DE855245C - Verfahren zur Durchfuehrung katalytischer Umsetzungen - Google Patents
Verfahren zur Durchfuehrung katalytischer UmsetzungenInfo
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Description
- Verfahren zur Durchführung katalytischer Umsetzungen Es ist bekannt, I>ei katalytischen Umsetzungen, z. B. beim Dehydrieren, Spalten oder Aromatisieren von Kohlenwasserstoffen, den Katalysator imKreislauf aSwechselnd durch den Umsetzungsraum und durch eine Regenerieranlage zu bewegen. Der Katalysator läßt sich so verhältnismäßig lange verwenden, geht aber schließlich doch, teils durch chemische Veränderung, teils durch mechanische Abnutzung, z. B. durch Abrieb, in einen Zustand über, in dem er für die Umsetzung durch Regeneration nicht mehr brauchbar gemacht werden kann und daher durch frischen ersetzt werden muß. Das Auswechseln des unbrauchbar gewordenen Katalysators machte aber bisher beim kontinuierlichen Betrieb erhebliche Schwierigkeiten; entweder wurde beim Abziehen des Katalysators aus dem Kreislauf auch chemisch noch brauchbarer Katalysator mit entfernt, oder aber es verblieben, wenn die mechanische Haltbarkeit des Katalysators größer war als seine katalytische Lebensdauer, chemisch unwirksam gewordene grobe Teile des Katalysators im Reaktionsraum zurück.
- Es wurde nun gefunden, daß die Entfernung des ganz oder bis zu einem bealbsichtigten Maß ver- brauchten Katalysators aus dem Umsetzungsraum in einfachster Weise möglich ist, wenn man unter Berücksichtigung der Festigkeit des Katalysators dessen Umlaufgeschwindigkeit so einstellt und solche mechanischen Vorrichtungen zum Durchschleusen benutzt, daß der Katalysator dann, wenn er ganz oder bis zu dem beabsichtigten Maß verbraucht ist, durch Abrieb u. dgl. so weit mechanisch zerkleinert ist, daß er mit Hilfe der für die Ausbringung pulverförmiger Stoffe üblichen Mittel, z. B. Siebvorrichtungen, Staubsaugern oder Windsichtern, entfernt werden kann.
- Ist z. B. ein Katalysator mechanisch sehr fest, sein Abrieb beim Durchschleusen durch die Vorrichtung also verhältnismäßig gering, so wird er mit hoher Geschwindigkeit durchgeschleust. Bei geringerer mechanischer Festigkeit wird die Geschwindigkeit entsprechend herabgesetzt.
- Die Festigkeit des Katalysators, die für das Maß des Abriebs von großer Bedeutung ist, läßt sich durch bestimmte Maßnahmen bei der Herstellung in weiten Grenzen einstellen. So nimmt sie z. B. bei tonerdehaltigen Katalysatoren mit steigendem Gehalt an Kaolin oder Bleicherde zu. Auch durch Peptisieren der Katalysatormasse mit geringen Mengen von Salpetersäure in der Wärme läßt sich die Festigkeit erhöhen. Einen besonders hohen Wert erreicht sie bei Verwendung von 1,5 O/o der Salpetersäuremenge, die zur Auflösung des gesamten Aluminiumoxyds genügt.
- Ein anderer Weg zur Erhöhung der Festigkeit eines Tonerdekatalysators besteht darin, daß man nicht gealterter, quellfähiger Tonerde efhitzte, nicht mehr quellfähige Tonerde zusetzt, wogegen bei hohem Gehalt an quellfähiger Tonerde glasige, spröde Katalysatoren von nur geringer Haltharkeit entstehen.
- Auch die Mahlfeinheit der zu verformenden Katalysatormasse ist von großer Bedeutung für die Festigkeit des Katalysators. Mit zunehmender Mahlfeinheit steigt die Festigkeit zunächst an, bei sehr hoher Feinheit nimmt sie jedoch wieder ah. Eine besonders hohe Festigkeit wird erzielt, wenn von der Katalysatormasse etwa 400/0 durch das 16 goo-Maschen-Sieb, 50 O/o durch das 10 ooo-Maschen-Sie und Io°/o durch das 4goo-Maschen-Sieb gehen.
- Von den angegebenen Mitteln zur Einstellung der Festigkeit des Katalysators können selbstverständlich auch mehrere gleichzeitig angewandt werden.
- Beispiel Durch einen Röhrenofen mit einem beheizten Katalysatorraum von I,ocbm Inhalt, in dem n-Butan bei 500 bis 5500 zu Butylen dehydriert werden soll, wird ein chromoxydhaltiger Tonerdehydratkatalysator bewegt. Der unten austretende Katalysator wird mittels eines Becherwerkes einem Regenerierofen zugeführt, den er ebenfalls von oben nach unten durchläuft, wobei er mit sauerstoffhaltigen Verbrennungsgasen bei 400 bis 5ovo0 zur Entfernung von abgelagertem Kohlenstoff behandelt wird.
- Durch Vorversuche war festgestellt worden, daß bei einer Drehzahl der Schleusmotoren des Dehydrier- undRegenerierofens von 700Umdrehungen je Minute der Abrieb des Katalysators je Monat 2,0 cbm, d. h. die mechanische Lebensdauer einer Ofenfüllung von I,6 cbm 575 Stunden beträgt. Da nun aber die chemische Lebensdauer, wie weitere Versuche gezeigt haben, hei der durchzuführenden Reaktion nur 400 Stunden beträgt, muß, um eine Überalterung des Katalysators zu verhindern, der Abrieb erhöht werden. Dies geschieht durch Erhöhen der Umlaufgeschwindigkeit des Katalysators, indem die Schleusmotoren am Dehydrier- und Regenerierofen auf Iooo Umdrehungen je Minute eingestellt werden. Durch den schnelleren Umlauf erhöht sich der Katalysatorabrieb je Monat auf 2,9 cbm, d. h. die mechanische Lebensdauer von I,6cbm Katalysator sinkt auf 400 Stunden und ist damit der chemischen Lebensdauer angepaßt. Der zerriebene Katalysator wird vor Eintritt in den Dehydrier- oder Regenerierofen oder vor beiden über Schüttelsiebe mit auswechselbaren Siebeinsätzenvon 2 bis 4 mm Maschenweite geführt. Der dabei entstehende Staub wird durch eine Ahsaugvorrichtung entfernt.
- Dehydriert man bei dieser Führung des Katalysators n-Butan zu n-Butylen, so wird bei einem Durchsatz von Iooo cbm n-Butan je cbm Katalysator und Stunde ein Umsatz von 22 bis 25 O/o erzielt, wobei 850/0 des umgesetzten Butan in Butylen übergehen. Wird dagegen der Katalysator in der hisher üblichen Weise so durchgeschleust, daß er erst nach 575 Stunden so weit zerrieben ist, daß er aus dem Kreislauf austritt, so werden nur 20 O/o n-Butan umgesetzt und davon nur 78 O/o zu n-Butylen.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH Verfahren zur Durchführung katalytischer Umsetzungen unter Verwendung von Katalysatoren, die im Kreislauf al>wechselnd durch den Umsetzungsraum und eine Regenerieranlage geschleust werden, wobei die unbrauchbar gewordenen Katalysatoranteile durch frische ersetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufgeschwindigkeit, die Festigkeit und die mechanische Beanspruchung des Katalysators so geregelt werden, daß dieser, wenn er seine Wirksamkeit ganz oder bis zu einem beabsichtigten Maß verloren hat, mechanisch so weit zerkleinert ist, daß er abgetrennt und aus der Vorrichtung entfernt werden kann.
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