DE3049181A1 - Verfahren zur durchfuehrung exothermer reaktionen zwischen fluessigkeiten und gasen an katalytisch wirkenden, in rohrreaktoren angeordneten festbettschuettungen - Google Patents

Verfahren zur durchfuehrung exothermer reaktionen zwischen fluessigkeiten und gasen an katalytisch wirkenden, in rohrreaktoren angeordneten festbettschuettungen

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DE3049181A1
DE3049181A1 DE19803049181 DE3049181A DE3049181A1 DE 3049181 A1 DE3049181 A1 DE 3049181A1 DE 19803049181 DE19803049181 DE 19803049181 DE 3049181 A DE3049181 A DE 3049181A DE 3049181 A1 DE3049181 A1 DE 3049181A1
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DE19803049181
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Gerhart Dipl.-Ing. Dr. Eigenberger
Heribert Dipl.-Ing. Dr. 6730 Neustadt Kuerten
Bruno Ing.(grad.) 6702 Bad Dürkheim Lackner
Arnold Dipl.-Chem. Dr. 6700 Ludwigshafen Wittwer
Peter Dipl.-Ing. Dr. 6700 Ludwigshafen Zehner
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BASF SE
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BASF SE
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G49/00Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00
    • C10G49/002Apparatus for fixed bed hydrotreatment processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0005Catalytic processes under superatmospheric pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
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    • B01J8/06Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes

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Description

  • Verfahren zur Durchführung exothermer Reaktionen zwischen
  • Flüssigkeiten und Gasen an katalytisch wirkenden, in Rohrreaktoren angeordneten Festbettschüttungen Bei katalytischen exothermen Umsetzungen in Rohrreaktoren, z.B. bei der Hochdruckhydrierung von bei den Reaktionsbedingungen flüssigen Aromaten, wie Diamino-diphenylmethan oder Diamino-dimethyldiphenylmethan (vgl. z.B.
  • DE-PS 16 43 704) wird die Reaktionswärme meist durch einen überschüssigen, im Kreislauf über einen außenliegenden Kühler geführten Gasstrom abgeführt. Dabei tritt innerhalb der Katalysatorschüttung häufig eine unkontrollierbare Temperatursteigerung auf, die zu einer örtlichen oder allgemeinen Zerstörung des Katalysators (Kontaktes) führt.
  • Es wurde gefunden, daß sich die Heftigkeit der auftretenden unkontrollierten Reaktion wesentlich vermindern und damit der Reaktionsablauf besser beherrschen läßt, wenn man die Katalysatorschüttung durch zwischengelagerte Schichten eines katalytisch unwirksamen Materials unterbricht.
  • Zweckmäßig wird die aktive Schicht mehrfach unterbrochen, so daß sich eine abwechselnde Schichtung von Katalysator und unwirksamen Material ergibt.
  • Der für das Festbett geeignete Katalysator kann eine für diesen Anwendungszweck übliche Form haben, z.B. sind kugelige, strangförmige oder unregelmäßig-grobteilige Partikel verwendbar.
  • Das katalytisch unwirksame Material kann z.B. der Katalysatorträger sein, wenn ein solcher bei der Herstellung des Katalysators üblich oder sonst verfügbar ist. Wegen 'der späteren Trennbarkeit vom Katalysator empfiehlt sich aber, als unwirksame Füllkörper z.B. Pallringe, Sattelkörper oder gewöhnliche, sog. Raschig-Ringe zu verwenden; sie sollten so bemessen sein, daß der Katalysator nicht in die Füllkörperschicht einsickert. Abmessungen von 5 bis 30 mm sind z.B. für beide Füllkörpersrten geeignet.
  • Bemerkenswerterweise hat die Anordnung unwirksamer Schichten durchaus nicht die Wirkung einer intermittierenden Kühlung des Reaktionsgutes, denn die Abkühlung der Gase zwischen dem Austritt aus einer Kontakt schicht und dem Eintritt in die nächste (also innerhalb der unwirksamen Schicht) beträgt selten mehr als einige Grade und ist meist geringer als 1 Grad.
  • Hieraus ergibt sich auch, daß die Erfindung nicht von dem bekannten, sogenannten Horden-Kontaktofen hergeleitet werden kann, der z.B. in Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie (vgl. Bd. 1, S. 914) oder bei Brötz, S. 246, beschrieben ist. Diese Hordenkontaktöfen haben nämlich zwischen den übereinander angeordneten Kontakt schichten freie Räume, die entweder kühlbar sind oder mit frischem Gas beschickt werden können oder beides gestatten.
  • Die Anwendbarkeit der Erfindung ergibt sich aus dem eingangs Gesagten ohne weiteres; bevorzugt wird sie auf dem Gebiet der Hydrierung aromatischer oder olefinisch bzw. acetylenisch ungesättigter Verbindungen verwendet.
  • Beispiel a) Betrieb nach dem Stand der Technik Ein 600 mm weiter und entsprechend langer Rohrreaktor (1) wird mit 3 m3 eines auf Bimskörner von 10 bis 15 mm Durch- messer aufgetragenen Hydrierkatalysators in der Oxidform gefüllt. Der obere Teil des Reaktors wird mit einer 5 m langen Schicht von Pallringen aufgefüllt. Der Reaktor wird zunächst bei einem Druck von 50 bar mit Stickstoff gefüllt, mit Hilfe einer Dampfheizung (ia) und des Kreisgaskompressors (2) auf 280 bis 30000 erhitzt. Sobald diese Temperatur erreicht ist, wird durch vorsichtiges Zudosieren von Wasserstoff die Reduktion eingeleitet. Dabei läßt man die Temperatur im Katalysatorbett 3200C nicht überschreiten.
  • Wenn die Reaktion abgeklungen ist, wird der Druck durch Aufpressen von Wasserstoff (3) auf 250 bar gebracht und 24 Stunden bei etwa 30000 gehalten. Der im Reaktor noch enthaltene Stickstoff wird während dieser Zeit durch Wasserstoff ausgetauscht. Das gebildete Wasser wird über den Produktabscheider (4) abgetrennt, bis nichts mehr anfällt.
  • Nunmehr wird die Temperatur auf 21000 gesenkt und der Reaktor mit Hilfe einer Dosierpumpe (5) von unten mit 4,4'--Diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethan (7) - das vorgesehene Endprodukt - gefüllt, während ständig ein Kreisgasstrom (6) von 10 000 Nm3 durch den Reaktor geleitet wird. Sobald Flüssigkeit im Abscheider anfällt, ist die Anlage betriebsbereit.
  • Dann wird mit dem Zudosieren von zunächst 80 kg/h von 4,4'-Diamino-3,3'-dimethyldiphenylmethan (8) begonnen.
  • Die Zufuhr wird bis 150 kg/h gesteigert. Im Reaktor stellt sich ein Temperaturprofil mit etwa 200C Temperatursteigerung ein, die mit Hilfe des Küylers (9) abgebaut wird. Die Hydrierausbeute beträgt etwa 90 % bei etwa 95 %igem Umsatz.
  • Bei diesem Betrieb treten häufig Störungen auf, wobei die Reaktionstemperatur ohne erkennbare Ursache auf weit über 5000C ansteigt, was auch durch sofortige Notentspannung des Reaktors (Abschaltung des Reaktors durch Druckminderung ) nicht zu verhindern ist. Regelmäßig wird bei einer solchen Störung der Katalysator unwirksam.
  • b) Betrieb nach der Erfindung In den Reaktor werden 3 m3 Katalysator und zwar in regelmäßigen Schichten von jeweils 1 m Höhe abwechselnd mit 50 cm hohen Schichten von Pallringen von 15 mm Länge eingefüllt. Vorbereitung und Betrieb des Reaktors werden wie vorstehend vorgenommen. Nunmehr tritt der unkontrollierte Temperaturanstieg nicht nur erheblich seltener, sondern auch weniger heftig auf, so daß mit Hilfe der beschriebenen Notmaßnahme die Temperatur jeweils unter 3000C gehalten werden kann. Dabei tritt keine wesentliche Katalysatorschädigung ein.
  • Zeichn.
  • Leerseite

Claims (1)

  1. Patentanspruch Verfahren zur Durchführung exothermer Umsetzungen zwischen Flüssigkeiten und Gasen an katalytisch wirkenden, in Rohrreaktoren angeordneten Festbettschüttungen, bei denen die Reaktionsenthalpie im wesentlichen durch den Gasstrom abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorschicht durch zwischengelagerte, katalytisch unwirksame Schichten unterbrochen wird.
DE19803049181 1980-12-24 1980-12-24 Verfahren zur durchfuehrung exothermer reaktionen zwischen fluessigkeiten und gasen an katalytisch wirkenden, in rohrreaktoren angeordneten festbettschuettungen Withdrawn DE3049181A1 (de)

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DE3916060A1 (de) * 1988-05-17 1989-11-30 Amada Co Saegemaschine sowie verfahren und einrichtung zur erfassung der werkstueckgeometrie in einer saegemaschine

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