DE1418275C - Verfahren zur katalytischen Druck raffination von Rohbenzol und anderen ungereinigten Aromatengemischen mittels Wasserstoff in der Dampfphase - Google Patents
Verfahren zur katalytischen Druck raffination von Rohbenzol und anderen ungereinigten Aromatengemischen mittels Wasserstoff in der DampfphaseInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen Druckraffination von Rohbenzol
und anderen ungereinigten Aromatengemischen mittels Wasserstoff in der Dampfphase.
Gemäß dem älteren deutschen Patent 1083 246 wird das Verfahren zur katalytischen Druckraffination
der genannten Kohlenwasserstoffe mit Wasserstoff bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur in Gegenwart
von Katalysatoren in der Form durchgeführt, daß das verdampfte und mit dem Wasserstoff vermischte
Ausgangsgut vor der Erhitzung auf die für die katalytische Stufe günstigste Temperatur durch
eine mit der Verdampfungseinrichtung in Verbindung stehende Zone geleitet wird, in der ein gekörnter
Katalysator (Vorkatalysator) vorhanden ist, der bei der Temperatur des Gas-Dampf-Gemisches eine Anlagerung
von Wasserstoff an ungesättigte, zur Polymerisation neigende Kohlenwasserstoffe des Gemisches
beschleunigt.
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der deutschen Patentschrift 1 083 246 besteht
aus einem Verdampfer, in welchem in einer oder mehreren Stufen der Wasserstoff durch das flüssige
Ausgangsgut strömt und sich dabei mit verdampfbaren Anteilen belädt, wobei oberhalb der Verdampfungsstufen eine auf einem rostartigen Zwischenboden
angeordnete Schicht eines gekörnten Katalysators (Vorkatalysators) vorgesehen ist, der die Anlagerung
von Wasserstoff an ungesättigte, zur Polymerisation neigende Kohlenwasserstoffe beschleunigt und im
wesentlichen die gleiche Temperatur wie diejenige des durch die Katalysatorschicht strömenden Dampf-Gas-Gemisches
hat.
Praktische Erfahrungen mit technischen Anlagen haben jedoch gezeigt, daß diese Arbeitsweise nicht
immer voll befriedigt, und zwar aus folgenden Gründen:
1. Durch die Anordnung des Katalysators im Verdampferkopf
ist die Raffinationstemperatur mit der Verdampferkopftemperatur gekoppelt. In den
meisten Fällen reicht diese Temperatur, vor allem bei niedrigen Reaktionsdrücken, jedoch nicht zur
Einleitung der bezweckten Raffinationsreaktionen aus; das Gas-Dämpfe-Gemisch verläßt den Katalysator
meist praktisch unverändert, der Temperaturgradient im Katalysator ist kaum meßbar,
2. Durch die Anordnung des Katalysators im Verdampferkopf ist die Menge des anwendbaren
Katalysators begrenzt. Auch bei einer zur Einleitung der bezweckten Raffinationsreaktionen
ausreichenden Temperatur ist im allgemeinen die Verweilzcit zu kurz, um den Raffinationseffekt im
gewünschten Ausmaß zu erreichen; der Temperaturgradient im Katalysator beträgt nur wenige
Grad.
3. Durch die Abstrahlung am Verdampferkopf, die sich auch bei guter Isolierung nicht ganz vermeiden
läßt, geht ein Teil des verdampften Rohstoffs wieder in die flüssige Phase über, wobei gerade
die hochsiedenden polymerisationsfähigen Verbindungen (Inden, Cumaron, Styrol) mitkondensieren.
Es hat sich in eingehenden Untersuchungen gezeigt, daß die Polymerisation in flüssige Phase
schneller als in Gasphase erfolgt; der Katalysator wird durch Kohlenstoffabscheidungen in seiner
Wirksamkeit beeinträchtigt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur katalytischen Druckraffination von Rohbenzol und anderen ungereinigten
Aromatengemischen mittels Wasserstoff in der Dampfphase überwindet die vorstehend aufgezählten
Nachteile.
Das Verfahren der Erfindung ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsgut in an sich bekannter
Weise zunächst in Anwesenheit von Wasserstoff oder wasserstoffhaltigem Gas in der Weise verdampft
ίο wird, daß ein die höhersiedenden Begleiter des Ausgangsgutes
einschließlich der gegebenenfalls vorher entstandenen Polymerisate enthaltender Rückstand
verbleibt, und daß das Gemisch aus den Kohlenwasserstoffdämpfen und Wasserstoff anschließend, gegebenenfalls
nach weiterer Temperaturerhöhung durch Zumischen heißer Gase über einen in einem von dem
Verdampfer getrennten Raum angeordneten molybdänhaltigen Katalysator geleitet wird, um die bei
höheren Temperaturen zu Polymerisationsreaktionen
so neigenden Kohlenwasserstoffanteile des verdampften Ausgangsgutes wenigstens teilweise zu hydrieren,
wonach das so vorbehandelte Kohlenwasserstoff-Wasserstoff-Gemisch nach entsprechender Erhöhung
der Temperatur in bekannter Weise der katalytischen Druckraffination unterworfen wird.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden also die Verdampfung und die katalytische Hydrierung der
zu Polymerisationsreaktionen neigenden Kohlenwasserstoffe voneinander getrennt. Dadurch werden die
weiter oben aufgezählten Nachteile vermieden und damit folgende Vorteile erreicht:
1. Frei wählbare Katalysatormenge und damit ausreichende Verweilzeit für den Raffinationseffekt.
2. Durch Zumischen von heißem Kreislaufgas oder Frischgas zu dem in den sogenannten Vorkatalysator
eintretenden Gas-Dämpfe-Gemisch kann die Reaktionstemperatur im ausreichenden Maße
reguliert werden.
3. Durch das Zumischen von heißem Kreislaufgas oder Fihchgas wird gleichzeitig der Dampfdruck
der Aromaten erniedrigt und damit eine Nachkondensation dieser Stoffe vermieden.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeigneten Einrichtung in schematischer Form dargestellt.
F i g. 1 zeigt eine Einrichtung, bei der der sogenannte Vorkatalysator innerhalb der Leitung für das Benzoldampf-Wasserstoff-Gemisch vor dem Erhitzer angeordnet ist;
F i g. 1 zeigt eine Einrichtung, bei der der sogenannte Vorkatalysator innerhalb der Leitung für das Benzoldampf-Wasserstoff-Gemisch vor dem Erhitzer angeordnet ist;
F i g. 2 zeigt eine Einrichtung, die ein. besonderes
Gefäß für die Aufnahme des sogenannten Vorkatalysators vorsieht.
In F i g. 1 ist die Verdampfungseinrichtung, deren bauliche Einzelheiten in diesem Zusammenhang uninteressant
sind, mit 1 bezeichnet. Das zu verdampfende Rohbenzol wird durch Leitung 2, der Wasserstoff
durch Leitung 3 zugeführt. Nicht verdampfte Rückstände werden aus der Verdampfungseinrichtung
1 durch die Leitung 4 abgezogen.
Das Bcnzoldampf-Wasserstoff-Gemisch gelangt
aus dem aufsteijenden Leitiingsstück 5 in den horizontalen
Zweig 6, der in den Erhitzer 7 einmündet, in welchem das Gemisch auf die für die Druckraffination
günstigste Temperatur erhitzt wird. Aus dem Erhitzer7 tritt das Gemisch durch Leitung 8 aus und wird dann
zu dem hier nicht dargestellten Reaktionsgefäß geleitet.
Innerhalb des Leitungsstückes 6 ist der sogenannte Vorkatalysator 9 angeordnet, vorzugsweise aufgeteilt
in mehrere Zonen, wie durch die gestrichelten, senkrechten Linien 10 angedeutet wird. Das sich in dem
Vorkatalysator gegebenenfalls bildende Kondensat wird durch Leitung 11 wieder in die Verdampfungseinrichtung 1 zurückgeführt.
Bei der Einrichtung gemäß F i g. 2 ist die Anordnung und Betriebsweise der Verdampfungseinrichtung
1 gegenüber der F i g. 1 grundsätzlich unverändert gelassen. Das Benzoldampf-Wasserstoff-Gemisch
tritt nach Durchgang durch den freien Leitungszug 12 von unten in das Gefäß 13 ein, welches dm
sogenannten Vorkatalysator in einer horizontalen Schicht 14 enthält. Das Gemisch gelangt von dem
Gefäß 13 in den Erhitzer 7 und von dort durch Leitung 8 in den eigentlichen Reaktor. Das sich im Gefäß
13 bildende Kondensat wird durch die Leitung 11 wieder in die Verdampfungseinrichtung 1 zurückgeführt.
. . ■ '
Ein Rohbenzol mit einem Siedebereich von 80 bis 1850C und einer Bromzahl von 11 g/100 ecm wird bei
einem Gesamtdruck von 50 at und einer Temperatur von 2000C unter Zugabe von 1,0 m3 Kokereigas je
kg Rohbenzol verdampft. Das Gas-Dämpfe-Gemisch wird anschließend mit einem Durchsatz von 2 kg je
Liter Katalysator je Stunde über einen Katalysator geleitet, der neben Al2O3 3 Gewichtsprozent Co und
8 Gewichtsprozent Mo in Form ihrer Sulfide enthält. Die Bromzahl des Rohbenzols wird dabei auf 8,5 g/
100 ecm erniedrigt.
B e i s ρ i el 2
Das gleiche Rohbenzol wird wie oben zusammen mit 1 m3 Kokereigas je kg Rohbenzol verdampft. Das
Gas-Dämpfe-Gemisch wird mit weiteren 0,2 m3 eines auf 4000C erhitzten Gases je kg Rohbenzol vermischt.
Mit der Mischtemperatur von etwa 215°C wird das
Gas über einen Molybdän-Tonerde-Katalysator (8 Gewichtsprozent Mo) geleitet. Bei einer Katalysatorbelastung
von 4 kg je Liter Katalysator je Stunde wird dabei die Bromzahl auf 9 g/100 ecm, bei einer
Katalysatorbelastung von 2 kg je Liter Katalysator je Stunde auf 7 g/100 ecm erniedrigt.
B e i s ρ i e 1 3
Ein Ölvergasungsbenzin mit einem Siedebereich von 70 bis 19O0C und einer Bromzahl von 32 g/
ecm wird bei einem Gesamtdruck von 50 at und einer Temperatur von 2000C zusammen mit Im3
Kokereigas (52°/0 H2, 10% CO, 25% CH1, 8% N2,
3% CO2, 2% ungesättigte Kohlenwasserstoffe) je kg Rohbenzol verdampft. Nach Vermischung mit
weiteren 0,2 m3 je kg Benzin eines auf 380° C erhitzten
Kokereigases wird das Gas-Dämpfe-Gemisch mit der Mischtemperatur von etwa 215° C über einen Tonerde-Molybdän-Katalysator
(12% MoO) geleitet. Bei einer Katalysatorbelastung von 2 kg je Liter Katalysator je Stunde wird dabei die Bromzahl auf
g/100 ecm erniedrigt.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur katalytischen Druckraffination von Rohbenzol und anderen ungereinigten Aromatengemischen mittels Wasserstoff in der Dampfphase, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsgut in an sich bekannter Weise zunächst in Anwesenheit von Wasserstoff oder wasserstoffhaltigem Gas in der Weise verdampft wird, daß ein die höhersiedenden Begleiter des Ausgangsgutes einschließlich der gegebenenfalls vorher entstandenen Polymerisate enthaltender Rückstand verbleibt, und daß das Gemisch aus den Kohlenwasserstoffdämpfen und Wasserstoff anschließend, gegebenenfalls nach weiterer Temperaturerhöhung durch Zumischen heißer Gase, über einen in einem von dem Verdampfer getrennten Raum angeordneten molybdänhaltigen Katalysator geleitet wird, um die bei höheren Temperaturen zu Polymerisatronsreaktionen nsigenden Kohlenwasserstoffanteile des verdampften Ausgangsgutes wenigstens teilweise zu hydrieren, wonach das so vorbehandelte Kohlenwasserstoff - Wasserstoff - Gemisch nach entsprechender Erhöhung der Temperatur in bekannter Weise der katalytischen Druckraffination . unterworfen wird.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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