DE2641429A1 - Katalysatorregenerierung - Google Patents

Description

Katalysatorregenerierung

Für die Umlagerung von Cyclohexanonoxim zu Caprolactam in der Gasphase werden unter anderem feste Katalysatoren aus Borsäure auf brennbaren Trägern,z.B. Aktivkohle oder Ruß,verwendet. Solche Katalysatoren können oxydativ mit Luft bei 400 bis 800°C regeneriert werden. Da die zu regenerierenden Katalysatoren brennbare Rückstände enthalten, fangen die ebenfalls brennbaren Katalysatorträger häufig an zu Glimmen und als Folge davon treten Verkrustungen und Verbackungen auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einsatz eines Borsäure~haltigen Katalysators auf Kohle als Trägermaterial für die Umlagerung von Cyclohexanonoxim zu Caprolactam und seine Regenerierung so aufeinander abzustimmen, daß die Träger beim Regenerieren nicht glimmen, die Regenerierzeit möglichst kurz und der Energiebedarf möglichst klein bleibt.

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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Regenerierung eines in Granulatform vorliegenden Trägerkatalysators aus Borsäure auf Kohle, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man aus einem Wirbelbettreaktor zur Umlagerung von Cyclohexanonoxim zu Caprolactam an diesem Katalysator eine Menge des Katalysators entnimmt wenn der Differenzgehalt des Katalysators an organischem Stickstoff 0,3 bis 2,0 Gew.-% ist und durch die gleiche Menge regenerierten Katalysators ersetzt, so daß der Differenzgehalt an organischem Stickstoff im oben angegebenen Bereich bleibt, die entnommene Katalysatormenge im Wirbelbett mit Luft bei einer Temperatur von bis 700°C regeneriert und in den Wirbelbettreaktor zur Umlagerung dann zurückführt, wenn eine neue Menge Katalysator zur Regenerierung daraus entnommen wird.

Differenzgehalt des Katalysators an organischem Stickstoff bedeutet die Differenz des Gehaltes an organisch gebundenem Stickstoff in Gew.-%, die im Katalysator vor und nach der Regenerierung enthalten ist. Zu ihrer Bestimmung muß man also den Stickstoffgehalt des Katalysators vor und nach der Regenerierung z.B. nach, der Methode von Kjeldal bestimmen und daraus die Differenz bilden. Der Stickstoffgehalt des Katalysators nimmt während der Umlagerung von Cyclohexanonoxim zu Caprolactam zu. Er-. findungsgemäß wird nun diese Zunahme des Stickstoffgehaltes benutzt, um den Zeitpunkt für die Regenerierung des Katalysators festzulegen. Steigt der Stickstoffgehalt an,dann ersetzt man einen Teil des Katalysators durch regenerierten Katalysator, so daß der Stickstoffgehalt des Katalysators im Reaktor immer 0,3 bis 2 Gew.-% über dem Stickstoffgehalt des regenerierten Katalysators liegt. Diese Arbeitsweise

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führt bei einer gegebenen Vorrichtung dazu, daß man in regelmäßigen Abständen,Katalysator entnimmt und durch regenerierten Katalysator ersetzt. Hält man die oben angegebene Regel für die Entnahme von Katalysator ein, dann wird auch der Borsäuregehalt des Katalysators konstant gehalten, weil beim Regenerieren etwa so viel Kohlenstoff verbrennt wie Borsäure bei der Umlagerung aus dem Katalysator flüchtig ist. Katalysatorverluste durch Abrieb, Austrag und Abbrand müssen natürlich durch frischen Katalysator ersetzt werden.

Die Regenerierung des Katalysators selbst ist ebenfalls vereinfacht. Der Katalysator verläßt den Umlagerungsreaktor im allgemeinen mit einer Temperatur von 300 bis 350 C. Die Regeneriertemperatur ist 400 bis 700 , bevorzugt 550 bis 65O°C. Man kann also in einem Wirbelbett dem Katalysator direkt Luft zufügen,wobei die Temperatur durch Abbrand des Kohlenstoffs steigt. Steigt die Temperatur zu schnell, dann kann man zusätzlich zu regenerierenden Katalysator zugeben, sinkt die Temperatur, dann kann man die Katalysatorzufuhr drosseln. Die Regenerierung kann also zunächst ohne äußere Energiezufuhr oder Abfuhr laufen. Erst wenn der gesamte zu regenerierende Katalysator zugeführt ist, muß man gegebenenfalls kühlen oder heizen. Die erste Stufe der Regenerierung dauert im allgemeinen 5 bis 20 Minuten, die zweite Stufe 10 bis 40 Minuten je nach der gewünschten Endreaktivität des Katalysators.

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Beispiel

In einem Wirbelschichtregenerator, der mit vorgeheizter Luft auf 580 C aufgeheizt worden war, wurden innerhalb von 10 Minuten 150 kg von 2000 kg eines Borsäure-/Ruß-Katalysators, der in einem Wirbelbettreaktor zur Umlagerung von Cyclohexanonoxim bei 33O°C eingesetzt wurde und einen ".Differenz-Stickstoff-Gehalt von 1,0 % aufwies, geleitet. .

Während dieser Zeit durchströmten "200 Nm Luft den
Regenerator und sorgten für eine Luftgeschwindigkeit von ca. 0,6;m/sek. innerhalb der Regeneration.

Nach beendeter Zugabe wurde noch zwanzig Minuten bei 600 C regeneriert, wobei geringe, überschüssige Wärme mengen durch eine Kühlung abgeführt wurden.

Nach der Regeneration wurde der Katalysator zuerst in einen Katalysatorkühler und dann in den Umlagerungsreaktor geleitet. Der regenerierte Katalysator zeigte keinerlei Verbackungen und war von sehr hoher Aktivität.

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Claims (1)

1. Paten tanspruch

   Verfahren zur Regenerierung eines in. Granulatform vorliegenden Trägerkatalysators aus Borsäure auf Kohle,^: dadurch gekennzeichnet, daß man aus einem Wirbelbettreaktor , in dem'Cyclohexanonoxim zu Caprolactam an diesem Katalysator umgelagert wird, eine Menge des Katalysators entnimmt wenn; der Differenzqehalt des Katalysators an organischem Stickstoff 0,3 bis 2,0 Gew.-% ist und durch die gleiche Menge regenerierten Katalysators ersetzt, so daß der Differenzgehalt an organischem Stickstoff im angegebenen Bereich bleibt, die entnommene Katalysatormenge im Wirbelbett mit Luft bei einer Temperatur von 400 bis 700°C regeneriert und in den Wirbelbettreaktor zu Umlagerung dann zurückführt , wenn eine neue Menge Katalysator zur Regenerierung daraus entnommen wird.

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