DE2819791C2 - Process for the selective hydrogenation of C 2 -minus fractions - Google Patents
Process for the selective hydrogenation of C 2 -minus fractionsInfo
- Publication number
- DE2819791C2 DE2819791C2 DE2819791A DE2819791A DE2819791C2 DE 2819791 C2 DE2819791 C2 DE 2819791C2 DE 2819791 A DE2819791 A DE 2819791A DE 2819791 A DE2819791 A DE 2819791A DE 2819791 C2 DE2819791 C2 DE 2819791C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- catalyst
- temperature
- reactor
- paragraph
- acetylene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 90
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 67
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 title claims description 33
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 97
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 40
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 35
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 claims description 35
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 28
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 18
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 244000078856 Prunus padus Species 0.000 claims description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- -1 Carbon ion Chemical class 0.000 claims 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 13
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000251730 Chondrichthyes Species 0.000 description 1
- 101100345589 Mus musculus Mical1 gene Proteins 0.000 description 1
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- KVIPHDKUOLVVQN-UHFFFAOYSA-N ethene;hydrate Chemical class O.C=C KVIPHDKUOLVVQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- GBMDVOWEEQVZKZ-UHFFFAOYSA-N methanol;hydrate Chemical compound O.OC GBMDVOWEEQVZKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
- C07C7/148—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound
- C07C7/163—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by hydrogenation
- C07C7/167—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by hydrogenation for removal of compounds containing a triple carbon-to-carbon bond
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/44—Palladium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/48—Silver or gold
- B01J23/50—Silver
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
-
- B01J35/612—
-
- B01J35/613—
-
- B01J35/651—
-
- B01J35/66—
Description
er) die Inbetriebnahme frischer Katalysatoren oder die Wiederinbetriebnahme gebrauchler Katalysatoren mit einer Kohlenmonoxldkonzentrailon In der C2-mlnus-Rohfrakt!on zwischen verfahrensbedingtem Gehalt und maximal 3500 Vol.-ppm vornimmt,he) the commissioning of fresh catalytic converters or the recommissioning of used catalytic converters with a carbon monoxide concentration in the C 2 -mlnus crude fraction between the process-related content and a maximum of 3500 ppm by volume,
ß) die Raumgeschwindigkeit wenigstens iuf 3000, vorzugsweise auf 3500 bis 4000 v/vh, hält und
γ) die Reaktionseingangstempera.ur Innerhalb von 1 bis 6 Stunden, vorzugsweise innerhalb von 2 bis 3
Stunden, in kleinen Schritten erhöht. ß) keeps the space velocity at least 3000, preferably 3500 to 4000 v / vh, and
γ) the reaction inlet temperature is increased in small steps within 1 to 6 hours, preferably within 2 to 3 hours.
12. Verfahren nach Anspruch 1, Absatz f,), bis Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die -" Wiederlnbetriebnahme eines gebrauchten Katalysators mit einer Kohlenmonoxidkonzentration in der C2-mlnus-Rohfraktion zwischen verfahrensbedingtem Gehall und 3000 Vol.-ppm vornimmt.12. The method according to claim 1, paragraph f,), to claim 11, characterized in that the - "restarting a used catalyst with a carbon monoxide concentration in the C 2 -mlnus crude fraction between process-related Gehall and 3000 vol.-ppm undertakes.
13. Verfahren nach Anspruch 1, Absatz g) bis Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktoreintrlttstemperatur in kleinen Schritten, insgesamt aber maximal 20 K/h, wenigstens 10 K/h, ändert.13. The method according to claim 1, paragraph g) to claim 12, characterized in that the reactor inlet temperature changes in small steps, but a maximum of 20 K / h, at least 10 K / h.
14. Verfahren nach Anspruch 1, Absatz h), bis Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kühl- 2S mltteltemperatur in kleinen Schritten, Insgesamt aber um maximal 10 K/h und vorzugsweise um maximal 5 K/h, ändert.14. The method according to claim 1, paragraph h), to claim 13, characterized in that the cooling 2S Medium temperature in small steps, but in total by a maximum of 10 K / h and preferably by a maximum 5 K / h, changes.
Das Verfahren zur selektiven Hydrierung von C2-minus-Fraktlonen betrifft einen heterogen katalysierten, chemischen Prozeß, mit dem im Rahmen der technischen Gewinnung von Äthylen aus Spaltgasen der Benzinpyrolyse das In der Rohfraktion enthaltene und bei der Verarbeitung des Olefins störende Acetylen weitestgehend entfernt wird, ohne daß ein wesentlicher Äthylenverlust eintritt.The process for the selective hydrogenation of C 2 -minus-Fraktlonen concerns a heterogeneously catalyzed, chemical process, with which in the context of the technical production of ethylene from fission gases of the gasoline pyrolysis the acetylene contained in the crude fraction and interfering with the processing of the olefin is removed as far as possible, without a substantial loss of ethylene occurring.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen.Characteristics of the known technical solutions.
Die Herstellung von Äthylen, als Zwischenprodukt für die Produktion von Plaststoffen, hat enorme technische Bedeutung erlangt. Es wird vorzugsweise durch Trennung und Raffination der Spaltgase aus der Benzinpyrolyse gewonnen. Als nahezu universelles Raffinationsverfahren hat sich die selektive Hydrierung der acetylenlschen Bindung erwiesen. Gefordet wird von derartigen selektiven Hydrlerprozessen, daß sie das Acetylen von -tii in der Regel 0,3 bis 2,01V1 in der Rohfraktion auf kleiner als 3 ppm abbauen, ohne daß wesentliche Mengen des In großem Überschuß vorhandenem Äthylens hydriert werden.The production of ethylene, as an intermediate product for the production of plastics, has achieved enormous technical importance. It is preferably obtained by separating and refining the fission gases from gasoline pyrolysis. The selective hydrogenation of the acetylenic bond has proven to be an almost universal refining process. Such selective hydrogenation processes require that they break down the acetylene of -tii, as a rule 0.3 to 2.0 1 V 1 in the crude fraction, to less than 3 ppm, without substantial amounts of the ethylene present in large excess being hydrogenated.
Aus energetischen Gründen und um den Umfang der Polymerenbildung am Katalysator so gering wie möglich zu halten, wird generell eine möglichst tiefe Arbeltsiemperatur angestrebt, da, wie bekannt Ist, die Polymerenbildung, unabhängig vom speziell verwendeten Katalysalorsysiem, mit steigender Temperatur zunehmend begünstigt und die Desaktlverlerung des Katalysators beschleunigt wird. Außerdem steigen die Äthylenverluste bei einem Wasserstoffüberschuß mit zunehmender Temperatur extrem schnell an, auch dann, wenn selektlvltätserhöhende Moderatoren, wie Kohlenmonoxid, anwesend sind. Trotzdem bietet die selektive Hydrierung des Acetylene in sog. C2-minus-Fraktlonen an Palladiumkatalysatoren, d. h. in einem Einsatzprodukt, das neben Acetylen, Äthylen und Äthan noch Kohlenmonoxid, Methan und einen großen Wasserstoffüberschuß so enthält, eine Reihe technologischer Vorteile bei der Gestaltung der Trennung des Spaltgasgemischs.For energetic reasons and to the extent of the polymer formation on the catalyst as little as To keep it possible, the aim is generally to keep the working temperature as low as possible, since, as is known, the Polymer formation, regardless of the specific catalyst system used, increases with increasing temperature favored and the deactivation of the catalyst is accelerated. In addition, the ethylene losses increase in the case of an excess of hydrogen, on extremely quickly with increasing temperature, even if Selectivity-increasing moderators, such as carbon monoxide, are present. Nevertheless, the selective hydrogenation offers of acetylene in so-called C2-minus-Fraktlonen on palladium catalysts, d. H. in an input product that in addition to acetylene, ethylene and ethane, carbon monoxide, methane and a large excess of hydrogen like that contains a number of technological advantages when designing the separation of the cracked gas mixture.
Es Ist bekannt, den Hydrierprozeß bei Temperaluren von 323 bis 473 K, Drücken von 0,1 bis 4 MPa, vorzugsweise 2,5 bis 3,5 MPh, und Belastungen bis 10 000 v/vh durchzuführen, wobei die Reaktortemperatur vorzugsweise nach oben auf ca. 423 K beschränkt wird (US-PS 33 25 556, DE-AS 11 73 455 und DE-AS 12 49 228).It is known that the hydrogenation process at temperatures from 323 to 473 K, pressures from 0.1 to 4 MPa, preferably 2.5 to 3.5 MPh, and loads of up to 10,000 v / vh, the reactor temperature being preferred is limited upwards to about 423 K (US-PS 33 25 556, DE-AS 11 73 455 and DE-AS 12 49 228).
Für diese Verfahren werden Katalysatoren mit Palladiumkonzentrationen bis zu ca. 0,5 Masse-% verwendet (US-PS 35 49 720 und DE-AS 12 49 228). Es Ist bekannt, daß die Temperaturführung solcher Prozesse In Gegenwart eines großen Wasserstoffüberschusses kritisch Ist (W. K. Lam und L. Lloyd, Oil Gas Journal 1972 [March 27] 66 bis 70).Catalysts with palladium concentrations of up to approx. 0.5% by mass are used for this process (US-PS 35 49 720 and DE-AS 12 49 228). It is known that the temperature control of such processes in the presence a large excess of hydrogen is critical (W. K. Lam and L. Lloyd, Oil Gas Journal 1972 [March 27] 66 to 70).
Aus diesem Grunde wird bei den bekannten technischen Lösungen der Temperaturanstieg im Katalysatorbett selbst In Gegenwart von Kohlenmonoxid auf unter 303 K, In der US-PS 34 12 169 z. B. auf Werte unter 294 K fto begrenzt. Die geforderte Kohlenmonoxidkonzentration bewegt sich zwischen 0,1 bis ca. 1,0% (US-PS 35 49 720, US-PS 33 25 556).For this reason, in the known technical solutions, the temperature rise in the catalyst bed even in the presence of carbon monoxide to below 303 K, In US-PS 34 12 169 z. B. to values below 294 K fto limited. The required carbon monoxide concentration ranges from 0.1 to approx. 1.0% (US Pat. No. 3,549,720, US Pat 33 25 556).
Um die Betrlebsstabilltitt solcher Verfahren zu erhöhen, 1st bekannt, zur Steigerung der Selektivität die Katalysatoren z. B. mit Silber und Elsenoxid (US-PS 29 27 141 und DD-PS 26 099) oder Kupfer und Silber (DE-AS 10 52 979) zu proniotleren. Der durch die Promotierung erzielte Selektlvitatsgewlnn 1st begrenzt und mit einer < >> Abnahme der Aktivität verbunden.In order to increase the operational stability of such processes, it is known to use catalysts to increase the selectivity z. B. with silver and elsenic oxide (US-PS 29 27 141 and DD-PS 26 099) or copper and silver (DE-AS 10 52 979) to pronote. The selectivity achieved through the doctorate is limited and with a < >> Decrease in activity associated.
Die bekannten Verfahren betreffen auch makroporöse, oberflachenarme Palladlumkatalysatoren (DE-AS 12 01 330. DE-AS 12 49 228 und US-PS 1 13 980). Allerdings Ist die Aktivität der vorgeschlagenen KatalysatorenThe known processes also relate to macroporous, low-surface palladium catalysts (DE-AS 12 01 330. DE-AS 12 49 228 and US-PS 1 13 980). However, the activity of the proposed catalysts is
mit Oberflächen unter ISmVg, insbesondere unter 10m2/g, vergleichsweise gering. So erfordert ein mit Silber und Eisenoxid promotlerter Pal'adlumkatalysator auf einem Korundträger, selbst bei Abwesenheit von Kohlenmonoxid, bereits Betriebstemperaturen von wenigstens 373 K. In der DE-AS 12 49 228 wird gezeigt, daß Palladium-alpha-Aluminiumträgerkatalysatoren mit 0,045 Masse-% Palladium und einer spezifischen Oberfläche vonwith surfaces below ISmVg, in particular below 10m 2 / g, comparatively low. For example, a palladium catalyst promoted with silver and iron oxide on a corundum support, even in the absence of carbon monoxide, already requires operating temperatures of at least 373 K. DE-AS 12 49 228 shows that palladium-alpha-aluminum supported catalysts with 0.045% by mass Palladium and a specific surface area of
' 11 m2/g oder weniger trotz eines hohen Wasserstoffüberschusses und Abwesenheit von Kohlenmonoxid bei Temperaturen von 363 bis 368 K erst 90% des Acetylens abbauen, aber bereits 0,5 bis 1,0% Äthylen hydrleren.11 m 2 / g or less despite a high excess of hydrogen and the absence of carbon monoxide at temperatures of 363 to 368 K only break down 90% of the acetylene, but already 0.5 to 1.0% of ethylene hydrates.
Weiterhin ist noch bekannt (DE-OS 22 25 215, DE-OS 23 15 025), den selektiven Hydrierprozeß In einem mit Katalysatoren gefüllten Röhrenreaktor durchzuführen, wobei der Gasstrom von unten nach oben geführt wird und der Kühlmittelstand Im Reaktormantel so geregelt wird, daß je nach Betriebsbedingungen und Katalysatoreigenschaften ein mehr oder weniger großer oberer Teil der Katalysatorschüttung In den Rohren, gegebenenfalls auch In dem oberen Brüdenraum des Reaktors, mantelseitlg nicht von der Kühlflüssigkeit umgeben wird. Auf diese Weise ist eine untere, weltestgehend Isotherm betriebene Stufe und eine obere, im wesentlichen adiabatisch arbeitende Stufe In ein und demselben Reaktor vereinigt. Ein erheblicher Nachteil dieser Verfahrensprinzipien ist, daß Spezialreaktoren bzw. -katalysatoren erforderlich sind, die gegenüber herkömmlichen Typen erheblieh mehr Kosten verursachen.It is also known (DE-OS 22 25 215, DE-OS 23 15 025), the selective hydrogenation process in one with Carry out catalyst-filled tubular reactor, the gas stream being guided from the bottom to the top and the coolant level in the reactor jacket is regulated so that, depending on the operating conditions and catalyst properties a more or less large upper part of the catalyst bed In the tubes, if necessary Also in the upper vapor space of the reactor, the jacket side is not surrounded by the cooling liquid. on this way, a lower, worldwide isothermally operated stage and an upper, essentially adiabatic stage working stage Combined in one and the same reactor. A significant disadvantage of these procedural principles is that special reactors or catalysts are required, which are significant compared to conventional types cause more costs.
Es ist außerdem bekannt, daß die Inbetriebnahme Insbesondere frischer Katalysatoren problematisch Ist. Sie tendieren stark zum Heißlaufen als Folge hoher Oleflnhydrierung (W. K. Lam und L. Lloyd, Oll Gas J. 1972 [March 27] 66 bis 77). Dieser Nachteil kann durch eine Vorbehandlung des Katalysators mit Kohlenmonoxid in einer speziellen Verfahrenswelse bei der Inbetriebnahme vermindert werden. Es tst auch bekannt, die Anfangs-It is also known that the start-up of fresh catalytic converters in particular is problematic. she have a strong tendency to overheat as a result of high olefin hydrogenation (W. K. Lam and L. Lloyd, Oll Gas J. 1972 [March 27] 66 to 77). This disadvantage can be avoided by pretreating the catalyst with carbon monoxide in a special procedure can be reduced during commissioning. It is also known that the initial
!n Selektivität von Palladiumkatalysatoren durch eine spezielle Wasserstoffbehandlung bei einem Druck von wenigstens 0,5 MPa und einer Temperatur, die wenigstens 30 K über der normalen Betriebstemperatur liegt, zu verbessern (DD-PS 29 285). ! n selectivity of palladium catalysts by a special hydrogen treatment at a pressure of at least 0.5 MPa and a temperature at least 30 K above the normal operating temperature is to be improved (DD-PS 29 285).
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur selektiven Hydrierung von Cj-mlnus-Fraktionen zuThe aim of the invention is to provide a process for the selective hydrogenation of Cj mlnus fractions
entwickeln, durch das der Äthylenverlust gegenüber bekannten Verfahren gesenkt wird. Außerdem Ist es Ziel der Erfindung, den Stabilitätsbereich des Hydrlerprozesses zu erweitern und damit die Betriebssicherheit des Prozesses, verglichen mit bekannten Verfahren, erheblich zu erhöhen sowie die Inbetriebnahmephase zu verkür-develop, through which the ethylene loss compared to known processes is reduced. It is also a goal the invention to expand the stability range of the hydrler process and thus the operational reliability of the To increase the process considerably compared to known processes and to shorten the commissioning phase.
·"' zen und die dafür charakteristische Instabilität zu vermindern.· "'Zen and reduce its characteristic instability.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplain the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur selektiven Hydrierung von C2-mlnus-Fraktionen
mit optimaler Prozeßführung unter Einbeziehung eines aktiven Palladium-Träger-Katalysators mit hoher Eigenselektivität
zu entwickeln, da die Hauptursachen für die Äthylenverluste und den begrenzten Stabilitatsberelch
des Prozesses hinsichtlich der Betriebsparameter einerseits beim Katalysator, andererseits in den Prozeßbedingungen
liegen. Bekanntlich katalysleren Palladiumkatalysatoren sowohl die Acetylen- als auch die Äthylenhydrierung.
Die unter geeigneten Bedingungen hohe Selektivität dieser Katalysatoren kommt dadurch zustande,
daß das Chemisorptlonsglelchgewlcht, auch In Gegenwart eines großen Oleflnüberschusses. praktisch vollständig
auf der Seite des Acetylens liegt, so daß dieses mit hoher Selektivität hydriert wird. Wenn der Acetylengehalt
aber unter eine bestimmte Grenzkonzentration sinkt, deren absoluter Wert u. a. auch vom verwendeten Katalysator
und den Prozeßbedingungen abhängt, setzt In zunehmendem Maße die Äthylenhydrierung ein.
Dieser Zustand wird, da eine praktisch vollständige Entfernung des Acetylens gefordert wird, unter tech-The invention is based on the object of developing a process for the selective hydrogenation of C 2 -mlnus fractions with optimal process management including an active palladium-supported catalyst with high intrinsic selectivity, since the main causes of the ethylene losses and the limited stability range of the process the operating parameters lie on the one hand in the catalyst and on the other hand in the process conditions. It is known that palladium catalysts catalyze both acetylene and ethylene hydrogenation. The high selectivity of these catalysts under suitable conditions is due to the fact that the chemisorption equilibrium is grown, even in the presence of a large excess of olefin. is practically completely on the side of the acetylene, so that this is hydrogenated with high selectivity. However, if the acetylene content falls below a certain limit concentration, the absolute value of which also depends, among other things, on the catalyst used and the process conditions, the hydrogenation of ethylene begins to an increasing extent.
This state is, since a practically complete removal of the acetylene is required, under tech-
A> nischen Bedingungen in jedem Fall erreicht und überschritten. Erhöht wird der Äthylenverlust auch, wenn Diffusionsprozesse an oder In den Katalysatorformlingen den Reaktionsablauf bestimmen oder mitbestimmen. A > nical conditions achieved and exceeded in any case. The loss of ethylene is also increased if diffusion processes on or in the shaped catalyst pieces determine or help determine the course of the reaction.
Das Kohlenmonoxid erhöht die Selektivität des Prozesses, da es die Äthylenhydrierung wesentlich stärker hemmt als die Acetylerihydrlerung. Allerdings Ist seine Wirkung von der Temperatur abhängig. Sie sinkt schnell mit steigender Temperatur, so daß große Temperaturgradienten Im Katalysatorbett eine Verschlechterung der Selektivität und der Stabilität des Prozesses verursachen und im Extremfall sogar die Ursache für eine sehr hohe Äthylenhydrierung sind, in deren Folge der Hydrlerprozeß außer Kontrolle gerät.The carbon monoxide increases the selectivity of the process as it makes the ethylene hydrogenation much stronger inhibits acetyl hydration. However, its effect depends on the temperature. It sinks quickly with increasing temperature, so that large temperature gradients in the catalyst bed deteriorate Selectivity and the stability of the process cause and in extreme cases even the cause of a very high Ethylene hydrogenation, as a result of which the hydrogenation process gets out of control.
Der Erfindung liegt also außerdem die Aufgabe zugrunde, einen Katalysator zu verwenden, der auf Grund seiner Porenstruktur und der Verteilung der Aktivkomponenten Diffusionsprozesse weltestgehend ausschließt und dadurch, ohne Verminderung seiner Aktivität, einen Im Vergleich mit bekannten Katalysatoren großenThe invention is therefore also based on the object of using a catalyst that is due to its pore structure and the distribution of the active components excludes diffusion processes as far as possible and thereby, without reducing its activity, a large compared with known catalysts
^ Temperaturgradienten zuläßt, sowie das Verfahren so zu gestalten, daß der katalysatorseltlg zulässige Temperaturgradient, der sich als Folge der Aceiylenhydrlerung zwangsläufig einstellt, verfahrensmäßig optimal genutzt und dadurch eine hohe Effektivität und Stabilität des Hydrlerprozesses erreicht wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Inbetriebnahmebedingungen so zu gestalten, daß In kurzer Zelt bei prozeßbedingter oder minimaler Erhöhung der Kohlenmonoxldkonzentration der geforderte Acetylenabbau und eine hohe Selek-^ Temperature gradient allows, as well as to design the process in such a way that the katalysatorseltlg allowable temperature gradient, which inevitably occurs as a result of the acetylene hydration, optimally used in terms of the process and thereby a high effectiveness and stability of the hydration process is achieved. Another task of the Invention consists in making the commissioning conditions so that in a short period of time with process-related or minimal increase in the carbon monoxide concentration, the required acetylene degradation and a high selec-
(1" tlvitäi erreicht werden. (1 "tlvitäi can be achieved.
Gegenstand der Erfindung ist somit das In den vorstehenden Patentansprüchen aufgezeigte Verfahren. Zur selektiven Hydrierung von C2-mlnus-Fraktlonen.The subject of the invention is thus the method indicated in the preceding claims. To the selective hydrogenation of C2 nut fractions.
Eine zweckmäßige Ausführungsform dos crflndungsgciiiäßen Verfahrens umfaßt einen Wärmetauscher, einen Vorhci/er, einen Röhrenreaktor, einen Kühler sowie einen GrUnökibschcldcr. Außerdem ermöglicht sie dieAn expedient embodiment of the inventive method comprises a heat exchanger, a Vorhci / er, a tubular reactor, a cooler as well as a GrUnökibschcldcr. It also enables
''- Hinspeisung von kalter Rohl'ruktion /.wischen Vorhcl/cr und Reaktor ur.il das Durchströmen des Wärmeaustauschers mit der heißen, raffinierten ('rnilnus-l'raktlon. Als günstige Dlmcnslonlcrung der Katalysalorrohrc Im Reaktor hat sich eine lichte Weite von 25 bis 55 mm, vorzugsweise von 40 bis 51 mm. und eine Lilnge von 4000 his 8000 mm erwiesen. Im Wärmetauscher wird die k.Ulc Cj-minus-Rohfraktlon durch den heißen, hydrierten'' - Infeed of cold raw construction /. Between the curtain and the reactor and the flow through the heat exchanger with the hot, refined ('walnut-l'ractlon. As a favorable insulation of the catalyst tube The inside diameter of the reactor is from 25 to 55 mm, preferably from 40 to 51 mm. and a length of 4000 proven up to 8000 mm. In the heat exchanger, the k.Ulc Cj-minus raw fraction is replaced by the hot, hydrogenated
Produktstrom aus dem Reaktor vorgewärmt. Mit Hilfe des Vorhei/crs und gegebenenfalls durch Zuspelsung eines Teilstroms der kalten Rohfraktion wird die erforderliche Reaktoreintrittstemperatur eingestellt. Die Rohre des Reaktors sind zu etwa 90% mit Katalysator gefüllt und werden tnantelscltig durch eine siedende Flüssigkeit gekühlt. Die Kühlmilteldämpfe werden in einem Brüdenkühler kondensiert und fließen über ein Vorratsgefäß zurück in den Kühlmantel des Reaktors. Der KUhlmlttelsland wird so geregelt, daß die Katalysatorschüttung In den Rohren in voller Höhe mantelseltlg mit Kühlflüssigkeit umgeben ist. Die Reaktortemperatur wird vor allem über den Kühlmittcldurck gesteuerl. Das Kühlmittel soll einen möglichst niedrigen Siedepunkt und eine hohe Verdampfungswärme besitzen. Als günstig hai sich die Kühlung mil llüsslgen, niedermolekularen Kohlenwasserstofffraktionen oder Methanol und bei Temperaturen wesentlich über 373 K mit Methanol-Wasser-Gemischen erwiesen. Die heiße, raffinierte C;-minus-Fraktion gibt in der Regel zunächst einen Teil ihrer Wärme an die ι» kalte Rohfraktion ab, und nach Intensiver Abkühlung werden aus ihr die sehr geringen Ollgomerisatmengen Im Grünölabscheider entfernt. 'Preheated product stream from the reactor. With the help of the Vorhei / crs and, if necessary, by pumping of a substream of the cold crude fraction, the required reactor inlet temperature is set. The pipes of the reactor are filled to about 90% with catalyst and are covered with a boiling liquid chilled. The cooling medium vapors are condensed in a vapor cooler and flow over a storage vessel back into the cooling jacket of the reactor. The KUhlmlttelsland is regulated so that the catalyst bed In the pipes are completely surrounded by a jacket with coolant. The reactor temperature is mainly Controlled via the coolant pressure. The coolant should have a boiling point that is as low as possible and a high one Have heat of vaporization. Cooling of liquid, low-molecular hydrocarbon fractions is considered beneficial or methanol and at temperatures significantly above 373 K with methanol-water mixtures proven. The hot, refined C; -minus fraction usually first gives some of its heat to the ι » cold crude fraction, and after intensive cooling, the very small amounts of Ollgomerisat Im Green oil separator removed. '
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren bei einem Druck von 2,5 bis 3,5 MPa und einer Raumgeschwindigkeit von 3000 bis 7000 v/vh durchgeführt. Der verwendete Katalysatorträger besteht zu einem großen Teil oder vollständig aus alpha-Aluminiumoxid. Es sollen nicht mehr als 10% seines Porenvolumens aus Poren 15 ; : The process according to the invention is preferably carried out at a pressure of 2.5 to 3.5 MPa and a space velocity of 3000 to 7000 v / vh. The catalyst support used consists largely or entirely of alpha-aluminum oxide. No more than 10% of its pore volume should consist of pores 15 ; :
mit einem Radius unter 10 nm bestehen. Er enthält in der Summe 0,0005 bis 0,25 Masse-% Promotoren aus der Elsen- und/oder ersten Nebengruppe des Periodensystems der Elemente (= Kupfer, Silber). Vorzugswelse wird ein Katalysator verwendet, der eine spezifische Oberfläche von 3 bis 15 m'/g und besonders von 3 bis 10 mVg besitzt, der keine Poren mit Radien unter 10 nm enthält, bei dem wenigstens 75% des Porenvolumens auf Poren mit Radien über 50 nm entfallen, der 0,01 bis 0,05 Masse-% Palladium sowie 0,003 bis 0,05 Masse-% Nickel, 2« Kupfer und/oder Silber oder deren Oxide und 0,03 bis 0,2 Masse-% Eisen (IH)- oder Elsen(II,III)-oxid enthält. Außerdem befindet sich das Palladium im erfindungsgemäß bevorzugten Katalysator In einer maximal 1,5 mm, vorzugsweise aber in einer bis 1,0 mm, starken perlpheren Schicht der Katalysatorformlinge und liegt, unabhängig von der Eindringliefe der Aktivkomponenten im Trägerfromllng, In einer vergleichsweise homogenen und unter den Reaktionsbedingungen stabilen Struktur vor.with a radius of less than 10 nm. It contains a total of 0.0005 to 0.25% by mass of promoters from the Elsen and / or first subgroup of the periodic table of the elements (= copper, silver). Vorzugswelse will a catalyst is used which has a specific surface area of 3 to 15 m '/ g and especially from 3 to 10 mVg which contains no pores with radii below 10 nm, in which at least 75% of the pore volume on pores with radii over 50 nm are omitted, the 0.01 to 0.05% by mass of palladium and 0.003 to 0.05% by mass of nickel, 2 « Copper and / or silver or their oxides and 0.03 to 0.2% by mass of iron (IH) or Elsen (II, III) oxide. In addition, the palladium in the catalyst preferred according to the invention is in a maximum of 1.5 mm, but preferably in an up to 1.0 mm thick pearlescent layer of the shaped catalyst pieces and lies independently of the penetration of the active components in the carrier form, in a comparatively homogeneous and stable structure under the reaction conditions.
Die optimale Palladiumkonzentration im Katalysator richtet sich nach den Verfahrensbedingungen. Bei hoher Belastung und hohen Acetylenkonzentrationen Hegt sie vorzugsweise Im oberen Teil des angegebenen Bereichs. Außerdem kann durch eine Erhöhung des Palladiumgehalts die erforderliche Betriebstemperatur des Katalysators gesenkt werden. Enthält der erfindungsgemäß verwendete Katalysator keine Promotoren, ist das in ihm enthaltene Palladium über den gesamten Trägerform 11 ng verteilt und/oder liegt die spezifische Oberfläche über -10 20 m2/g, werden Palladiumkonzentrailonen unter 0,040 Masse-% bevorzugt. Mit steigendem Palladiumgehalt, steigender spezifischer Oberfläche, insbesondere oberhalb 20 mVg, und zunehmender Eindringtiefe des Palladiums verschlechtert sich unter vergleichbaren Bedingungen die Älhylenbilanz des Verfahrens und steigen die Anforderungen hinsichtlich der Einhaltung der Temperalurbedlngungen, Insbesondere bei niedriger. Im Normalfall prozeßbedingter Kohlenmonoxldkonzentration, d. h. die Stabilität des Hydrlerprozesses sinkt. Bei Verwen- -'5 dung von Katalysatoren mit spezifischen Oberflächen über 50 mVg oder Palladiumkonzentrationen über 0,1 Masse-% sind Äthylenverluste durch den Hydrlerprozeß unter technischen Bedingungen unvermeidbar, die Temperaturführung ist kritisch und das Verhallen bei Inbetriebnahme unbefriedigend. Der Hydrlerprozeß läßt sich mit solchen Katalysatoren auch bei sehr hohen Kohlenmonoxldkonzentratlonen nur schwer oder nicht mehr beherrschen. Ungünstig beeinflußt wird die Selektivität des Katalysators außerdem durch Mikroporen. ■»»The optimal palladium concentration in the catalyst depends on the process conditions. In the case of high exposure and high acetylene concentrations, it is preferably in the upper part of the specified range. In addition, the required operating temperature of the catalyst can be reduced by increasing the palladium content. If the catalyst used according to the invention contains no promoters, the palladium contained in it is distributed over the entire support form 11 ng and / or the specific surface area is over -10 20 m 2 / g, palladium concentrations below 0.040% by mass are preferred. With increasing palladium content, increasing specific surface area, especially above 20 mVg, and increasing penetration depth of the palladium, the ethylene balance of the process deteriorates under comparable conditions and the requirements with regard to compliance with the temperature conditions increase, especially when the temperature is lower. Normally process-related carbon monoxide concentration, ie the stability of the hydration process decreases. When using catalysts with specific surface areas above 50 mVg or palladium concentrations above 0.1% by mass, ethylene losses due to the hydration process are unavoidable under technical conditions, the temperature control is critical and the failure at start-up is unsatisfactory. The hydration process is difficult or impossible to control with such catalysts, even with very high carbon monoxide concentrations. The selectivity of the catalyst is also adversely affected by micropores. ■ »»
Die Abmessung der Katalysatorformlinge richtet sich vor allem nach der lichten Weite der Katalysatorrohre. Es wurde gefunden, daß das günstige Verhältnis Innendurchmesser der Rohre zum Durchmesser bzw. zur Höhe der Katalysatorformlinge zwischen 8 und 25, vorzugsweise zwischen 10 und 15 : 1 liegt.The dimensions of the shaped catalyst pieces depend primarily on the inside diameter of the catalyst tubes. It has been found that the favorable ratio of the inner diameter of the pipes to the diameter or to the height of the shaped catalyst pieces between 8 and 25, preferably between 10 and 15: 1.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren strömt das Einsatzprodukt mit einer Geschwindigkeit von 0,3 bis 3,0 m/s, vorzugsweise von 0,5 bis 2.0 m/s, durch die Katalysatorrohre. Die für die Dimensionierung der Reaktorrohre wichtigsten Bestimmungsgrößen sind die Acetylenkonzentrallon in der Rohfraktion, der zu erwartende Belastungsbereich und die Leistung des Kühlsystems. Mit sinkender Belastung des Katalysators, sinkender Kühlleistung und steigender Acetylenkonzenlrallon muß zur Erzielung optimaler Ergebnisse die Strömungsgeschwindigkeit erhöht werden. Bei Acetylenkonzentrationen über 1 Masse-% sollte sie nicht unter 0,8 m/s sinken und vorzugsweise zwischen 1,0 und 2,0 m/s liegen. Günstig ist es In diesen Fällen außerdem, wenn durch einen vergleichsweise kleinen Rohrdurchmesser für eine ausreichend schneiie Abführung der Hydrierwärme gesorgt wird.According to the process according to the invention, the feedstock flows at a rate of 0.3 to 3.0 m / s, preferably from 0.5 to 2.0 m / s, through the catalyst tubes. The one for dimensioning the reactor tubes The most important determinants are the acetylene concentration in the crude fraction, the one to be expected Load range and the performance of the cooling system. As the load on the catalytic converter falls, it falls The cooling capacity and increasing acetylene concentration must be controlled by the flow rate to achieve optimal results increase. In the case of acetylene concentrations above 1% by mass, it should not be below 0.8 m / s sink and are preferably between 1.0 and 2.0 m / s. In these cases it is also beneficial if thanks to a comparatively small pipe diameter for a sufficiently fast dissipation of the heat of hydrogenation is taken care of.
Die besten Ergebnisse werden mit dem Verfahren erfindungsgemäß dann erzielt, wenn in axialer Richtung der Katalysatorrohre eine möglichst große Temperaturdifferenz zwischen Reaktoraus- und Reaktoreingang ange- :The best results are achieved with the method according to the invention when in the axial direction of the Catalyst tubes as large a temperature difference as possible between the reactor outlet and reactor inlet:
strebt wird. Es wurde gefunden, daß bei Verwendung des oben beschriebenen Katalysators diese Differenz bis >-s + 60K betragen kann, ohne daß Äihylenverluste eintreten oder der Hydrierprozeß instabil wird. Selbst bei ■is striving. It has been found that, when the catalyst described above is used, this difference can be up to> - s + 60K without ethylene losses occurring or the hydrogenation process becoming unstable. Even with ■
negativen Werten dieser Temperaturdifferenz bis zu -15 K wird das Ergebnis nicht oder nicht wesentlich beeinträchtigt, wenn die Acetylenkonzentration In der C2-mlnus-Rohfraktion unter 1,0 Masse-% liegt. Oberhalb -15 K treten bei konstanter Kohlenmonoxidkonzentration mit zunehmendem negativem Temperaturgradienten und ;»negative values of this temperature difference down to -15 K the result is not or not significantly impaired, if the acetylene concentration in the C2 nut crude fraction is below 1.0% by mass. Above -15 K occur at constant carbon monoxide concentration with increasing negative temperature gradient and; »
steigender Acetylenkonzentration besonders oberhalb 1,0 Masse-% Äthylenverluste ein, und die Prozeßstabilität wl v? sinkt. Vorzugsweise liegt die Eintrittstemperatur beim erfindungsgemäßen Verfahren 50 bis 5 K unter der J increasing acetylene concentration, especially above 1.0% by mass ethylene losses, and the process stability wl v ? sinks. In the process according to the invention, the inlet temperature is preferably 50 to 5 K below J.
Austrittstemperatur. Außerdem wird erfindungsgemäß die Reaktoreintritlstemperatur bis zu 20 K unter der ?; Outlet temperature. In addition, according to the invention, the reactor inlet temperature is up to 20 K below the? ;
Anspringtemperatur des Katalysators gehalten, wobei als Anspringtemperatur die Temperatur verstanden wird, ({ The light-off temperature of the catalytic converter is maintained, the light-off temperature being understood as the temperature ({
bei der der Katalysator unter den gegebenen Prozeßbedingungen gerade das Acetylen zu hydrleren beginnt. Der ;in which the catalyst just begins to hydrate the acetylene under the given process conditions. Of the ;
axiale und radiale Temperaturgradient zwischen irgendeiner Stelle Im Katalysatorbett und der Kühlmitteltempe- 65 ratur darf erfindungsgemäß +60 K nicht übersteigen. Die für einen speziellen Anwendungsfall günstigste ;/;axial and radial temperature gradient between any point in the catalyst bed and the temperature must not exceed 65 Kühlmitteltempe- invention +60 K. The most favorable for a special application; /;
Temperaturdifferenz hängt vor allem vom aktuellen Akiivltätsniveau des verwendeten Katalysators und der Dimensionierung des Reaktors ab. Bei großen lichten Welten der Katalysatorrohre und bei sehr aktiven Kata- -The temperature difference depends mainly on the current Akiivltäts level of the catalyst used and the Dimensioning of the reactor. In the case of large, clear worlds of the catalytic converter tubes and in the case of very active catalytic converters -
lysatoren sollte sie, Im Interesse der Älhylenausbeute und der Prozeßstabllltät vorzugsweise 45 K und während £In the interests of the ethylene yield and process stability, it should preferably be 45 K and during £
der Inbetriebnahme frischer Katalysatoren, bei Kohlenmonoxidkonzentrationcn = 2000 Vol.-ppm, vorzugsweise 30 K nicht übersteigen. :-\ the start-up of fresh catalytic converters, at carbon monoxide concentration cn = 2000 ppm by volume, preferably not exceeding 30 K. : - \
Vor allem durch diese Temperaturführung wird, verglichen mit allen bisher bekannten Verfahren, trotz derAbove all, this temperature control, compared with all previously known methods, despite the
> zulässigen großen Temperaturgradlentcn, eine deutlich bessere Selektivität und eine erheblich höhere Stabilität !,.> Permissible large temperature gradients, a significantly better selectivity and a considerably higher stability ! ,.
des Hydrlerprozesses erreicht.of the hydrler process.
Jede Änderung der Reaktoreingangstemperatur erfolgt In kleinen Schritten, wobei Insgesamt 20 K/h und ßiEvery change in the reactor inlet temperature takes place in small steps, with a total of 20 K / h and ßi
vorzugsweise 10 K/h nicht überschriitcn werden, unabhängig davon, ob es sich um eine Erhöhung oder ; >!preferably 10 K / h are not exceeded, regardless of whether it is an increase or; >!
Senkung der Temperatur handelt. Die Kühlmitteltemperatur wird erfindungsgemäß ebenfalls nur in kleinen |;Lowering the temperature. According to the invention, the coolant temperature is also only in small |;
Schritten verändert, wobei in diesem Falle die Änderung insgesamt 10 K/h und vorzugsweise 5 K/h nicht über- ||Steps changed, in which case the change does not exceed a total of 10 K / h and preferably 5 K / h
steigt. Mit zunehmender Betriebszelt des Katalysators kann die Geschwindigkeit von Temperaturänderungen ||increases. As the operating period of the catalytic converter increases, the rate of temperature changes ||
erhöht werden.increase.
Besonders sorgfältig und langsam muß die Temperaturerhöhung bei der Inbetriebnahme frischer Katalysatoren bzw. Im Bereich um und oberhalb der Anspringtemperatur des verwendeten Katalysators bei der Wlederlnbetrlebnahme von Reaktoren erfolgen. Wesentlich ist dabei weiterhin, daß Änderungen der Temperaturen oder der Kohlcnmonoxidkonzentration unter einer möglichst sorgfältigen analytischen Kontrolle des Hydrierprozesses durchgeführt werden.The temperature increase must be particularly careful and slow when starting up fresh catalytic converters or in the range around and above the light-off temperature of the catalyst used when the vehicle is started up done by reactors. It is also essential that changes in temperatures or the Carbon monoxide concentration with careful analytical control of the hydrogenation process be performed.
Die Inbetriebnahme eines mit frischem Katalysator gefüllten Reaktors erfolgt erfindungsgemäß mit einer Kohlenmonoxldkonzentratlon in der Rohfraktion, die zwischen prozeßbedingter und maximal 5000 Vol.-ppm,A reactor filled with fresh catalyst is started up according to the invention with a Carbon monoxide concentration in the crude fraction, which is between process-related and a maximum of 5000 ppm by volume,
:u vorzugsweise zwischen prozeßbedingter und 3500 Vol.-ppm Hegt. Bei der WiederInbetriebnahme eines Katalysators wird vorzugsweise ein Kohlenmonoxidgehalt zwischen prozeßbedingter Konzentration und maximal 3000 Vol.-ppm angewendet. Die für einen konkreten Fall günstige Kohlenmonoxldkonzentration hängt vor allem von der Dimensionierung des Reaktors, der Zusammensetzung der Rohfraktion, der Leistung des Kühlsystems sowie der aktuellen Aktivität und Selektivität des verwendeten Katalysators ab. Bei relativ großen Innendurchmessern der Katalysatorrohre, bei hoher Acelylenkonzentratlon in der CVmlnus-Rohfraktion, bei geringer Leistung des Kühlsystems, bei geringer Belastung und/oder bei einem Katalysator mit hoher Aktivität Ist es Im Interesse einer kurzen Inbetriebnahmezeil, der Prozeßstabllilät und der Äthylenausbeute vorteilhaft, den Kohlenmonoxidgehalt in der Rohfrakllon während der Inbelrlebnahmephase vorübergehend. Innerhalb der erfindungsgemäß festgelegten Grenzen, zu erhöhen. : u preferably between process-related and 3500 ppm by volume Hegt. When a catalytic converter is restarted, a carbon monoxide content between the process-related concentration and a maximum of 3000 ppm by volume is preferably used. The carbon monoxide concentration that is favorable for a specific case depends above all on the dimensions of the reactor, the composition of the crude fraction, the performance of the cooling system and the current activity and selectivity of the catalyst used. With relatively large inside diameters of the catalyst tubes, with high acetylene concentration in the crude fraction of CVmlnus, with low performance of the cooling system, with low load and / or with a catalyst with high activity, it is advantageous in the interests of a short start-up period, the process stability and the ethylene yield Carbon monoxide content in the raw fraction temporarily during the inhalation phase. To increase within the limits defined according to the invention.
·'" Die Raumgeschwlndlgkeit darf bei der Inbetriebnahme nicht unter 3000 v/vh liegen und beträgt In dieser
Phase vorzugsweise 3500 bis 4000 v/vh. Zweckmäßigerweise wird in der Anfahrphase wenigstens ein Teil der
den Reaktor passierenden Cj-mlnus-Fraktlon zurückgeführt, um diese Belastung bei minimalem Verbrauch an
Rohfraktion zu erreichen.
Bei der Inbetriebnahme wird erfindungsgemäß die Cj-minus-Rohfraktion mit einer Temperatur von 278 bisThe space velocity must not be below 3000 v / vh at start-up and is preferably 3500 to 4000 v / vh in this phase Load with minimal consumption of crude fraction.
When starting up, according to the invention, the Cj-minus crude fraction is at a temperature of 278 to
■" 303 K, vorzugsweise 288 bis 303 K, In den Reaktor eingeführt. Dann wird Innerhalb von 1 bis 6 h, vorzugsweise ( ■ "303 K, preferably 288 to 303 K, introduced into the reactor. Then within 1 to 6 h, preferably (
innerhalb von 2 bis 3 h, die Eintrlttstemperaiur In kleinen Schritten bis auf 50 bis 20 K unter der Ansprlngtem- j within 2 h to 3, the Eintrlttstemperaiur in small steps up to 50 to 20 K under the Ansprlngtem- j
peratur erhöht. Zweckmäßigerwelse wird die Temperaturerhöhung kurz unterhalb oder bei der Anspringtempera- '*temperature increased. Expediently, the temperature increase is just below or at the starting temperature '*
tür für 30 bis 60 Minuten unterbrochen, bis sich das Temperaturgefälle Im Reaktor weitestgehend ausgeglichen t door interrupted for 30 to 60 minutes until the temperature gradient in the reactor largely offset t
hai. Sobald das Acetylen in geringem Umfang hydriert wird, wird die Reaklortemperatur In kleinen Schrittenshark. As soon as the acetylene is hydrogenated to a small extent, the reactor temperature increases in small steps
■w über den Kühlmitteldruck und unter sorgfälliger analytischer Kontrolle erhöht, bis der Acetylenrestgehalt unter l ■ w is increased via the coolant pressure and under careful analytical control until the residual acetylene content is below l
3 ppm liegt. Nachdem sich der Hydrierprozeß stabilisiert hat, wird, sofern das notwendig ist, die Kohlenmonoxidkonzentration schrittweise nach Maßgabe der Äthylenbilanz bis auf den prozeßbedingten Wert reduziert. Sobald Äthylenhydrierung zu bemerken ist, wird parallel zum Kohlenmonoxidgehalt die Reaktortemperatur ,,3 ppm. After the hydrogenation process has stabilized, the carbon monoxide concentration increases, if necessary gradually reduced in accordance with the ethylene balance down to the process-related value. As soon as ethylene hydrogenation is noticeable, the reactor temperature is set parallel to the carbon monoxide content,
gesenkt. £ilowered. £ i
·*> Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber den bisher bekannten Verfahren eine Reihe wesentlicher Vorteile, die sich außerordentlich günstig auf die Ökonomie und die Stabilität des Hydrlerprozesses sowie den für seine Realisierung erforderlichen Investitionsaufwand auswirken. Durch die hohe Eigenselektive der verwendeten Katalysatoren und die auf diese abgestimmten Verfahrensbedingungen ist eine, verglichen mit den bekannten Verfahren, sehr hohe Temperaturdifferenz Im Katalysatorbett bzw. von Katalysatorbett zum Kühlme-· *> The method according to the invention has a number of essentials compared to the previously known methods Advantages that are extremely beneficial to the economy and the stability of the hydrler process as well as the affect the investment required for its realization. Due to the high self-selectivity of the used Catalysts and the process conditions tailored to them is one compared to the known processes, very high temperature difference in the catalyst bed or from the catalyst bed to the cooling medium
5" dium zulässig, ohne daß der Reaktor zum Durchgehen bzw. zur Äthylenhydrierung neigt. Ganz im Gegenteil liegen die Äthylenverluste beim erfindungsgemäßen Verfahren deutlich unter den bisher üblichen. Dadurch ist die in der Rohfraklion erforderliche fviodeiatürenkonzentration niedrig, ohne daß bei prozeßbedingten Abweichungen in der Zusammensetzung der CVmlnus-Fraktlon und/oder bei Schwankungen der Verfahrensparameter erhebliche Äthylenverluste eintreten bzw. das Acetylen nicht mehr ausreichend hydriert wird. Bei den bisher5 "dium is permissible without the reactor tending to run away or to hydrogenate ethylene. Quite the contrary the ethylene losses in the process according to the invention are well below those previously usual. This is the natural protein concentration required in the crude fraction is low, without any process-related deviations in the composition of the CVmlnus fraction and / or in the event of fluctuations in the process parameters significant ethylene losses occur or the acetylene is no longer sufficiently hydrogenated. With the so far
5* bekannten Verfahren muß hingegen, wie bereits ausgeführt wurde, diese Temperaturdifferenz auf unter 30 K, in den meisten Fällen sogar auf 21 K und darunter, begrenzt werden, um die Äthylenverluste in Grenzen zu halten und eine ausreichende Stabilität des Prozesses zu erreichen (vgl. US-PS 34 12 169). In der Regel muß außerdem noch eine erhöhte Moderatorkonzentration gefordert werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, der sich aus den hohen zulässigen Temperaturgradlenlen Innerhalb der Katalysatorrohre in5 * known methods, however, as already explained, this temperature difference must be below 30 K, in in most cases even to 21 K and below, in order to keep the ethylene losses within limits and to achieve a sufficient stability of the process (see. US-PS 34 12 169). Usually must also an increased moderator concentration may still be required. Another major advantage of the invention Process resulting from the high permissible temperature levels within the catalyst tubes in
wl radialer und axialer Richtung, der hohen Eigcnselektlvliät der verwendeten Katalysatoren und den optimal auf diese abgestimmte Verfahrensbedingungen ergibt, besteht darin, daß es in ensprechend dimensionierten, herkömmlichen Röhrenreaktoren und gegebenenfalls auch in zwischengekühlten Bettreaktoren mit gleicher oder besserer Effektivität hinsichtlich des Betriebsergebnisses durchgeführt werden kann als das In den DE-OS 22 25 213 und DE-OS 23 15 025 beschriebene Verfahrcnsprlnzip, das Speziaireaktoren mit hohem Investltionsauf- wl radial and axial direction, the high Eigencnselektlvliät of the catalysts used and the optimally matched process conditions, consists in the fact that it can be carried out in appropriately dimensioned, conventional tubular reactors and possibly also in intercooled bed reactors with the same or better effectiveness with regard to the operating result than the process described in DE-OS 22 25 213 and DE-OS 23 15 025, the special reactors with high investment costs
<>> wand und eine komplizierte Prozeßführung mit erhöhter Störanfälligkell erfordert. Vorteilhaft Ist weiterhin, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei der Inbetriebnahme in kurzer Zelt, bei minimalem Äthylenverlust bzw. Rohstoffeinsalz und minimalem zusätzlichem Kohlenmonoxidbcdarf eine der geforderten Reinheit (Acetylen 3 ppm) entsprechende selektiv hydrierte Cj-minus-Fraktlon liefen.<>> wall and requires a complicated process management with increased susceptibility to failure. It is also advantageous that the method according to the invention when commissioning in a short period of time, with minimal ethylene loss or Raw material salt and a minimal additional carbon monoxide requirement must be of the required purity (acetylene 3 ppm) corresponding selectively hydrogenated Cj-minus-Fraktlon ran.
Einige zweckmäßige und vorteilhafte Auslührungsvarlantcn des erflndungsgcmäUcn Verfahrens sind in den folgenden Beispielen dargestellt.Some expedient and advantageous embodiments of the method according to the invention are given in the shown in the following examples.
7,2 I Katalysator werden In einen Versuchsreaktor eingebaut. Der Reaktor lsi Teil einer Versuchsanlage, bestehend aus Vorhelzcr, Reaktor, Kühlsystem und den entsprechenden meli- und regcllcchnischen Einrichtungen einschließlich der Gerate zur Meßwerterl'assung. Der rohrl'örmlge Reaktor ist mit einem Kühlmantel umgeben und hat eine lichte Weite von 51 mm (Außendurchmesser 57 mm, Wandstärke 2,9 mm). Die Katalysatorfüllhöhe beträgt 3500 mm. Der Vorheizer wird mit Niederdampfdruck betrieben. Das Kühlsystem besteht aus dem Kühlmantel des Reaktors, einem Wasserkühler und einem Vorratsgefäß für die Kühlflüssigkeit. Als Kühlmedium dient siedendes Methanol. Die erforderliche d-mlnus-Fraktion wird direkt aus einer technischen Anlage zur Äthylenerzeugung übernommen. Erhöhte Kohlenmonoxidkonzentratlonen können durch eine zusätzliche Kohlenmonoxldelnspelsung am Eingang der Versuchsanlage gezielt eingestellt werden. Die Reaktoreingangstemperatur wird über den Vorwärmer und die Kühlmitteltemperatur über den Methanoldruck im Kühlsystem durch die Kühlwassermenge im Methanolkondensator geregelt. Die Analysen werden mit Hilfe üblicher gaschromatographlscher Methoden durchgeführt.7.2 l of catalyst are installed in an experimental reactor. The reactor is part of an experimental plant, Consists of a pre-heater, reactor, cooling system and the corresponding mechanical and control equipment including the devices for the release of measured values. The tubular reactor is surrounded by a cooling jacket and has a clear width of 51 mm (outside diameter 57 mm, wall thickness 2.9 mm). The catalyst fill level is 3500 mm. The preheater is operated with low steam pressure. The cooling system consists of the cooling jacket of the reactor, a water cooler and a storage vessel for the cooling liquid. As a cooling medium boiling methanol is used. The required d-mlnus fraction is taken directly from a technical Plant for ethylene production taken over. Increased carbon monoxide concentrations can be caused by a additional carbon monoxide flushing at the entrance of the test facility can be set in a targeted manner. The reactor inlet temperature is via the preheater and the coolant temperature via the methanol pressure in the The cooling system is regulated by the amount of cooling water in the methanol condenser. The analyzes are made using usual gas chromatographic methods.
Die verwendete C2-mlnus-Fraktlon hatte folgende durchschnittliche Zusammensetzung In Masse-%:The C 2 -mlnus Fraktlon used had the following average composition in% by mass:
Acetylen 0,75%Acetylene 0.75%
Äthylen 50,0 %Ethylene 50.0%
Äthan 13,5 %Ethane 13.5%
Wasserstoff 1,65%Hydrogen 1.65%
Methan 34,8 %Methane 34.8%
Kohlenmonoxid 1000 bis 1800 ppm (Vo|.)Carbon monoxide 1000 to 1800 ppm (V o |.)
Der Katalysator ist durch folgende Daten charakterisiert:The catalyst is characterized by the following data:
Schüttgewicht Berstdruck ZusammensetzungBulky weight burst pressure composition
Struktur des Trägers Porenvolumen, gesamtStructure of the support total pore volume
r< 10 nm 10<r<50 nmr <10 nm 10 <r <50 nm
r>50 nmr> 50 nm
spezifische Oberflächespecific surface
t Katalysatorform Tabletten mit einem Durchmesser von t catalyst form tablets with a diameter of
j 4,56 ±0,15 mm und einer Höhe vonj 4.56 ± 0.15 mm and a height of
* 4,6 ± 0,2 mm ^* 4.6 ± 0.2mm ^
Palladiumverteilung ca. 0,8 mm starke periphere SchichtPalladium distribution approx. 0.8 mm thick peripheral layer
Vor der Inbetriebnahme wurde der mit Katalysator gefüllte Reaktor mit Stickstoff Inertislert und In der C2- <* minus-Rohfraktlon durch Einspeisen von zusätzlichem Kohlenmonoxid die Kohlenmonoxldkonzentratlon auf 3000 ppm erhöht. Dann wurde bei einer Elnlrlttstemperatur von 303 K und einem Druck von 2,8 MPa die C2-minus-Fraktlon In den Reaktor geleitet. Die Strömungsgeschwindigkeit durch das Katalysatorrohr betrug 0,45 m/s und die Belastung 3500 v/vh. In kleinen Schritten wurde die Eingangstemperatur Innerhalb von 2 Stunden auf 333 K erhöht. Bei dieser Temperatur setzte die Hydrierreaktion ein, wie der ansteigende Kühlmitteldruck « und die Analysenergebnisse auswiesen. Unter analytischer Kontrolle wurde In kleinen Schritten die Eintrittstemperatur bis auf 343 K und der Kühlmitteldruck auf 0,02 bis 0,025 MPa erhöht. Unter diesen Bedingungen wurde das Acetylen bereits auf 2 ppm abgebaut. Äthylenverluste traten dabei nicht ein. Nachdem sich stabileBefore start-up, the reactor filled with catalyst was increased with nitrogen inert and in the C 2 - <* minus crude fraction by feeding in additional carbon monoxide, the carbon monoxide concentration to 3000 ppm. The C 2 -minus fraction was then passed into the reactor at an inlet temperature of 303 K and a pressure of 2.8 MPa. The flow rate through the catalyst tube was 0.45 m / s and the loading was 3500 v / vh. The inlet temperature was increased in small steps to 333 K within 2 hours. At this temperature, the hydrogenation reaction began, as indicated by the increasing coolant pressure and the results of the analysis. Under analytical control, the inlet temperature was increased in small steps to 343 K and the coolant pressure to 0.02 to 0.025 MPa. Under these conditions the acetylene was already broken down to 2 ppm. There were no ethylene losses. After being stable
Betriebsbedingungen eingestellt hatten, wurde die Kohlenmonoxidkonzentration schrittweise auf den prozeßbeülngtcn
Wert von 1600 bis 1800 ppm reduziert. Dabei wurde, sobald die Analysen geringe Äthylenverluste
erkennen ließen, parallel dazu auch die Reaktortemperatur gesenkt.Having set operating conditions, the carbon monoxide concentration was gradually reduced to the process-affected value of 1600 to 1800 ppm. Thereby, as soon as the analyzes were carried out, minor ethylene losses
revealed, the reactor temperature was also lowered in parallel.
Charakteristische Ergebnisse dieser Phase sind in der Tabelle 1, Zelle 1 bis 4, zusammengefaßt.Characteristic results of this phase are summarized in Table 1, cells 1 to 4.
Anschließend wurden die Prozeßbedingungen innerhalb folgender Grenzen variiert.The process conditions were then varied within the following limits.
Durch systematische Veränderung der Reaktortemperatur mit Hilfe des Kühlmitteldrucks wurden u. a. bei konstanter, prozeßbedingter Kohlenmonoxidkonzentration die Prozeßstabilität und die Neigung des Katalysators zum »Durchgehen« (d. h. zur Durchhydrierung), getestet. Charakteristische Werte sind In Tabelle 1 zusammengefaßt. Nach einer Betriebszeit von 142 Std. wurde abgestellt und erneut unter Im wesentlichen analogen Bedingungen wie oben beschrieben angefahren. Die Kohlenmonoxidkonzentratlon In der Rohfraktion betrug dabei 2050 ppm. Bereits nach 4,5 Sdt. waren stabile Betriebsbedingungen erreicht. Der Acetylenrestgehalt lag bei 1 ppm. Es wurden, bezogen auf das eingesetzte Ätylen, Äthylengewlnnc zwischen 0,93 und 1,496 erzielt.By systematically changing the reactor temperature with the aid of the coolant pressure, inter alia at constant, process-related carbon monoxide concentration, the process stability and the inclination of the catalyst for "runaway" (i.e., for hydration), tested. Characteristic values are summarized in Table 1. After an operating time of 142 hours it was switched off and again under essentially analogous conditions approached as described above. The carbon monoxide concentration in the crude fraction was 2050 ppm. Already after 4.5 hours. stable operating conditions were achieved. The residual acetylene content was at 1 ppm. Based on the ethylene used, ethylene yields between 0.93 and 1.496 were achieved.
7,2 1 des Katalysators gemäß Beispiel 1 wurden In die dort beschriebene Versuchsanlage eingebaut. Die Inbetriebnahme erfolgte analog Beispiel 1 mit einer Belastung von 5800 v/vh, einer Strömungsgeschwindigkeit durch die Katalysatorrohre von 0,8 m/sec und einer Kohlenmonoxidkonzentration von 2500 Vol.-ppm. Zur Prüfung des Aktlvltäts-Zeitverhaltens des Katalysators wurden die Bedingungen durch relativ hohe Betriebstemperatur bewußt verschärft. Die prozeßbedingte Kohlenmonoxidkonzentration schwankte zwischen 1000 und 1300 Vol.-ppm. Die Stabilität des Hydrierprozesses und das Durchgeh verhalten des Katalysators wurden mehrfach nach verschiedenen Betriebszeiten analog wie In Beispiel 1 getestet. Weiterhin wurde im Verlauf des Versuchs der Reaktor sechsmal planmäßig ab- und angefahren. Das Anfahren erfolgte gemäß Beispiel 1 bei Belastungen von 220 bis 7000 v/vh und Kohlenmonoxidkonzentration von 1000 bis 2500 Vol.-ppm. Charakteristische Ergebnisse sind In Tabelle 2 zusammengefaßt. Der Acetylenrestgehalt betrug in allen Fällen <2 ppm. Nach einer effektiven Betriebszeit von 774 Std. wurde der Versuch abgebrochen, ohne daß gegenüber der 100. Betriebsstunde eine Abnahme der Aktivität zu erkennen war.7.2 l of the catalyst according to Example 1 were installed in the test system described there. The commissioning was carried out analogously to Example 1 with a load of 5800 v / vh, a flow rate through the catalyst tubes of 0.8 m / sec and a carbon monoxide concentration of 2500 ppm by volume. For testing of the activity-time behavior of the catalytic converter, the conditions were due to the relatively high operating temperature consciously tightened. The process-related carbon monoxide concentration fluctuated between 1000 and 1300 ppm by volume. The stability of the hydrogenation process and the run-through behavior of the catalyst were improved several times different operating times as in example 1 tested. Furthermore, in the course of the experiment, the Reactor shut down and started up six times as planned. The start-up was carried out according to Example 1 with loads of 220 to 7000 v / vh and carbon monoxide concentration from 1000 to 2500 ppm by volume. Characteristic results are summarized in Table 2. The residual acetylene content was in all cases <2 ppm. After an effective operating time of 774 hours, the test was aborted without one hour after the 100th operating hour Decrease in activity was seen.
lalicllc ? Beiriebs/eitlalicllc ? Operational time
in hin h
lcmperalur Küliliniilcl- Belastung Cl ι-Kim- C.illj-Biianz, bezogenlcmperalur Küliliniilcl- exposure Cl ι-Kim-C.illj-Biianz, related
spezifische Oberfläche in m2/gspecific surface in m 2 / g
der Aktivkoniponentcnof the active components
in den Triigerformlingcnin the Triigerformlingcn
12,012.0
1,01.0
3232
peripher, Hindringtiel'e ca 0,6 mmperipheral, Hindringtiel'e approx. 0.6 mm
peripher, Eindringtiefe ca. 0.8 mmperipheral, Penetration depth approx. 0.8 mm
gleichmäßig im gesamten Träge rl'orml ingevenly all in one Lazy rl'orml ing
Der In Tabelle 3, Spalte 1, charakterisierte Katalysator wurde In der in Beispiel 1 beschriebenen Versuchsanlage zur selektiven Hydrierung einer technischen Cj-mlnus-Fraktlon eingesetzt. Dabei wurden die Kohlenmon-The catalyst characterized in table 3, column 1, was used in the test facility described in example 1 used for the selective hydrogenation of a technical Cj-mlnus-Fraktlon. The carbon mono-
druckCoolant load
pressure
Konzentration auf eingesetztes C2H4CO- CjHrBalance, related
Concentration on the C2H4 used
druckCoolant
pressure
druckKiililmi
pressure
Konzentration ;iul eingesetztes (ΛΙΙ4 Ci) - (Mli-Hil; in /, related
Concentration; iul inserted (ΛΙΙ4
toreingangstemperatur zwischen 340 und 377 K und der Kühlmitteldruck zwischen 0,03 und 0,255 MPa variiert.door inlet temperature between 340 and 377 K and the coolant pressure between 0.03 and 0.255 MPa.
Der Reaktordruck schwankte zwischen 2,68 und 2,83 MPa.The reactor pressure varied between 2.68 and 2.83 MPa.
Die Versuchsführung entsprach der im Beispiel 1 beschriebenen. Die charakteristischen Ergebnisse sind InThe conduct of the experiment corresponded to that described in Example 1. The characteristic results are In
Tabelle 4 zusammengefaiii. Der Restacetylengehalt war In allen Fällen 2 ppm.Table 4 summarized. The residual acetylene content was 2 ppm in all cases.
Konzentration aul eingesetztes CjH4 äCO- CiIl 4 -BiIaIiZ, related to If
Concentration of CjH 4 used
Reaktoreingangtemperature
Reactor entrance
Beispiel 4 1
Si ι
Example 4 1
Si
ti 1400 -0.24 J,: j
ti
lage zur selektiven Hydrierung einer technischen Cj-mlnus-Fraktlon eingesetzt. Das Einsatzgemisch enthielt |
1200 bis 2500 Vol.-ppm Kohlenmonoxid. Die übrigen Prozeßparameter wurden Innerhalb der im Beispiel 3 ange- f.
führten Grenzen variiert. Die Inbetriebnahme des Reaktors erfolgte gemäß Beispiel 2. Die charakteristischen . Jf
Versuchsergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengefaßt, dabei lag die Restacetylenkonzentratlon In allen Fällen : |
bei 2 ppm. f The catalyst characterized in Table 3, Column 2, was used in the test procedure described in Example 1
used for the selective hydrogenation of a technical Cj-mlnus-Fraktlon. The feed mixture contained |
1200 to 2500 ppm by volume carbon monoxide. The other process parameters were within the limits given in Example 3.
led boundaries varied. The reactor was started up as in Example 2. The characteristic. Jf
Test results are summarized in Table 5, the residual acetylene concentration was in all cases : |
at 2 ppm. f
Beispiel 5 § i
Example 5 §
baut. Die Inbetriebnahme erfolgte analog Beispiel 1, aber mit einer Kohlenmonoxldkonzentratlon von 1600 Vol.- ':'
ppm. Die weitere Versuchsdurchführung entsprach Beispiel 3 und 4. Die In Tabelle 6 zusammengefaßten Ergeb- ;;{
nisse sind charakteristisch für diesen Versuch. Das Acetylen wurde In jedem Fall auf 3 ppm abgebaut. Die f\
Hydrierreaktion setzt bei 360 K ein. ;;The catalyst characterized in table 3, column 3, was elnge in the experimental reactor according to example 1
builds. The start-up was carried out as in Example 1, but with a carbon monoxide concentration of 1600 vol. ':'
ppm. The further implementation of the experiment corresponded to Examples 3 and 4. The results summarized in Table 6 ;; {
Nits are characteristic of this attempt. The acetylene was broken down to 3 ppm in each case. The f \
Hydrogenation reaction starts at 360 K. ; ;
Reaktorcingangtemperature
Reactor entrance
Reaklorcingjngtemperature
Reaklorcingjng
Fortsetzungcontinuation
Temperatur
Reaktorcingangtemperature
Reactor entrance
Kühlmittel- Belastung druckCoolant load pressure
Ml'aMl'a
v/vhv / vh
Konzen'.ralinnKonzen'.ralinn
Vol.ppmVol.ppm
('.1I4-BiIaH/. bezogen aul'eingesetztes CiH4 ('.1I 4 -BiIaH /. Based on CiH 4
Zum Vergleich mit den In den erflndungsgemaßen Beispielen 1 bis 5 erhaltenen Ergebnissen wurden In die im Beispiel ί beschriebene Versuchsanlage 7,2 I eines Industriell hergestellten und bei der selektiven Hydrierung von d-minus-Fraktlon technisch erprobten Katalysators eingebaut und nach dem in den Beispielen 1 bis 5 angewendeten Prinzip und Im wesentlichen unter analogen Bedingungen getestet. Der Vergleichskatalysator ist durch folgende Daten charakterisiertFor comparison with the results obtained in Examples 1 to 5 according to the invention, In the in example ί described experimental plant 7.2 l of an industrially manufactured and selective hydrogenation of d-minus-Fraktlon technically proven catalyst installed and according to the in Examples 1 to 5 applied principle and essentially tested under analogous conditions. The comparative catalyst is characterized by the following data
Bei der Inbetriebnahme wurde die Rohfraktion mit einem Kohlenmonoxidgehalt von 3800 ppm und einer Temperatur von 298 K auf den Reaktor eingestellt. Die Belastung betrug 5800 v/vh. Die Eingangstemperatur wurde lh kleinen Schritten Innerhalb von 3 Std. bis auf 333 K erhöht und hler 1 Std. gehalten, bis sich die Reaktoraustrittstemperatur weltestgehend angeglichen hatte. Dann wurde die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 6 K/h weller erhöht. Bei 345 K setzte die Hydrlerreaktion ein. Der geforderte Acetylenabbau auf 3 ppm wurde ca. 7,5 Std. nach Beaufschlagung des Reaktors mit der Cj-minus-Fraktlon bei einer Eintrittstemperatur von 353 K und einem Kühlmitteldruck von 0,08 MPa erreicht. Der Reaktordruck schwankte zwischen 2,6 und 2,8 MPa. Die übrigen Parameter wurden in den Im Beispiel 1 angeführten Grenzen variiert. Es wurden die In Tabelle 7 zusammengefaßten charakteristischen Werte erhalten.When commissioning, the crude fraction with a carbon monoxide content of 3800 ppm and a Temperature of 298 K set on the reactor. The exposure was 5800 v / vh. The inlet temperature was increased to 333 K in small steps within 3 hours and held for less than 1 hour until the Reactor outlet temperature had adjusted worldwide as far as possible. Then the temperature increased at a rate from 6 K / h weller increased. The hydration reaction started at 345 K. The required acetylene degradation to 3 The ppm was approx. 7.5 hours after the reactor had been charged with the Cj-minus fraction at an inlet temperature of 353 K and a coolant pressure of 0.08 MPa. The reactor pressure fluctuated between 2.6 and 2.8 MPa. The other parameters were varied within the limits given in Example 1. It became the Characteristic values summarized in Table 7 were obtained.
druck
Ml'aCoolant
pressure
Ml'a
v/vhliclaslung
v / vh
Kun/entratum
Vol.-ppmCO-
Kun / entratum
Ppm by volume
mil'eingesetztes C--Il4 C-Ili-Biliiii /. be / .ogcn
with inserted C - -Il 4
Rcaktorcingang
Ktemperature
Rcaktorcingang
K
0.080.08
0.08
58005800
5800
22201,800
2220
- 0.32+ 0.20
- 0.32
353355
353
Fortsetzungcontinuation
Temperatur ReaktoreingangTemperature reactor inlet
Kühlmittel- Belastung druckCoolant load pressure
MPaMPa
v/vhv / vh
CO-CO-
KonzcntrationConcentration
Vol.-npmVol-npm
bezogen auf eingesetztes C2H4 based on C 2 H 4 used
Die Inbetriebnahme des Katalysators mit Kohlenmonoxldkonzenlratlonen unter 2000 ppm war nicht möglich, da er stark zum Durchgehen neigt. Außerdem war die erreichbare Prozeßstabilität, verglichen mit den Beispielen 1 bis 5, erheblich geringer. Bereits eine relativ geringe Erhöhung der Reaktortemperatur (bes. über den Kühlmitteldruck) bzw. eine Senkung der Kohlenmonoxidkonzentration führte zu schnell ansteigenden Äthylenverlusten und schließlich sogar zum Durchgehen des Reaktors. Besonders augenscheinlich wird das beim Vergleich der in Tabelle 8 zusammengefaßten Ergebnisse hinsichtlich Prozeßslabilität und Durchgehverhalten der Katalysatoren. The start-up of the catalyst with carbon monoxide concentrations below 2000 ppm was not possible, because he tends to run away. In addition, the achievable process stability was compared with the examples 1 to 5, considerably less. Even a relatively small increase in the reactor temperature (especially via the coolant pressure) or a reduction in the carbon monoxide concentration led to rapidly increasing ethylene losses and finally even going through the reactor. This becomes particularly evident when comparing them the results summarized in Table 8 with regard to process lability and runaway behavior of the catalysts.
Beispiel Temperatur Kühlmittel- Belastung CO- C2Il4-BiIaHz, bezogenExample temperature coolant load CO- C 2 Il 4 -BiIaHz, related
Reaktoreingang druck Konzentration auf eingesetztes C2H4 Reactor inlet pressure concentration of the C 2 H 4 used
K Ml'a v/vh Vol.-ppm ±%K Ml'a v / vh vol.ppm ±%
± 0,0 + 1,63± 0.0 + 1.63
- 0,55- 0.55
- 1,79- 1.79
- 3,19- 3.19
- 5,46- 5.46
- 0,24- 0.24
- 4,36- 4.36
- 3,66- 3.66
-41,0 (Totalhydrierung)-41.0 (total hydrogenation)
Zusammenfassungsummary
Verfahren zur selektiven Hydrierung von C2-mlnus-Fraktlonen. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur selektiven Hydrierung des Acetylens In einer gasförmigen C2-mlnus-Fraktion aus der Benzinpyrolyse an einem speziellen Palladium-Trägerkatalysator. Die Ziele sind, die Äthylenverluste zu vermindern, den Stabilitätsbereich zu erweitern und das Inbetriebnahmeverfahren zu verbessern.Process for the selective hydrogenation of C 2 -mlnus-Fraktlonen. The invention relates to a process for the selective hydrogenation of acetylene in a gaseous C 2 -nus fraction from gasoline pyrolysis on a special palladium-supported catalyst. The goals are to reduce ethylene losses, expand the stability range and improve the commissioning process.
Die Erfindung besteht darin, daß ein makroporöscr Katalysator mit einer spezlflschsn Oberfläche von maximal 50 m!/g und einer Palladiumkonzentration von 0,005 bis 0,1 Masse-'V>, gegebenenfalls In Kombination oder Verbindungen der Elsen- und/oder 1. Nebengruppe, In einem Röhrenreaktor eingesetzt wird, daß die Strömungsgeschwindigkeit durch die Rohre /wischen 0,3 bis 3,0 m/s liegt, die maximale Temperaturdifferenz zwischen Katalysatorbett und Kühlmedium 60 K nicht übersteigt und die Temperaturdlfferenz zwischen Reaktorausgang und Rciiktorclnyang zwischen -15 bis +60 K gehalten wird.The invention consists in the fact that a macroporous catalyst with a specific surface area of a maximum of 50 m ! / g and a palladium concentration of 0.005 to 0.1 mass-'V>, optionally in combination or compounds of the Elsen and / or 1st subgroup, In a tubular reactor is used that the flow rate through the tubes / wipe 0.3 to 3.0 m / s, the maximum temperature difference between the catalyst bed and the cooling medium does not exceed 60 K and the temperature difference between the reactor outlet and the reactor is kept between -15 and +60 K.
Claims (11)
e2) eine Temperaturdifferenz zwischen einer beliebigen Stelle Im Katalysatorbett und dem Kühlmittel von 0 bis 60 K einhält,- »ei) the temperature at the reactor outlet does not keep more than 60 K above or 15 K below the temperature of the reactor inlet and
e 2 ) maintains a temperature difference between any point in the catalyst bed and the coolant of 0 to 60 K,
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD19923477A DD131644B1 (en) | 1977-06-01 | 1977-06-01 | METHOD FOR THE SELECTIVE HYDROGENATION OF C TWO MINUS FRACTIONS |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2819791A1 DE2819791A1 (en) | 1978-12-14 |
DE2819791C2 true DE2819791C2 (en) | 1984-09-13 |
Family
ID=5508571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2819791A Expired DE2819791C2 (en) | 1977-06-01 | 1978-05-05 | Process for the selective hydrogenation of C 2 -minus fractions |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
AT (1) | AT358546B (en) |
BG (1) | BG43073A1 (en) |
CS (1) | CS206644B1 (en) |
DD (1) | DD131644B1 (en) |
DE (1) | DE2819791C2 (en) |
GB (1) | GB1596959A (en) |
HU (1) | HU186724B (en) |
RO (1) | RO81336A (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4404124A (en) * | 1981-05-06 | 1983-09-13 | Phillips Petroleum Company | Selective hydrogenation catalyst |
FR2536410B1 (en) * | 1982-11-24 | 1985-10-11 | Pro Catalyse | PROCESS FOR SELECTIVE HYDROGENATION OF ACETYLENIC HYDROCARBONS OF A CUT OF C4 HYDROCARBONS CONTAINING BUTADIENE |
US4551443A (en) * | 1984-11-27 | 1985-11-05 | Shell Oil Company | Catalysts for the selective hydrogenation of acetylenes |
ZA945342B (en) * | 1993-12-08 | 1995-03-01 | Chemical Res & Licensin | Selective hydrogenation of highly unsaturated compounds in hydrocarbon streams |
EP0686615B2 (en) † | 1994-06-09 | 2007-06-27 | Institut Francais Du Petrole | Process for the catalytic hydrogenation and catalyst useable in this process |
US7301062B2 (en) * | 2004-07-27 | 2007-11-27 | Abb Lummus Global Inc. | Process for the selective hydrogenation of alkynes and/or dienes in an olefin-containing hydrocarbon stream |
US7521393B2 (en) * | 2004-07-27 | 2009-04-21 | Süd-Chemie Inc | Selective hydrogenation catalyst designed for raw gas feed streams |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1568262A1 (en) * | 1966-03-28 | 1970-03-05 | Catalysts & Chem Inc | Selective hydrogenation process |
-
1977
- 1977-06-01 DD DD19923477A patent/DD131644B1/en not_active IP Right Cessation
-
1978
- 1978-05-05 DE DE2819791A patent/DE2819791C2/en not_active Expired
- 1978-05-08 AT AT332378A patent/AT358546B/en not_active IP Right Cessation
- 1978-05-11 BG BG7839718A patent/BG43073A1/en unknown
- 1978-05-29 CS CS783479A patent/CS206644B1/en unknown
- 1978-05-30 GB GB23871/78A patent/GB1596959A/en not_active Expired
- 1978-05-31 HU HU78LE830A patent/HU186724B/en unknown
-
1979
- 1979-05-30 RO RO7994211A patent/RO81336A/en unknown
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS-ERMITTELT |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS206644B1 (en) | 1981-06-30 |
BG43073A1 (en) | 1988-04-15 |
GB1596959A (en) | 1981-09-03 |
ATA332378A (en) | 1980-02-15 |
AT358546B (en) | 1980-09-10 |
DE2819791A1 (en) | 1978-12-14 |
DD131644A1 (en) | 1978-07-12 |
DD131644B1 (en) | 1980-02-13 |
RO81336A (en) | 1983-08-03 |
HU186724B (en) | 1985-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4143091C2 (en) | Process for making an alcohol | |
DE2107568C3 (en) | Process for purifying hydrocarbons by selective hydrogenation | |
DE19535402A1 (en) | Palladium-containing supported catalyst for the selective catalytic hydrogenation of acetylene in hydrocarbon streams | |
DE4310971A1 (en) | Nickel / alumina catalyst, process for its preparation, its use and process for the hydrogenation of aromatic hydrocarbons with the aid of the catalyst | |
EP0128400B1 (en) | Process for the production of methanol | |
DE2819791C2 (en) | Process for the selective hydrogenation of C 2 -minus fractions | |
DE4405029C2 (en) | Process for curing unsaturated fats, fatty acids or fatty acid esters | |
DE2009705C3 (en) | Process for the hydrogenation of pyrolysis gasoline in at least two stages | |
DE3143149C2 (en) | Process for the preparation of 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-ol by catalytic hydrogenation of hexafluoroacetone hydrate in the vapor phase | |
EP1560647B1 (en) | Method for regenerating a hydrogenation catalyst | |
DE4131209C2 (en) | Process for the production of alcohols | |
DE1543195A1 (en) | Process for the production of high purity benzene | |
DE102011114228A1 (en) | Cooled reactor for the production of dimethyl ether from methanol | |
DE3014091A1 (en) | SILVER-CONTAINING CARRIER CATALYSTS AND INTERMEDIATE CATALYST PRODUCTS, METHOD FOR THEIR PRODUCTION AND THEIR USE | |
DE2630938A1 (en) | METHOD OF OXYCHLORINATION OF ETHYLENE | |
DE2314804B2 (en) | ||
DE3010289C2 (en) | ||
DE3040390A1 (en) | METHOD FOR THE SIMULTANEOUS REMOVAL OF AETHYLENE AND VINYL CHLORIDE FROM A GAS CONTAINING IT | |
WO2000063142A1 (en) | Method for hydrogenating non-substituted or alkyl-substituted aromatic compounds while using a catalyst having macropores | |
DE2557914A1 (en) | PROCESS FOR CATALYTIC HYDRATING DESULFURIZATION OF HEAVY HYDROCARBONS | |
DE3037047C2 (en) | ||
EP0975578B1 (en) | Production of aromatic amines by means of novel hydrogenation catalysts | |
DE3208700A1 (en) | Process for the preparation of methane by hydrogenolysis of hydrocarbon fractions | |
DE1493225B2 (en) | Process for the production of cyclohexane | |
DE3744086C2 (en) | Process for the selective hydrogenation of alkynes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: LEUNA-WERKE AG, O-4220 LEUNA, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: LEUNA-WERKE GMBH, 06237 LEUNA, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |