugung von Gasblasen vorgesehen war, der mit Hilfe des Druckluftgebläses 7 gespeist wurde, das die Gasphase am Kopf des Reaktors ansaugte und in den Bodenbereich des Reaktors mit Hilfe des Gasverteilers zurückführte; auf diese Weise wurden die Reaktionspartner in Umlauf gesetzt.

An den Außenwänden des Reaktors 11 ist zur Steuerung der Temperatur des Reaktionsgemisches ein Heiz- bzw. Kühlmantel vorgesehen.

Der Reaktor ist weiterhin mit einer Zuleitung 6 für Lösungsmittel, beispielsweise ein Lösungsmittel zum Spülen und mit Ausgleichsleitungen δ für die Gasphasen in den anderen Teilen der Vorrichtung, mit üblichen Sicherheitssystemen wie Ventil und Berstscheiben ausgestattet.

Die Reaktionspartner zur Herstellung von Aluminiumbutylverbindungen(Gemisch aus Aluminiumtributyl und Dibutylaluminiummonohydrid) wurden kontinuierlich in folgenden Mengen je Stunde eingespeist:

Aluminium 104 Teile

¥asserstoff 13 Teile

C^-Kohlenwasserstofffraktion wie oben angegeben 656 Teile.

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1Λ-47 06°

^1A^^J6- 26287A6

Die Umsetzung erfolgte bei 14O°C unter einem Druck von 120 bar. Die eingespeisten Reaktionspartner wurden sofort mit dem in Umlauf befindlichen Reaktionsmedium vermischte '^!

Die Einspeisungsgeschwindigkeit der Reaktionspartner wurde so eingestellt, daß der Molanteil an Dibutylaluminiummonohydrid (bestimmbar durch Komplexbildung mit Isochinolin) in den Aluminiumbutylverbindungen sich bei 56 % hielt. Der Anteil an diesem Monohydrid wurde durch das Verhältnis der Überleitung 1 zugespeisten Menge Aluminium zu der über 2 zugespeisten Menge C^-Fraktion eingehalten bzw. gesteuert.

Das nicht umgesetzte Aluminium setzte sich aus dem Reaktionsmedium im Abscheider 12 ab und die von Aluminiummetallteilchen befreite flüssige Phase, die jedoch noch sehr feine, "Schlamm" bezeichnete Begleitstoffe enthielt, wurde in einen Behälter 14 mit konstantem Flüssigkeitsspiegel abgezogen. Die abgezogene Flüssigkeit entsprach der Flüssigkeit über dem Abzugsrohr im Abscheider und wurde bis auf Atmosphärendruck entspannt. Die Gasphase wurde bei 9 zurückgewonnen und bestand hauptsächlich aus Wasserstoff sowie I36 Gew.-Teilen (je Stunde) C^-Kohlenwasserstoffe der folgenden Zusammensetzung:

1-Buten 4,4 % 2-Buten 15,5 % Isobuten 2,9 % Butan+Isobutan 77,1 %.

Über die Leitung 10 schließlich wurde die flüssige Phase abgezogen, die im wesentlichen aus 635 Gew.-Teilen Gemisch aus Aluminiumtributyl und Dibutylaluminiummonohydrid bestand, wobei die Butylgruppen sich wie folgt aufteilten: 81 % n-Butylgruppen, 11 % sek.Butylgruppen und 8 % IsobutylgruppenCstündliche Ausbeute).

Patentansprüche:

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Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung für die kontinuierliche Umsetzung von fein zerteilten Feststoffen mit Gasen und Flüssigkeiten insbesondere "bei der Herstellung von Alurniniumalkylverbindungen ausgehend von fein zerteiltem Aluminium, Wasserstoff und Cp-O-Q Olefinen, bestehend aus einem Reaktor und einem Abscheider, gekennzeichnet durch eine:·". :;.*"' Jn:''risehen, in seinem oberen Bereich erweiterten Reaktor (A) mit am Kopf vorgesehenen Zuleitungen (M,Ii) für die Reaktionspartner, einem innen konzentrisch angeordneten Rohr (C) und unten einem Gasverteiler (E), einen ungekehrt kegelstumpfförmigen Abscheider (B) mit Abzugsleitung (L) für das Reaktionsprodukt und Verbindungsrohr (K) zum Bodenteil' des Reaktors, das mit der Horizontalen einen Winkel von mehr als 45° einschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Tröpfchenabscheider-Bereich (H) im erweiterten Teil des Reaktors.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein vertikales Gasableitungsrohr (J), das vom Verbindungsrohr (K.) in dessen oberen Bereich, abzweigt.

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4. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Verbindungsrohr mit der Horizontalen einen Winkel τοη 60 bis 65° bildet.

5. Verfahren zum Setreiben der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung eines Gemisches aus Diallcylalurainiummonohydrid und Aluminiumtrialkyl unter einem Druck von 30 bis 200 car, vorzugsweise von 80 bis 150 bar bei einer TcnOoratur von 100 bis 200⁰C ausgehend von Wasserstoff, fein zerteiltem Aluminium und mindestens einem Cp-G₇Q Olefin, darlurch gekennzeichnet , daß nan die Umsetzung einstufig durchführt, die Reaktionspartner über die Zuleitungen am Kopf des Reaktors sowie Wasserstoff und/oder Inertgas über den Gasverteiler am Boden der Reaktionszeit ο in das aus den drei nebeneinander vorhandenen Phasen Peststoff, Flüssigkeit und Gas bestehende Reaktionsmediuni einspeist, die Reaktionspartner durch pneumatischen Transport des Reaktionsmediums in zwei Flüssigkeitssäule?! in Berührung miteinander bringt, das erhaltene Gemisch aus Reaktionsprodukt und nicht umgesetztem festem Aluminium in den Abscheider überführt und aus diesen nach Absitzen des Aluminiums das Gemisch aus Dialkylaluminiunimonohydrid und Aluminiumtrialkyl abzieht.

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