DE895591C - Verfahren und Vorrichtung zur Oxydation von Naphthalin-kohlenwasserstoffen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Oxydation von Naphthalinkohlenwasserstoffen

  Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes

  Verfrahrein und :eine Vorrichtung zur Durchführung

  der Oxydation von. Naphthalin und Alkylnaphth,a-

  linen, insbesondere zur Gewinnung von Phthalsäure-

  amhyd'rid.

  Hierbei wird besonders auf Maßnahmen zum Ab-

  führen der bei der Oxydation von Naph'thalin-

  kohlenwassierstoffen zu Phthalsäureanhydi-i:d ent-

  ivvokelten Wärme und zur Erzielung einer besseren

  Temperaturregelung bei diesen Umsetzungen ge-

  achtet. Auch besteht hierbei die Mö,glichkvit, hei

  der ölnafflruerung anfallende Nebenprodukte, die

  große Meinten von Alkylnaphtb;a,linieal :enthalten, in

  Phthals;äureanhydrid überzuführen. Damit verbun-

  den ist ,eine Senkung der Kosten für .die Herstellung

  von Phthaals,äureanhyd@rid und !eine Ausheuteerhöhumlg.
• Bei der Durchführung des Verfahrens findet die Oxydation der Naphthalinkohlenwasserstoffe in Gegen wart eines feinverteilten, pulverförmigen Katalysators, der durch die zur Oxydation dienende Luft in. heftiger gehalten wird, statt. In der ganz-en Zone, die von den heftig bewegten, dicht an,einanderli:eg-enden, suspendierten Katadysatorbeilchie,n :erfüllt ist, herrscht eine gleichmäßige Temperatur, wobei :örtliche Überhitzungen völlig vermieden werden. Die Reaktionswärme wird aus der Oxydationszone mittels geeigneter Wärmeaustauscher abgeleitet, wobei zu beachten ist, daß die Wärmeaustauschflächen nicht die Wirbielbiewe-

  gong -des Katalysators stören, .die bei bestimmten

  Strämungsgesehwindigkeiten in Erscheinung tritt.

  Um jede :derartige Störung zu vexhindern, kann die

  Katalysatormasse ;aus der Wirbelzone abgezogen,

  durch einem. Kühler geführt und der abgekühlte

  Katalysator -wieder in die Wirbelzone zurückgeführt

  werden, ;so :duß der Katalysator selbst als Wärme,--

  überträger zum Ableiten der Oxydationswärme aus

  .der Umsetzungszone dient.

  Der Katalysator, der auf diese Weise über einen

  Kühler wieder in den. Kreislauf zurückkehrt, wird

  duTch einen Luftstrom wie eine Flüssigkeit im

  Kreislauf bewegt. Die .clauexmde Zufuhr des ah-

  gekühlten Katalysators in die Hauptmenge; des in

  wirbelnder, suspendierter Bewegung befindlichen

  Katalysators ermöglicht Beine sehr genaue T em-

  peraturregelumg, woben .entweder die Temperatur

  oder :die Menge :des zufließenden, :abgekühlten Ka-

  talysators oder beides entsprechend geregelt wird.

  Es ist bei Verfahren .dieser Art, die einen pulver-

  förmigen Katalysator verwenden, wichtig, Verluste

  an Katalysatormas :e, die mit den Umsetzungs-

  dämpfen das System verläßt, zu verhindern. Dias

  erfolgt ierfindungsgemäß durch den Einbau von

  Zyklonabscheidernoberhalb der Umsetzungszone,

  um alle Katalysatorteilchen, ,die sionst diesle Zone

  mit Umsetzungsprodukten verlassen würden, wieder-

  zugewinnen. Diese könrnen unmittelbar :der Haupt-

  menge an Katalysatorsubsmanz in .der Umsetzungs-

  zone wieder zg@geführt werden..

  Eine besonders. günstige Wirkung ergibt sich aus

  der Verwendung von dichten Suspienslanen pulver-

  förmilgem. Katalysators mit einer Teilch;xngröße von

  etwa i o bis i oo ,u. Inn ruhendem Zustand hat ein

  derartiger Katalysator ein Schütt- odex Massen-

  gewicht von etwa o,55 bis o, 65 g/cm3. In einem

  schwacheng Luftstrom von etwa 1,5 bis i 5 cm/Sek.

  Geschzvindi;gkeit verhält er sich wie eine Flüssig-

  keit mit einem spezifischen Gewicht von etwa

  0,40 bis o,48g/cm3. Beim Aufwirbeln mittels eines

  niaich ob:en gerichteten Luftstromes von etwa 30

  bis 5otim/Sek., insbesondere etwa 45 b15 75 em/SLk.,

  erhält mtan lehne Suspension mit seiner Dächte von

  etwa o, i 6 bis o, 3 2 ;g/'em3, z. B. 'o, 2 4 g/cgn3. Aus

  dieser verhältnissmäßi;g dichten Wirbelzone können

  einzelne Katalysatorbeilchen leinerseits auch oben in

  einte Suspiensionszone geringerer Dichte mitgerissen

  werden, andererseits: sich unterhalb, der Gasieän:tritts-

  s telle am Broden absetzen; dagegen scheinen in der

  dichtem: Wirbielzonne die Gase mit ziemlich gleich-

  mäßiger Geschwindigkeit a@atch aufwärts zu strömen,

  während die suspendierten Katalysatiorteilchen kas-

  kaidemiartvg nach unten sprudeln und -dann wieder

  nach hoben. mitgerissen werden, so dlaß leine im

  wesentlichen gleichmäßige Katalysiaborverteilung

  durch die ganze Zone hindurch :erreicht wird. Ge-

  kühlter Katalysator, der in diese Zone leingeführt

  wird, wird fast sofort .durch die ganze Zone hin-

  durch verttevlt, und die Temperatur an jeder Stelle

  dieser Zone ist fast !die gleiche. Oft besteht reine

  deutliche Grenze zwischen dem in der Wirb@elzane

  suspendierten Katalysator und dem Katalysator, .der

  durch die Gase in die oberbalb :der .dichten Masse

  liegendleni Zone weniger dichten Inhalts getragen:

  worden isst. Ein Kennzeichen des vorliegenden Ver-

  fahrens ist die Verwendung dieser Wirbelbewegung

  des Katalysators zur Durchführung der Oxydation

  vom: Naphthalinkohlenwasserstoffen zu Phthals:äure-

  anhydrid.

  Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung

  näher erläutert. Es sind gleiche Teeile der verschie-

  denen Durchführungsformen mit gleichen Biezugs-

  zeichen versehen. Es zeigt

  Fig. i einte Ausführungsform, bei welcher die

  Wärm!eabl@eitzon@e in dem Reaktionsgefäß und an

  dessen Wiaügdung-en liegt,

  F! ,g. 2 eine Abänderung, in welcher die Wärme-

  ableitzone in :dem Reaktionsgefäß selbst, aber am

  Fußteil desselben liegt,

  Fig. 3 eine Anlage, in welcher eine Wänneableit-

  zone für die nach aufwärts strömende Wärme

  außerhalb dies Umsetzungsgefäßes liegt, und

  Fing. 4 ist :einte Abänderung, in welcher eine

  Wärmejahlleitzone für die nach abwärts strömende

  Wärmte :außerhalb ides Umsetzungsgefäßes liegt.

  Als Ausgmgspro@dukt für das Verfahren kann ein

  heißgepreßtes oder zientrifugierbes Naphthalin aus

  SbeImkohlenteer mit einem Schmelzpunkt von etwa

  77 bis 79° verwendet werden. (reines Naphthalin

  schmilzt bei 8o°). Ein Merkmal der Erfindung

  betrifft die Verwendung von bei .der P.eitrol:eumi-

  naffimäerumg anfallenden Nebenprodukten, besonders

  der zähflüssigen Massen, die bei thermischer oder

  katolytnscher Krackung zur Hierstefllung von Benzin

  aus Gasölen und schweren Kohlenwassersbeffen an-

  fallen, bei 204bis 266°sieden und durch einen hohen

  Gehalt an Alkylnaphihalin gekennzeichnet sind. Der

  Alkylniaphthalin,gehalt dieser Masse kann durch

  geeignete Maßnahmen weiterkonzentriert werden.

  Derartige Alkylniaphtbalin@e enthält auch das zäh-

  flüssige S.p!adtprodulct, das bei Verfahren zur kataly-

  tischen Umwandlung eines niedriges ,e!denden, nicht

  klopffesten Benzins meinen Motorbrznnstoff mit

  hoher Oktanzahl dadurch erhalten wirrt, daß Benzin-

  dämpfe mit einem Katalysator, z. B. auf aktive

  Tonerde-aufgebrachtem Molybdänoxyd, Chromoxyd

  loder Vanadi>_urnoxyd, bei erhöhten: Temperatureng, z. B.

  bis zu 545° und Drucken bis zu 33 atü, behandelt

  wenden:. Diese Umsetzung erfolgt in Gegenwart von

  Wasserstoff ioder deinem Wiasserstoff enthaltenden

  Gas. Die @daibei erhaltene zähflüssige Spaltungsi-

  maisse enthält große Mengen von mehrkernigen,

  arohAatvschen Alkylkohlenwasserstoffen, wie, z. B.

  Alkyluaphtbiailinen. Diese Alkylnaphthaline können

  weiter durch Lösungsmitbellextraktäon !oder Destilla-

  eon konzentriert werden. Diese zähflüssigen- Sp;al-

  tungsmasiseni sind (also zur Hierstellung vom Phtha.l-

  stäureanhydriid ;gut geeignet.

  Als Katalysator für das erfindungsgemäße Ver-

  fahmen werden Metalloxyde der 6. oder 7. Gruppe

  verwendet, und zwar entweder Tals siolche ,oder auf

  geeigneten Trägern, wie Tonerde, Silidagel, Bis-

  stein, Kieselgur,oder irgendeinem ,anderen bekannten

  Träger. Aktivierte Tonerde -oder Silidagel kann mit

  Am:nyomitumvainadat oder Ammonlummolybdat oder

  beidlen imprÄgmiert werden, wird dann getrocknet

  und auf etwa 48o bis 535° .erhitzt. Feuchtes Silicagel kann mit Vanadiumoxyd, Molybdänoxyd o,dier anderen katalytisch wirkenden Oxyden in einer Kugelmühle vermahlen und der ;anfaulende Teig getrocknet und erhitzt «=erden.
• Im fol,geniden wird eine Vorrichtung zur Verwen.-dung eines Katalysators beschrieben, der aus einem Gemisch aus Vanadiumoxyd und Chromoxyd besteht, die auf ;aktivierte Tonerde oder Siliicagei niedergeschlagen sind, jedoch ist selbstverständlich dass Verfahren nicht auf irgendeine besondere Katalysatorm,asse Moder deren Zubereitung beschränkt. Wenn aktivere Katalysatoren, z. B. Zinuvanadat, verwendet werden, sollten die Oxydations:tem!pieraturen niedriger sein als. im folgenden angegeben. Bei Verwendung von Vanadumoxyd-oder Molybdänoxyd-Katalysatoren auf verhältnismäßig inertenTrägern kann die Umsetzung leichter gesteuert werden, insbesondere wenn der Katalysator selbst als Wärmeträger arbeitet, wia dies später beschrieben wird. Es kann feinverteilter oder pulverförmiger Katalysator verwendet werden, der eine Teilchengrüße von ietwa i o bis i oo ,u hat und etwa 2 bis 2o Vanadiiumoxyd bzw. Molybdä!rnoxyd .enthält. Nachstehend wird die Verwendung eines solchen Katalysators in einer Anlage beschrieben, die je Tag etwa iooo bis i5ook g Phthals:äurQanhydrid aus Naphthalin oder aus Nebenprodukten der Erdölr,affination liefert. Beispiel a) Die einfachste Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in Fig. i dargestellt, die ein zylindrisches Umsetzungsgefäß io von etwa o,9o m Durchmesser und einer Höhe von ietwa 1,5 bis. 3 m aufweist. Das Reaktionsgefäß hat einen kegelförmigen Boden i i, dessen Seiten verhältnismäßig steil sind, d. h. einte Neigung von :etwa 6o° habien, so daß die an dem Fuß dies. kegelförmigen Bodens emigeführte Luft alle Katalysatortleilcblem. mitreißt und einte merkliche Ablagerung des Katalysators verhütet. Etwa. iio biu 25okgoder mehr fenverteilte Katalysatormasse werden in dieses Umsetzungsgefäß eingebracht, je nach Aktivität dies: Katalysators und der in dem Umsetzungsgefäß zur Anwendung gebrachten Geschwindigkeit.
• An der Außenwandung des Reaktüonsgefäß;es liegen senkrecht Rohre 12, die durch die ,obere und untere Wand des Umsetzungsgefäßes zu,der oberen Verbindungsleitung 13 und der Verbindungsleitung 14 führen. Wasser wird ,der unteren Verbindungsleitung 13 durch eine Leitung 15 zugeführt, und Wasserdampf entweicht aus der !oberen Verb indung sleitung 16, wobei geeignete Vorkehrungen getroffen, sind, um den Druck -des erzeugten Dampfes und den Wasserstand in den Rohren. 12 zu rebeln.
• Im oberen Teil dies Reaktionsgefäßes oder darüber sind Zykloinabs,cheider vorgesehen, um die Katalysatorteiilchen aus Iden .das Reaktionsgefäß verlassenden Gassen abzuscheiden. Zu diesem Zweck können nie Gase aus dem Kopfteil :des Umsetzungsgefäßes durch .die Leitung 17 einem ersten Zyklonabs,cheider 18 zugeführt werden, der ein Eallrohr i 9 aufweist, das sich bis in den unteren Tiail des Umsetzungsgefäßes erstreckt. Die Dämpfe aus diesem ersten Zyklonabscheiider werden durch Leitung 2o einem zweiten Zyklon,.abscheidier zugeführt, der mit einem Fallrohr 22 versehen isst. Die Diämpfe aus diesem zweiten Zyklonabscheider können durch en: oder mehrere zusätzliche Zyklone hindurchgeführt :oder durch Leitung 23 einer außenlegenden, zum Abtren"n,en der Katalysatiorteidchen dienenden Vorrichtung 24 zugeführt werden, die :aus zusätzlichen. Zyklonabscheidem besteht :oder ieinenel@ektrostatisiche,n Abscheidier codereine ;andere bekannte Abeicheiidevorriichtung en:th;ält. Die Ka:talysatormasse aus den :außenliegenden Ab.scheidern wird der Anr lagedurch Leitung 25 wieder zugeführt.
• Die von Katalysatorteilchen befreiten Umsetzungsprodukte werden dann über Leitung 26 und Druckreduzi!erventil 27 dem MTärmeaustaus,cher 28 zugeführt, in welchem Dampf von etwa, mehr aas i atü erzeugt wird., wobei Wasser in den W äi-rneanstauscher durch Leitung 29 eingeführt und Dampf durch Leitung 3o ab-geführt wird. Die gekühlten. Glase und Umsetzungsprodukte werden dann übler Leitung 31 in Beine Abscheidekanrm@er 32 geleitet, aus welcher die Gase durch die Leitung 33 entweichen, während dass rohe Phtha,lsäureanhydriid periodisch iader ständig durch Leitung 34 Moder durch irgendeine iandere übliche Einrichtung :abgezogen. wird. Das besondere Verfiahrein .der Fraktionierung der Umsetzungsprodukte bildet keinen Teil der vorl:iiegend@en Erfindung und wird desb:alb im ieinzelnen nicht näher besclhrieben. Verhältnismäßig reines Phthalsäureanbydrid kann durch bekannte Verfahren, wie fraktionierte Sublimation, Destillation, Kristallisation u. ,dgl., von anderen Reaktions, produkten siowie vom nicht umgesetzten Naphthalin getrennt werden. .
• Der in den Fallrohren !oder Rohren 19, 22 und 25 blefindliche :ausgeschiedene Katalysator muß in fließendem Zustand gehalten werden, um ein Verstapfen oder ein Brückenbildung zu verhindern. Die inneren Fallrohre können oberhalb von Verschlüssen 35 enden, die auf hohlen Schäften 36 sitzen, die sich durch die Bodenwand hindurch zu außenliegenden Antriebsvorrichtungen 37 erstrecken. Ein Gas, z. B. Luftoder Wasserdampf, kann durch die Leitung 38 eingeführt und entweder aus dem oberen Teil des Versschlusses 35 durch ,geeignete Öffnungen ausgeblasen werden, um den Katalysator wieder in das Umsetzungsgefäß zurückzubefördern, solange dar Verschluß 35 im. .seiner unteren Offenstellung ist, oder :aber dazu dienen, die Fallrohre zu durchlüften oder auszublasen, wenn die Verschlüsse 3 5 in ihrer oheren Lage dncht gegen die Unterkante der Fallrohre liegen. In. ähnlicher Weise kann .der in dem Rohr 25 Katalysator durch Luft oder durch Wasserdampf, der durch .die Leitung 39 eingeführt wird, gefördert und dem Rühr 41 in regelbarere Mengen zugeführt werden. Die Regelung erfo@gt durch das Ventnl4o.
• Luft wird über Leiturig 41 mit einem Druck von ungefähr i, i biss. 1,3 ;atü und in Mengen von etwa, 450 Ms 13501g, beispielsweise also ietwa goo kg

  je Stunde, zugeführt (etwa 675 cbm j(e Stunde unter

  den üblichen Temperatur- und Druckbedingumgen).

  Diese Luft nimmt Katalysatormasse vom unteren

  Teil, des Rohres. 25 auf und führt diese in den

  unteren 'Teil dies Rieiaktvons;gefäßes i o :ein, in

  welchem die Luft gleichfalls dien zum unteren Teil

  dies Reaktionsgefäßes über die Falleitungen i9 und

  22 zurückgekehrten Katalysator mit hochreißt.

  l\Taphth'ahadampf kann zusammen mit Luft durch

  Leitung 41 eingeführt ioder ran verschiedenen Steilen

  durch -die Leitung en. 42, 43 Moder 44 dem Um-

  s@etzunigsgefäß zugeführt werden. Dve Naphthalin-

  zufuhr beträgt etwa 45 bms 68 kg, beispielsweise

  etwa 56 kg je Stunde. Vor der Einführung der

  Naphthalindämpfe kann das Umsetzungsgefäß da-

  durch auf die Umsetzumgstemperiatur gebracht

  werden, .da.ß ein gasförmiger Brennstoff in dem

  Umsetzungsgefäß verbraxmt wird ioicler daß heiße

  Verbrennungsgase :durch das Reakdonsgef£ß hin:

  durchgeführt werden: Moder daß irgendein anderes

  hierfür geeignetes Mittel zur Anwendung kommt.

  Die Umsetzungstemperatur hängt von dem b.e-

  treffienden Katalysator ab: und kann zwischen 26o

  und 535' oder höher liegen; vorzugsweise werden

  jedoch bei dem Vaniadmn-Chrom-Katalysator Tem-

  peraturen von etvv13, 428 bis 515° angewandt, bei-

  spelsweiise etwa 5oo°. Bei der Oxydation von

  Naphthalin zu Phthals,äureanhydrid wird eine be-

  trächtliche Wärmemenge frei, und die Oxydation

  der Seitenketten in Alkylnap'hthalin verläuft :eben-

  falls unter :erheblicher Wärmeentwicklung. Wenn

  örtliche überhitzungen in -der Umsetzungszone auf-

  treten, erfolgt eine zu weitgehende Oxydation bei

  abnehmender Phthals,äureanhydridausb,eute und zu-

  nehmender Kohlensäurebildung. Ein wichtiges

  Kennzeichen der Erfindung ist das Ver£almen der

  Wäxmleableitung und der Temperaturregelung, um

  höchste Ausbeuten zu erhalten.

  Unter dein hoben angeführten Umsetzungsbedin-

  gungen beträgt die Gasgeschwindigkeit in :dem Re-

  aktionsge£äß etwa 3o bis 9o cm/Siek., beispielsweise

  6o:cm/Sek. Bei :diesen Gasgeschwindigkeiten wird

  der Katalysator in: wirbielndern dichtsuspendiertem

  Zustamid gehalten, sa daß im wesentlichen gleiche

  Temperaturen. im ganzen Reaktionsgefäß herrschen.

  Die in :dem Reaktionsgefäß frei. werdende Wärme

  erzeugt in den Rohren 12 Dampf, und .die, Wirb:el-

  b:e@v%-u.,ngdes Katalysators in dem Umsetzungs-

  gefäß bewirkt, :daß die Wärme aus d er Hauptmasse

  der Umsetzungszone von den W,ärmeaus:taus:ch-

  flächem, die das Umsetzungsgefäß umgeben, auf-

  genommen wird. Durch Regeln der Dampfdruckes

  in. (:em Rohr 12 kann die Temperatur sieht genau

  gesteuert werd)n.

  Die Verweüzeit im Kontakt in .dem Ums,etzungs-

  ge£äiß kann etwa i bis 4 Sekundier betragen; sie

  hämIgt .davon iah; an welcher Stelle die Naphthalin-

  dämpfe eingeführt werden. Blei dem verwendeten

  Katalysator gibt :eine Kontaktzeit von 2 bis 3 Se-

  kunden ausgezeichnete Ausbeute. Katalysator wird

  dauernd ,aus ,deal Gasen und Dämpfen ab;geschveden,

  die dar Kopf des Umsietzuinigsge@"aß,es verlassen,

  und . äiesier iabges-chliede,ne Katalysator wird im

  Kreislauf zurückgeführt. Der Druck der Um-

  s:etzungsgase ,und -dämpfe kann durch Ventil 17

  auf etwa Atmosphärendruck herabgesetzt werden,

  so daß die Wiederges 'rnnungsanlage bei Atmo-

  sphärendruck ,arbeitet.

  b) In F!..2 ist eine Vorrichtung dargestellt,

  bei welcher die Wärmeableitung im unteren Teil

  des Umsetzung sgefäßes angeordnet ist, anstatt an

  dien; Seitenwänden zu liegen. Bei dieser Ausführung

  kann. :da:s Umsetzungsge f äß i o etwa 4,5 bis zu 6 m

  hoch ,sein, so @daß seineobere Umsetzungszone von

  etwa 3 M Höhe und .eine untere Kühlzione von, an,

  n,ähernd die- gleichen tHiöhavorhanden isst. Die übler die

  Leitunix 41 eingeführte Luft reißt aus dem Fuß des

  Kühlabschnittes den Katalysator mit sich und führt

  ihn über die Leitung 45 dem oberhalb :der Kühl-

  zone liegenden Verteiler 46 zu. Kühlschlangen, 47

  liegen zwischen der @obemen Verbindungsleitung 48

  und der unteren Verbindungsleitung 49. Wasser

  wird aus .dieseln Rohren durch Leitung 5o zugeführt,

  und Dampf wird Übler die Leitung 51 abgeleitet. Der

  Katalysator, :der ,aus dem oberen Teil des Um-

  setzungsgefäßes abgeschieden wird, fließt .durch

  Leitung 47 nach ,abwärts und wird in die Leitung 45

  eingeführt, und zwar in Mengen, die durch das

  Ventil 52 geregelt werden. Der Katalysator .der

  sich in dem unteren Teil des Umsetzungsgefäßes

  und den Rohren 47 :abgesetzt bat, wird .durch übler

  die Leiturig 53 'einströmenden Dampf ioder Luft im

  Fluß ,gehalten..

  Die Fallrohre an .den

  Zyklcn-

  abscheidiexn brauchen nicht bis zum Boden der

  U,msietzungszonie heruntergeführt zu werden, sondern

  können sich nur bis in die Umsetzungs,vone per=

  strecken. Der Diurchfluß vorn Katalysator durch

  diesle Fallrohre kann durch von außen gesteuerte

  Ventile 54 geregelt und Belüftungsgas kann. in :diese

  Fallrohre hineiin über Leitu%g 55 zugeführt werden.

  Die Fallrohre sollten in jedem Fall so lan;g siein,

  daß der Druck :des in den. Rohren hefiüdlichen

  Katalysators die Druckdifferenz zwischen. der Ober-

  seite des Umsetzungsgefäßes Lund dem Druck in den

  Zyklonabscheidern ausgleicht. Wenn z. B. der Kopf

  dies Umuetzungsgefäßes einen Druck von etwa

  i,o5 kg/,amQ hat, sollte der Druck in dem fersten,

  Zyklonabs:cheidier etwa I,02 kg/zrn2 und der Druck

  in , dem zweiten Zyklenabscheider letwa i kg/cm2 be-

  tragen.

  Wenn das Reaktionsgefäß etwa 225 kg Kataly-

  siator enthält, müssun je nach den Umständen in

  der Stunde und je Kilogramm lo:xydiertes Naphtha-

  lins etwa 23,5 käal für jedes Kilogramm Katalysator

  abgeleitet werden.. Die .erforderliche Wärmeabfuhr

  läßt sich durch Regeln der über die Kühlrohre 47

  stündlich

  Katalysabormenge, durch Re-

  gelung der Kühlung in diesen Rohren loder durch

  Änderung bieider Faktoren einstellen.

  .c) In Fig.3 ist eine Vorrichtung dargestellt, in

  welcher die Kühlzone vollständig außerhalb. des

  Umsetzungsgefäßes liegt und der Katalysator in

  einem ,aufwärts :gerichteten Luftstrom -durch diese

  Kühlzone hin,durchgefördert wird, :ehe seine Rück-

  führung in das Regktionsg-efäß :erfolgt.- In diesem

  Fall kamen ein Standrohr 56 am Boden .dies Reakfvonsg efäßes verwendet werden, um die notwendige Druckhöhe des Katalysators, zu serzeugen und seine sichere Zuführung des Katalysators vorm Ventil 52 in die Leitung ¢5 hinrein zu bewirken. Der in dem Standrohr befindliche Katalysator kann mittels Dampfoder Luft gefördert werden, die, wie in den vorhergehenden Beisspielen, durch die Leitung 53 zugeführt werden. Ein Zusatzgas kann am Fuß des Umsetzungsgefäßes oberhalb der Oberkante des Standrohres zugeleitet werden. Der durch die Luft aus Leitung 41 erfaßte Katalysator wird durch die Rohre der Kühlvorrichtung 57 geführt. In der Kühlvorrichtung befindet sich Wasser an den Außenwandungen der Rohre, das über die Leitung 58 zugeführt wird, wobei Dampf entsteht, dessen Ableitung durch die Leitung 59 erfolgt.
• Sofern außenliegende Einrichtungen zum Abscheiden von Katalysator verwendet werden, kann. der vom Rohr z 5 kommende Katalysator durch die aus Leitung 41 ausströmende Luft erfaßt und über die Kühler 57 der Umsetzungszone wieder zugeführt werden.
• Bei ,dieser Abänderung wird Katalysator aus dem Unterteil ,der Umsetzungszone abgeführt, gekühlt und wieder mit der leintretenden Luft in Iden Prozeß zurückgeführt. Katalysatorteilichen, die die Oberschicht der Wirbelzone verlassen, werden von Gasten und Dämpfen getrennt und gleichfalls wieder zurückgeführt. Aal welcher Stellte dies erfolgt, isst unwesientlich, Bda ,der Katalysator über die ganze Zone weg gleichförmig gemischt und vierteilt wird.
• d) Fig. q. zeigt leinte Vorrichtung, in welscher Katalysator aus ,dem Kopf der Umsetzungszone entweicht, durch seinen Kühler ,geführt und am Fuß dieser Zone mit der leintretenden Luft wieder eingeblasen wird. Bei dieser Abänderung hat ,das Reaktionsgefäß im wesentlichen die gleiche Größe und -die igleiche Form wie das in Fig. i dargestellte Reaktionsigefäß; ses kann jedoch mit Beinsem beweglichen falschen Kopf 6o versehen stein, um den Rauminhalt des Reaktionsgefäßes und dadurch .die Glas- Moder Dampfberührungszeit in dem Reaktionsgefäß zu ändern. Dieser falsche Kopf kann mit einer Leitung 6 i in Verbindung stehen, die gleitend in einer Führung 6z beweglich ist und die durch außenliegende Regelvorrichtungen (nicht dargestellt) verstellt werden karr, um die wirksame Raumtgröße des Umsetzungsgefäßes zu riegeln,. Oberhalb des im: Feg. ¢ dargestellten Umsetzungsgefäßes liegt leinte, verbreiterte Abscheidekammer 63. Der Raum zwischen dien Wänden dieser Kammer und der Führung 6- bildet Birnen Oberen Aufnahmetrichter für abgeschiedenenKatalys:ator. Der suspendierte Katalys.eor, der aus dem Reakkiionsge#fäß, durch dass RZöhr 62 herausgerissen wird, trifft gegen die Prallplatte 6q., welche die Katalysatorteilchen nach abwärts ablenkt und ses den Gasen und Dämpfen gestattet, nasch aufwärts und durch die Zyklonabscheider hindurchzuströmen. Dampf oder Luft wird :durch Leitung 65 eingeführt. Ein Teil dieser Luft strömt über Leitung 38, um die 'Fallrohre für die Zyklonabscheider zu durchlüften, ferner ein Teil über die Leitung 66, um am Boden des sobieren Trichters Verteilern 67 zugeführt zu werden, um eine Durchlüftung des Katalysators in dem Trichter zu bewirken, und ein Teil strömt über Leitua@g 68, um einen positiven Druck zwischen dem falschen Kopf 6o und dem Kopf des Umsetzungsgefäßes aufrechtzuerhülten, wobei unter einem positiven Druck ein Druck zu verstehen ist, der größer ist als sder Druck im dem Umsetzungsgefäß.
• Katalysator aus -dem oberem Trichter strömt nach abwärts über Leitung 69 und durch .den Kühler 70, wird durch aus Leitung q. i austretende Luft erfaßt und dem Fuß des Umsetzungsgefäßes über Lei-7 i zugeführt.
• Obwohl sdes Verfahren für die Herstellung von Phthal@säure,aa@hyd@rid aus Naphthalin beschrieben wurde, könnten die Temperaturen, Katalysatoren, S:auemstoffkoinzentrati(onen und Arbeitsbednb ungen im, einem ziemlich weiten Bereich geändert werden, um jeden gewünschten OxydatIonsgrad zu serreichen. Unter geeigneten Bedingungen können wesentliche Mengen von a-Naphthochinon erzeugt werden, welches weiter zu Male#nsäureanhydrid oxydiert werden kann. Naphthole sind schwierig zu erhalten, weil das Vorhandensein seiner Hydroxylgruppe am Naphthalitmring sehr weitgehend die Aktivität gegenüber Sauerstoff erhöht; aber bei sorgfältig geregelten Arbeitsbedingungen können auch Naphfhsole erhalten werden.
• Inder vorstehenden Beschreibung sind keime besionderem Verfahren angegeben worden, um das, zu oxydierende Naphthalk zu verdampfen. Es. kann in @gengneten Hieizschlangen verdampft und in, das UmsetzumIgslgefäß biet oder unterhalb der Umsetzungstemperatur eingeführt oder es kann verdarnpft werden, indem Primärluft durch geschmsolzenes Naphthalin hindurchgeperlt und SBekunidärluft mit den Naphthlalindämpfen auf dem Wege zum Umsetzungsgefäß gemischt wird. Durch getrennt erfolgendes Verdampfean ,des. Naphthalins und Einführung desselben angeeigneter Stelle in das Umsetzungsgefäß, kann die Kontaktzeit und da nt der Oxydations;gnnd ;geregelt werden. Ein Kennzeichen des erfindungsgem;äßsen Verfahrens, ,steine viel größere Ausbeute und ein geringerer Anfall an Kohlensäure aas bei den bisher angewendeten Verfahren.
• Es wurde die Verwendung eines pulverförmigen Katalysators mit einer Teilchengröße von etwa io bis ioo,u beschrieben; es können jedoch auch ,größere Teilchen verwendet werden, wenn eine entsprechende Änderung der Dampf- bzw. Luftgeschwindigkeiten in dem Umsetzungsgefäß verfolgt, um die gewünschte wirbelnde S spenslon beizubehalten. In jedem Fall ist es wichtig, den Katalysator in fließender Form zu halten, und zwar nicht nur in der Umsetzungszone selbst, sondern auch im. den Kühlvorrichtungen für den Katalysator, öden Standrohren: und den Wiedereinführungsanlagen.
• Obwohl bevorzugte Ausführungsformen. ,des Verfahrens eingehend beschrieben wurden, ist es weder auf :diese besonders angegebenen Vorrichtungen noch auf die emgegebenen Arbeitsbedingungen begrenzt,

  da zahlreiche Ahänderwngen -der Apparatur und

  ablgeändertie Arbieitsbedlngungen möglich sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Oxydbtion von Naphthalin- kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, idaß, die Naphthalinkohlenwassierstof"fe mit Luft iaan Baden ,eimies. Reiakdons;ge#äßies in die Oxy- #ldatIonszone ,eir#geleitet werden, in der sich ,ein Katalysator in wirbelnder Bewegung befindet, und idaß der Katalysator.,aus. ,den Dämpfen, die saun: Kopf idies, Reaktionsgefäßes ,entweichen, ab- gesichIedien und dem Reaktzlonsgefäß, wieder zu- Igeführt wird, wobierl ein: Teil -des Katalysators -abgekühlt wi=nd :und tim ;gekühlten Zustand die Teinpieratur in :der Um-sietzun;gszone. regelt. 2. Verfahren mach Anspruch i, :dadurch ge- kennzeichnet, daß der aus den Rieaktiaons,dämpfen abgeschiedene Katalysator durch leine Kühlzone geleitet wird, bevor die Rückführung in die Re- aktIonszone ,erfolgt. 3. Vierfahren, mach .Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, daE ein Teil de=s aufgewirbelten Katalysators im Reaktionsgefäß ständig mit einer Kühlfläche in Berührung gebracht wird und.der abgekühlte Katalysatior durch steine Ver- telur#g in der Umsetzungszone leime im wesent- lichen konstante Temperatur in dieser aufrecht- erhält. 4. Verfahren mach Anspruch 3,dadurch ge- kennzeichnet, daß die Kühlfläche innerhalb der Wirbelzione liegt. 5. Verfahren mach Anspruch 3, dadurch ;ge- kennzeichnet, daßi die Kühlfläche ;außerhalb der Wirbelzione Biegt und äaß. der abgetrennte Kata- lysator in -der Nähe dieser Kühlfläche coach ab- wärts fließt und -dann mit Zusta:tzluft in die Ums:etzumgiszomie zurückgeführt wird. 6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge- kennzeichnet, daB die Kiihlfl.ä,che außerhalb der Umsetzungszone liegt und der abgeschiedene Katalysator in -der Nähe dieser Flächen in Sus- pension mit Luft nach aufwärt=s gefördert un=d !dann wieder in die Umsetzungszone leingeführt wird. 7. Verfahren nach Anspruch i fader 3, -da- ,durch gekennzeichnet, daß die zu -oxydierenden Dämpfe ian ,einer Stelle jeiggeführt werden, die stich meinem gewissen Abstand vom Boden der Wirb=elzone befindet, wodurch ,eine kürzere Kon- takt7,eit erzielt wird, kals wenn idie DäMpfe am Bioiden der Zone ,ei=ngeführt werden. B. Verfahren nach Anspruch i bis. 7, :dadurch gekennzeichnet, :daß als Ausgangsmatexial ein zwüs,Chien letwa 204 und 288° siedendes, alkyl- naphthalinreiches Nebenprodukt der Erdöl- naffimlatiion verwendet wi=rd. g. Verfahren nach Anspruch i, :dadurch ge- kennzeichnet, :daß, der heiße Katalysator ständig laus :der Umsetzungszone abgeschieden, der aus der iabigesichiedenie Katalysator ständig ,gekühlt und der gekühlte Katalysator stäudüg in. -die Umsetzungszone zusammen mit Luft, die man zur Durchführ=g der kataly - tisichen Oxydlation verwendet, eingeführt wird, wofbei die Strömungsges,chwirZdigkeit der Luft in :der Umsietzungszone so bemes=sen -ist, :daß ,dne Wirbelbiewegung :des. Katalysators aufrecht- erhalten und der verb,Utuismäßig leafte Kata- lysiataor tim wesentliehen sofort :durch: die ganze Umsietzungszone hindurch verteilt wird. io. Vorrichtung nach An=spruch i bis 9, ge- kennzeichnet ,durch die Verwendung einer Kamm,er (to) für den aufwärts strömenden pulverförmigen Katalysator, einer Einrichtung (41, 45, 53, 71), 'u @diesen sui. wirbelnder Be:- wegung zu -erhalten, einer Einrichtung (41, 45), um die zu ,oxydierenden Dämpfe und Luft im. dein wirhelnden Katalysator in solchen -Mengten einzuführen, :daß -dIae, Oxydation in ge- wünschter Richtung ,erfolgt, eines Wärme- ausbauschers (28, 47, 57, 70), seiner Vorrichtung> um den Katalysator mit dem Wärmeaustiauscber in Berührung zu bringen und den Katalysator aus -denn WÄrmeaustäuscher in: die Wirbelzone zurückzuführen; einer Vorrichtung (18, 21, 24, 25), um Katalysator aus Gasen und Däripfen, die .den Kopf der Reaktionskammer veTlassen, abzuscheiden und diesen abgeschiede- nen Katalysator in :diese Kammer wieder zurück- zuführen. und wieder zu dispergieren, und einer Vorrichtung (32), um dar Endprodukt aus ,den: die Umsetzungskammer vsr7,asseniden Pro- idukten: abzuscheiden.