DE871002C - Verfahren zur Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen Es wurde gefunden, daß man bei der katalytischen Dehydrierung von Kohlenwasserstofben mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen - die Bildung unerwünschter Nebenprodukte zurückdrängen kann, wenn man die zu dehydrierenden Kohlenwasserstoffe auf Reaktionstemperatur erhitzt und durch mindestens ein mit Katalysator gefülltes, nicht beheiztes Reaktionsgefäß leitet und die Iioh@envasse@rstoffe derart umpumpt, daß die :Menge der in das Reaktionsgefäß zurückgeführten Kohlenw.asserstoffe mindestens das Zehnfache der fortlaufend eingeführten. frischen Kohl.enwasserstoffe beträgt.
• Als Ausgangsstoffe kommen insbesondere gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis q. Kohlenstoffatomen im Molekül, wie Äthan, 1'ro@pan oder Butan oder Gemische dieser, in Betracht.
• Die Reaktionstemperatur liegt zwischen 350 und 7o0'=, zweckmäßig zwischen. 4.5o und 65o°. Die Reaktion kann bei gewöhnlichem, erniedrigtem oder erhöhtem Druck, z. B. bei etwa to bis 70 at, durchgeführt werden:; auch kann man dabei geringe Mengen Wasserstoff zusetzen.
• Als Katalysatoren verwendet man aktive Tonerde oder Bauxit, der aktiviert ist. Diese Massen können vorteilhaft noch Metallverbindungen, insbesondere Oxyde der Metalle der 2. bis B. Gruppe des Periodischen Systems, zweckmäßig von Chrom, Vanadin, Modybdän,, Wolfram oder Chrom, für sich allein, oder in; Mischung miteinander und zweckmäßig außerdem noch Verbindungen von Metallen der i. oder 2. Gruppe des Periodischen Systems .enthalten. Diese Metallverbindungen können auch für sich auls Katalysatoren verwendet werden. Ferner eignen sich Magnesia, Titanoxyd, Zirkonoxyd, Thoroxyd oder Zinkoxyd als Träger für die genannten Metallverbindungen. Die Katalysatoren werden fest im Reaktionsraum angeordnet oder g@ formt als Schicht durch diesen hindurchgeführt, z. B. von oben, nach unten.
• Die Ausgangsstoffe werden so rasch durch das n.it Katalysatoren gefüllte Reaktionsgefäß geleitet, daß die Dehydrierung nur in einem beschränkten Maß stattfindet und die Kohlenwassers-toffe während des Durchleitens. nur eine geringe Abkühlung., z. B. um 5 bis 50°, insbesondere io bis 40°, erfahren. Infolge der durch das . Umpumpen hewirkten höheren Strömungsgeschwindigkeit findet eine starke Durchmischung statt. Infolgedessen kann die Temperatur der Gase über dem ganzen Querschnitt des Reaktionsgefäßes- praktisch gleichmäßig gehaltem, werden. Die Menge der umzuwälzenden, d. h. dem Reaktionsraum wieder zugeführten Kohfenwasserstoffe beträgt im allgemeinen das: io- bis, ioofache, insbesondere io- bis 5ofacle, vorteilhaft das 15- biss 30fache, der fortlaufend eingeführten frischen Kohlenwasserstoffe.
• Zur Vermeidung eines großen. Druckabfalles in der Katalysatorschicht und zur Verbesserung der Olehnausbeute ist es vorteilhaft, mehrere kurze Reaktionsgefäße hintereinander zu schalten und den Inhalt jedes Gefäßres für sich umzupumpen und aus jedem Gefäß einen Teil abzuzweigen., der aus dem Gefäß in das nächste gelangt. Zweckmäßig verwendet man drei bis vier solcher Gefäße, die gleiche oder auch verschiedene Größe besitzen und. Katalysatoren mit verschiedener Wirksamkeit ienthalten können. Es kann z. B, von Vorteil sein,, den Inhalt der Reaktionsgefäße allmählich größer werden zu lassen. Ferner kann es zweckmäßig sein, zu Beginn der Reaktion weniger wirksame Katalysatoren zu verwenden, indem man z. B. im Anfang Katalysatoren anordnet, die einen geringeren Zusat2 des aktivierenden Elements enthalten. Zweckmäßig arbeitet man, unter Verwendung von Vorheizern vor den einzelnen Gefäßen, derart, daß, die Reaktionstemperatur vom ersten zum letzten Gefäß hin ansteigt. Die Steigerung von Gefäß zu Gefäß beträgt z. B!. mindestens 3°, besser 8° und mehr, z. B. 8 bis 15°. Die Umpumpmengen können bei adien Gefäßen gleich sein. Sie können um so. kleiner gehalten werden, je größer de Zahl der einzelnen Reaktionsgefäße isst: Um die Umpumparbeit klein zu halten, ist es im allgemeinen zweckmärßi#g, die Kata;lysatorschicht niedrig zu wählen und ihr dafür eine größere Ausdehnung in der Breite zu geben. Die Länge jeder einzelnen Schicht; durch die umgepumpt wird, bleibt vorteilhaft unter 21 m, zweckmäßig unter i m., noch besser, unter 75 cm. Bei der Durchführung des Verfährens wählt man z. B. eine Strömungsgeschwindigkeit der Gase- von 4o bis. 25o cm, insbesondere 5o bis i5o cm je Sekunde und ein; Verweilzeit von 0,5 bis 20 Sek, insbesondere 1,5 bis, io Sek.
• Von den _ die Katalysatorschicht verlassenden Kohlenwasserstoffen wird ein der frisch zugesetzten Koblenwasserstoffmenige entsprechender Teil abgezweigt. Aus. diesem werden die geibildeten Olefine abgetrennt. Die nicht abgezweigten Reaktionserzeugnisse werden durch einen Vorheizer geleitet und anschließend in das Reaktionsgefäß zurückgeführt. Die frischen Kohlenwasserstoffe werden hierbei den zurückgeführten vor ihrer Wiedereinführung in das Reakbionsgefäß, zweckmäßig vor ihrer Wiederaufheizung, zugesetzt oder getrennt von den zurückgeführten Erzeugnissen unmittelbar in das Reaktionsgefäß, gegebenenfalls nach vorheriger Aufheizung, eingeführt.
• Der Katalysator wird, wenn seine Wirksamkeit nachläßt, durch Oxydation, vorteilhaft mit Luft, wiederbelebt, wobei durch das Umpumpen der Wiederbelebungsgase eine Abfuhr der bei der Wiederbelebung auftretenden Reaktionswärme vom Katalysator ohne besondere Maßnahmen bewirkt werden kann. Man arbeitet bei der Wiederbelebung bei Temperaturen zwischen 38o und 70ä°; insbesondere bei 42o bis 6od°. Zur Aufnahme der Wärme des Kreisilaufgas,es können besondere Kühlvorrichtungen, z. Bi. Abhitzekessel, diIen,en. Beispiel Durch eine Vorrichtung, die aus drei hintereinan@dergeschafteten, mit Katalysatoren, versebenen Reaktionsgefäßen von je 17 1 Inhalt besteht, werden bei gewöhnlichem Druck 16 cbm Butan je Stunde durchgeleitet. Der Katalysator besteht aus aktiver Tonerde, die mit G0/0 Chromsäure durch Tränken mit einer enitsprechenden Usun:g versehen ist. Aus jedem dieser drei Gefäße werden durch ein Gebläse 25o cbm Gas je Stunde abgesaugt und über einen Vorheizer in- das Reaktionsgefäß zurückgepumpt. Die Temperatur am Eigang in das Gefäß I beträgt 540°, in das: Gefäß 1I 548'° und in das Gefäß III 554°. Das aus dem dritten Gefäß kommende Gas besteht neben Bu.tan aus Butylen, Kohlenwasserstoffen mit i bis 3 Kohlenstoffatomen und Wasserstoff. Vom eingesetzten Butan wurden 410/a umgesetzt. Vom, umgesetzten Butan waren 93% Butylen.
• Nach 5 Betriebsstunden wird die Vorrichtung mit Stickstoff gespült und der durch ZusatzvonLuft wiederbelebt. Durch Kühlung eines Teiastromes des umgewälzten Gaises wird die Wiederbelebungswärme abgeführt und die Temperatur bei 50o° gehalten. Wenn Sauerstoff hinter dem Katalysator auftritt, wird die weitere Luftzufuhr abgestellt. Nach Einstellung auf obige Temperaturen wird erneut Butan dehydriert.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen in. der Gasphase unter Anwendung von stückigen, bewegten oder fest angeordneten Katalysatoren unter Rückführung von Reaktionserzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, d.aß man die zu dehydri.erenden Kohlenwasserstoffe auf Reaktionstemperatur erhitzt und durch mindestens ein mit Katalysatoren gefülltes, nicht beheiztes Reaktionsgefäß leitet und die Kohlenivassers.toffe derart umpumpt, d;aB die Menge der in das Reaktionsgefäß zurückgeführten Kohlenwasserstoffe mindestens das Zehnfache der fortlaufend eingeführten frischen Kohlenwasserstoffe beträgt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man mehrere hintereinandergeschaltete Reaktionsgefäße venven.det und die Kohlenwasserstoffe in jedem Gefäß für sich umpumpt.