DE1668776B2

DE1668776B2 - Verfahren zur katalytischen dehydrierung von alkylaromatischen kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE1668776B2
Application number: DE1967U0014246
Authority: DE
Inventors: Charles Vincent Western Springs Berger, III (V St A)
Original assignee: Universal Oil Products Co
Current assignee: Universal Oil Products Co
Priority date: 1966-09-23
Filing date: 1967-09-20
Publication date: 1977-08-04
Also published as: GB1191164A; US3417156A; DE1668776A1; DE1668776C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen Dehydrierung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen zu vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen, insbesondere zur Dehydrierung von Äthylbenzol zu Styrol.

Bei bekannten Verfahren zur katalytischen Dehydrierung alkylaromatischer Kohlenwasserstoffe zu vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen werden die alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe, wie Äthylbenzol. durch Vermischen mit Wasserdampf auf die Reaktionstemperatur gebracht. Bei früheren Verfahren mischte man hierbei den gesamten Wasserdampf auf einmal zu, was aber infolge der endothermen Dehydrierung zu einem beträchtlichen Temperaturabfall und damit zu einem Abfall des Wirkungsgrades der Reaktion in der Reaktionszone führte. Diesen Nachteil versuchte man dann durch die Verwendung von überhitztem Wasserdampf zu vermeiden, doch führte dessen Verwendung teilweise zu einer thermischen Zersetzung des alkylaromatischen Kohlenwasserstoffes. Die Folge hiervon war eine relativ geringe Umwandlung, noch dazu verbunden mit hohen Energiekosten für die Erzeugung des überhitzten Wasserdampfes.

In der DT-AS 1169918 ist weiterhin ein Verfahren vorgeschlagen, das mit mehreren, in Reihe hintereinandergeschalteten Katalysatorbetten arbeitet und die Gesamtmenge an zuzusetzendem überhitztem Wasserdampf aufteilt und dem Reaktionsgemisch jeweils vor dem Eintritt in jedes der Katalysatorbetten zumischt. Der Bedarf an zuzuführender Wärmeenergie ist bei diesem Verfahren unerwünscht hoch, und auch bei diesem Verfahren liegt die Dehydrierungsumwandlung nicht über 50%.

Schließlich ist es aus «Erdöl und Kohle - Erdgas Petrochemie«, 16, 1963, Nr.6-1, Seite 547, bekannt, für die Erzeugung von Acetylen durch Spaltung von flüssigen Kohlenwasserstoffen als Heizgas ein Gemisch von Komponenten einzusetzen, die als Abgase nach der Abtrennung von Acetylen und Äthylen bei dem Spaltprozeß entstehen. Es handelt sich aber hierbei um keine Dehydrierung, sondern um eine Aufspaltung von Kohlenstoff-Kohlenstoffbindungen und damit um eine

völlig andere Reaktionstype,

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand nun darin, die bekannten Verfahren zur katalytischen Dehydrierung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen zu vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen insbesondere bezüglich des Energiebedarfes und auch bezüglich der Umwandlungsgrade zu verbessern.

Erfindungsgemäß geschieht dies mit einem Verfahren zur katalytischen Dehydrierung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen zu vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen in mehreren in Reihe geschalteten Katalysatorbetten bei erhöhter Temperatur, wobei der alkylaromatischen Kohlenwasserstoffbeschickung vor Eintritt in das erste Katalysatorbett überhitzter Wasserdampf und dem Auslauf aus jedem Katalysatorbett mit Ausnahme des letzten ein Heizgas zugemischt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man dem Auslauf aus den Katalysatorschichten Heizgas mit einer Temperatur von 816 bis 1393^r'C und einem Gehalt von nicht mehr als 0,2 Volum-% O₂ zumischt, das durch Verbrennen mindestens eines Teils der vom flüssigen Dehydrierungsprodukt abgetrennten Kohlenwasserstoffgase mit von außen zugesetzten sauerstoffhaltigen Gasen erhalten worden ist, und so das Reaktionsgemisch auf eine Dehydriertemperatur von 538 bis 76O⁰C bringt.

Überraschenderweise wird bei diesem Verfahren gegenüber dem Stand der Technik der Energiebedarf in der Form von Wärmeenergie wesentlich herabgesetzt und die Kohlenwasserstoffbeschickung besser ausgenutzt, wobei man eine Dehydrierungsumwandlung im Bereich von 60 bis 70 Gewichts-%, also höher als nach dem Stand der Technik, erhält. Der geringere Wärmebedarf ist offenbar darauf zurückzuführen, daß im erfindungsgemäßen Verfahren die Heizgase nicht lediglich als Wärmeträger dienen, sondern in der Reaktionszone exothermen chemischen Reaktionen unterliegen und daher zusätzlich Wärmeenergie an das Reaktionsgemisch abgeben, wie sich anhand von Analysen der gasförmigen Produkte aus den Katalysatorbetten entnehmen läßt.

Besonders günstig ist das erfindungsgemäße Verfahren für die Dehydrierung von Äthylbenzol zu Styrol, doch können auch andere alkylaromatische Kohlenwasserstoffe, wie Isopropylbenzol, Diäthylbenzol, Äthylnaphthalin oder Äthylchlorbenzol, als Ausgangsstoffe verwendet werden.

Die Dehydrierzone kann zwei Katalysatorbetten oder auch mehr als drei, wie bis zu fünf oder mehr Katalysatorbetten enthalten, doch ist es zweckmäßig, mit drei Katalysatorbetten in der Dehydrierzone zu arbeiten. Vor Eintritt in das erste Katalysatorbett wird der Kohlenwasserstoffbeschickung Wasserdampf, und zwar vorzugsweise in einem Gewichtsverhältnis von Wasserdampf zu Kohlenwasserstoff von etwa 1 : 1 bis 10: 1 zugesezt.

Zweckmäßig wird das Heizgas in die Dehydrierzone mit einer Temperatur eingeführt, die mehr als 56' C höher als die Dehydriertemperatur liegt. Der Auslauf aus dem letzten Katalysatorbett der Dehydrierzone wird vor seiner Zerlegung in normalerweise gasförmige und normalerweise flüssige Kohlenwasserstoffe zweckmäßig gekühlt, und zwar günstigerweise mindestens teilweise durch Zugabe von Kühlwasser oder durch Wärmeaustausch mit der Beschickung.

Beispielsweise bei der Gewinnung von Styrol in hoher Konzentration aus Äthylbenzol kann eine

Mischung von Äthylbenzol und Wasserdampf in ein erstes Katalysatorbett mit einer Umwandlungstemperatur vui 538 bis 760"C geleitet werden. Mit dem Ausfluß aus ^{deni ersten} Katalysatorbett wird ein Heizgas vermischt, um die Einspeisung für das zweite RaUiIy- s satorbett bei einer Temperatur von 538 bis 760X' zu bekommen. Aus dem zweiten Katalysatorbett wird ein Auslaufstrom gewonnen, der Styrol, Äthylbenzo! und normalerweise gasförmige Kohlenwasserstoffe sowie Heizgas und gewöhnlich auch etwa Wasserstoff aufweist. Die gasförmigen Bestandteile werden vom Styrol und Äthylbenzol abgetrennt. Ein Teil des so abgetrennten Gasstromes wird dann in einer Verbrennungszone verbrannt, um das obenerwähnte Heizgas zu liefern, das weniger als 0,2Volumen-% Sauerstoff enthält und eine Temperatur oberhalb der Umwandlungstemperatur besitzt. Dann wird Styrol in hoher Konzentration aus dem Styrol-Äthylbenzolgemisch gewonnen.

Die Vorteile des Verfahrens der Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachstehenden Erläuterung anhand des Fließbildes des Verfahrens.

Durch Leitung 10 tritt Äthylbenzol in das Verfahren ein und wurde gewöhnlich mit Kreislaufäthylbenzol aus nicht dargestellten Einrichtungen vermischt. Zweckmäßig befindet sich das Äthylbenzol auf einer Temperatur von etwa 38°C. Um die Verdampfung des Äthylbenzols zu erleichtern und ausreichende Wärme für die Reaktion zu liefern, wird dem Äthylbenzoleinlaufstrom Wasserdampf aus Leitung 11 zugesetzt, und das Gemisch von Äthylbenzol und Wasserdampf geht durch Leitung 12 zur katalytischen Reaktionskammer 13. Die Reaktionskammer 13 enthält beispielsweise drei ortsfeste Katalysatorbetten zur Durchführung der Dehydrierreaktion. Der verwendete Katalysator besteht vorzugsweise aus einem mit Alkalipromotor ergänzten Eisenkatalysator. Ein solcher Katalysator kann zweckmäßig aus 85 Gewichts-% Ferrooxid, 2 Gewichts-% Chromoxid, 12 Gewichts-% Kaliumhydroxid und 1 Gewichts-% Natriumhydroxid bestehen. Andere Katalysatormassen enthalten 90 Gewichts-% Eisenoxid, 4 Gewichts-% Chromoxid und 6 Gewichts-% Kaliumcarbonat. Obgleich solche bekannten handelsüblichen Dehydrierkatalysatoren bevorzugt sind, können auch andere Katalysatoren zur Verwendung kommen, wie solche, die Ferrooxid-Kaliumoxid, andere Metalloxide und/oder -sulfide, wie solche des Calciums, Lithiums, Strontiums, Magnesiums, Berylliums, Zirkons, Wolframs, Molybdäns, Titans, Hafniums, Vanadins, Aluminiums, Chroms, Kupfers und Mischungen von zwei oder mehreren hiervon enthalten, wie beispielsweise Chromoxid-Tonerde, Tonerde-Titanoxid, Tonerde-Vanadinoxid.

Das Gemisch aus Wasserdampf und Äthylbenzol geht aus Leitung 12 in das erste Katalysatorbett 14. Die Reaktionspartner treten in dieses Katalysatorbett bei einer Temperatur von 538 bis 760⁰C, zweckmäßig bei einer Temperatur von etwa 607⁰C, ein, die ausreicht, um Äthylbenzol in Styrol umzuwandeln. Die Raumgeschwindigkeit (je Stunde eingebrachte Kilogramm Äthylbenzol je Kilogramm Katalysator in der Reaktionskammer) liegt innerhalb des Bereiches von etwa 0,1 bis 2,0 und vorzugsweise innerhalb des Bereiches von etwa 0,2 bis 1,5. Sie wird so in Beziehung zur Einlaßtemperatur gesetzt, daß der Produktauslauf <vs aus der Reaktionskammer eine Temperatur im Bereich von etwa 538 bis 760⁰C, zweckmäßig 574"C besitzt.

Die in jedem Katalysatorbett enthaltene Katalysatormenge kann erheblich schwanken. Zweckmäßig kann die Bettiefe 0,61 bis 1,83 m betragen, und zwar wird der untere Bereich bevorzugt, um den Druckabfall möglichst klein zu halten.

Der Reaktordruck kann auch betrachtlich abgewandelt werden, solange genügend Wasserdampf oder Heizgas vorhanden ist, um den Partialdruck der Kohlenwasserstoffe auf niedriger Höhe, z. B. unterhalb Luftdruck zu halten, Man muß genügend Druck am Reaktoreinlaß aufrechterhalten, um den Druckabfall durch die Katalysatorbetten zu überwinden. Entweder sind mehrere Katalysatorbelten in einer einzigen Reaktionskammer und/oder einzelne Katalysatorbetten in mehreren Reaktionskammern enthalten.

Wenn das Reaktionsgemisch aus Leitung 12 mit dem Katalysator in dem ersten Katalysatorbett 14 in der Reaktionskammer 13 in Berührung tritt, ist eine Temperaturabnahme in dem Katalysatorbett infolge der endothermen Natur der Umsetzung zu beobachten. Die Temperatur des Auslaufes aus dem ersten Katalysatorbett im Raum 27 ist normalerweise 28 bis 83°C niedriger als die Einlaßtemperatur, die für das Material in Leitung 12 gewählt ist. Deshalb wird ein Anteil Heizgas dem Reaktionsgemisch im Raum 27 aus Leitung 25 zugesetzt. Die Erzeugung dieses Heizgases wird nachstehend noch erläutert. Das Heizgas befindet sich auf einer Temperatur, die mindestens so hoch ist wie die gewünschte Umwandlungstemperatur für das nächste Katalysatorbett, vorzugsweise aber mehr als 56"C höher als die gewünschte Umwandlungstemperatur.

Die im Raum 27 gebildete Mischung wird dann mit dem Dehydrierkatalysator in einem zweiten Katalysatorbett 15 innerhalb der Reaktionskammer 13 unter solchen Bedingungen in Berührung gebracht, daß weiteres darin enthaltenes Äthylbenzol in Styrol umgewandelt wird.

In dem Katalysatorbett 15 wird die Temperatur des Reaktionsgemisches wieder herabgesetzt. Deshalb wird ein weiterer Anteil Heizgas in den Raum 28 durch Leitung 26 geleitet, um die Reaktionsmischung im Raum 28 aufzuheizen und die gewünschte Umwandlungstemperatur für das nächstfolgende Katalysatorbett 16 wiederherzustellen. Im Katalysatorbett 16 wird weiteres Äthylbenzol in Gegenwart des Heizgases, das über die Leitungen 25 und 26 zugesetzt worden ist, dehydriert. Wenn der Gesamtauslauf die Reaktionskammer 13 durch Leitung 17 verläßt, errechnet sich eine Gesamtumwandlung an Äthylbenzol in Styrol von mindestens 50 Gewichts-% und moistens von 65 Gewichts-% oder mehr. Dieser Gesamtauslauf in Leitung 17 enthält Styrol, nicht umgewandeltes Äthylbenzol, gasförmige Produkte einschließlich Kohlenwasserstoffen, wie Methan, Äthan und Propan, sowie Wasserstoff, der während der Dehydrierreaktion erzeugt worden ist, und Heizgas. Dieser Gesamtauslauf wird, zweckmäßig nach Abkühlung, durch nicht dargestellte Einrichtungen in das Trenngefäß 18 geleitet, worin normalerweise flüssige Kohlenwasserstoffe, wie Styrol, Äthylbenzol und Nebenproduktfiüssigkeitcn, insbesondere Benzol und Toluol, aus dem Verfahren durch Leitung 19 abgeführt werden, um sie aufzutrennen und Styrol zu gewinnen. Gewünschtenfalls kann das abgetrennte Äthylbenzol in das Verfahren zurückgeführt und mit der Beschickung in Leitung 10, wie schon erwähnt, vereinigt werden.

Die normalerweise gasförmigen Produkte, die im Trenngefäß 18 abgetrennt wurden, gehen durch Lei-

Hing 20 zur Verbrennungskammer 24, um darin verbrannt zu werden. Zur möglichst weitgehenden Verringerung der Verluste an flüssigem Kohlenwasserstoff kann es zweckmäßig sein, diese Produktgase zu komprimieren und vor der Verbrennung darin enthaltene Spurenmengen an Aromaten zu absorbieren. Den Gasen wird genügend Luft oder sonstige saucrstoffhaltiges Gas aus Leitung 22 zugemischt, um die Verbrennung zu bewirken. Gegebenenfalls kann weiterer Brennstoff durch Leitung 23 in die Verbrennungskammer eingeführt werden, aber im allgemeinen ist dies nicht notwendig. Wenn der Verbrennungssauerstoff mit Wasserdampf verdünnt ist, dann läßt sich die Einführung von inerten Gasen, wie Stickstoff, auf ein Mindestmaß bringen. Gewöhnlich wird jedoch als Sauerstoffquelle Luft verwendet, und demgemäß kann Gas aus dem Verfahren durch Leitung 21 abgeblasen werden, um die Ansammlung von inerten Gasen im Sstem zu verhindern.

Die Betriebsbedingungen der Verbrennungszone werden so gewählt, daß das die Kammer verlassende Gas praktisch sauerstofffrei gemacht wird und nur 0,2 Volumen-% oder weniger Sauerstoff enthält. Zweckmäßig wird der Sauerstoffgehalt auf weniger als 0,1 Volumen-% eingestellt. Die Temperatur des in der Verbrennungskammer 24 erzeugten Heizgases kann von 816 bis 1393X je nach den für die Verbrennungskammer gewählten Bedingungen schwanken. Wenn Luft als sauerstoffhaltiges Gas gebraucht wird, kann die Temperatur im Heizgas in Leitung 25 beträchtlich höher als erwünscht sein und bis zu 1393' C betragen. Es können geeignete Kühler bzw. Abschreckmittel für das Gas in Leitung 25 verwendet werden, um seine Temperatur derart zu regeln, daß bei Anwendung des gewünschten Verhältnisses von Heizgas zu Katalysatorbettauslauf die gewünschte Umwandlungstcmpcratur für das nächste Katalysatorbett erzielt wird. Es ist wichtig, das Gas nicht zu überhitzen, so daß pyrolytischc Zersetzung des Äthylbcnzols in den Räumen 27 und 28 beim Kontakt mit Heizgas verhindert wird. Gewöhnlich kann die als Zumischung zu der Bcschikkung verwendete Wasscrdampfmcngc für die Dehydrierung von Athylbcnzol zu Styrol von etwa 1,0 kg Wasserdampf bis etwa 20 kg Wusserdampf je Kilogramm Äthylbenzol schwanken. Zweckmäßig stehen as die Wasserdampf- und Äthylbcnzolmcngcn im Verhältnis von etwa 2,8 kg Wasserdampf je Kilogramm Athylbcnzol.

Beispiel

In einer Industrieanlage, clic ungofUhr 746001 frische Äthylbonzolboschickung je Tag vorarboltoto, befand sich dnc kittulyllschc Kcnktlonszonc mit drol ortsfesten Betten, die handelsüblichen ßlsonoxlddohydrlorkatalysator enthielten. DIc gowlchtsmllßlgo Ruumgcschwindlgkoit für das Vcrfnhron betrug 0,35 kg Äthylhonzol Jc Stunde und je Kilogramm dos In dor Renk- fto tlonszonc angeordneten Katalysators. DIo Rouktlonszone wurde unter olnom Druck von 0,82 utU gohaltcn, und die gewünschte ElnlaLUcmporatur betrug 593"C.

Stündlich wurden 25,4 kg-Mol KohlonwussorstolT-bcschlckung mit etwa 25,1 kg-Mol Äthylbonzol nobcn fts geringfügigen Mengen Benzol und Toluol mit etwa 16,8 kg-Mol KrcislaufiUhylbcnzol und etwa 1,6 kg-Mol Styrol sowie etwa 0,9 kg-Mol Benzol und Toluol vereinigt. Insgesamt wurden etwa 2700 kg frisches Äthylbenzol in das Verfahren eingebracht. Die gesamte dampfförmige Beschickung einschließlich Kreislaufäthylbenzol wurde mit etwa 1770 kg Wasserdampf vermischt, um das Äthylbenzol zu verdampfen und die Temperatur des Gemisches auf ungefähr 163'C zu bringen. Die Temperatur der Mischung wurde außerdem durch Wärmeaustausch mit dem Auslauf der Dehydrierreaktion bzw. durch direkt beheizte Erhitzer auf die Umwandlungstemperatur erhöht. Weiterer überhitzter Dampf in einer Menge von etwa 3320 kg wurde zugesetzt, und die gesamte Äthylbenzol-Dampfmischung wurde dann in die Reaktionszone mit einer Temperatur von ungefähr 593'C eingeleitet, worin Äthylbenzol zu Styrol dehydriert wird. Der Auslauf aus dem ersten Katalysatorbett befand sich auf einer Temperatur von ungefähr 538°C und wurde mit Heizgas versetzt, so daß die Temperatur vor der Einführung in das zweite Katalysatorbett wieder auf 593°C angehoben wurde. Diese Maßnahme wurde wiederholt, bis die Beschickung durch alle drei Betten gegangen war. Das abfließende Reaktionsprodukt, das sich nach Wärmeaustausch mit der Beschickung auf einer Temperatur oberhalb etwa 260'C befand, wurde dann rasch mit Wasser auf etwa 104"C und anschließend weiter auf eine geeignete Flüssigkeits-Dampftrenntemperatur von etwa 38' C gekühlt. Diese Maßnahme verhinderte wirksam die Bildung von Styrolpolymcr, das sich sonst bildet, wenn das Produkt langsam von 260¹C auf die Abtrenntemperatur gekühlt wird.

Der gekühlte Produktauslauf ging in eine Trennzone, wo das im Verfahren erzeugte trockene Gas entfernt und das Wasser von den normalerweise flüssigen Koh-IcnwasscistolTproduktcn abgetrennt wurde. Das trokkcnc Gas ging von diesem Punkt in eine Vcrbrcnnungszonc zusammen mit Luft, worin es verbrannt wurde, um ein Heizgas mit einer Temperatur von 1204¹C bei einem Sauerstoffgehalt von annähernd 0,1 -Gewichts-% zu liefern. Dieses Heizgas wurde dann durch direkte Abschreckung mit Wasser auf eine Temperatur von ungefähr 816' C abgekühlt und dann in die Zwischenräume zwischen den Katalysatorzonen geleitet, wie vorstehend beschrieben, um die betreffenden Auslaufe aus den Katalysatorbetten wieder aufzuheizen. Von den Kohlcnwasscrstol'frcaktionsproduktcn wurde Styrol abgetrennt, und das nicht umgewandelte Äthylbenzol wurde im Kreislauf unter Beimischung der Beschickung ins Verfuhren zurückgeführt, Ausheule 60 bis 70 aowichts-%.

Vcrglclchsbcispicl

Zum Nachweis dor überraschend besseren Wiirmcbilanz dos crflndungsgomiUJon Vorl'uhrons gegenüber dem dor DT-AS 1169918 wurde ein Vorglelehsversuch durchgeführt, bol dom Jeweils In olnor Renktlonskammor wie Im Beispiel 1 mit drol Katalysator· botton eine Äthylbonzolbesehlckung clehydrlort wurde, Im einen Fall wurdo gomilU dor technischen Lehre clor DT«AS Il 69918 dom Rouktlonsgomisch vor dom zweiten und dritten KiitulysulorboU Jeweils ebenso wie vor nlom ersten Katalysatorbett überhitzter Wasserdumpf solcher Temperatur und In solcher Menge zu« gemischt, duß das aosamlgomisch, dus In jodos Katulysatorbott cintrut, eine Temperatur von 616"C besaU. Im zwoiton Falle wurdo orflndungsgemllU der vom Dehydrlerungsprodukt abgetrennte Gasstrom In olnor

Verbrennungskammer mit Methan und Luft verbrannt, und die dabei resultierenden Gase wurden dem Reaklionsgemisch vor dem zweiten und dritten Katalysatorbett ebenfalls in solcher Menge zugemischt, daß wiederum das Gesamtgemisch, das in die Katalysatorbcltcn eintrat, eine Temperatur von 616 C besaß. Bei dieser Vcrlahrensführung wurde wie bei der ersten Vcrfahrcnsführung gemäß DT-AS 1169918 vor dem ersten Katalysatorbett der Beschickung erhitzter Wasserdampf zugemengt, um ebenfalls eine liingangstempcratur von 616 C zu erhalten.

In beiden Vergleichsfällen wurde also die gleiche Beschickung und die gleiche Reaktionstemperatur angewendet, wobei der Unterschied jeweils nur in der Art des im zweiten und dritten Katalysatorbett zugeführten Heizgases bestand. Der Übersichtlichkeit halber werden nachfolgend die wesentlichen Daten beider Methoden tabellarisch zusammengestellt, wobei jeweils die Wärmcbilanz für jede der beiden Methoden ermittelt wurde. Bezüglich der Abgase aus der Reaktionskammer ist dabei zu bemerken, daß geringfügige Komponenten, wie CO, weggelassen wurden, obwohl die Ilauptkomponcnten aufgeführt sind.

1. Gemeinsame Merkmale beider Verfahren

Beschickung

/um 1. Katalysator-

Älhylbenzol, kg-Mol/Std.
Wasser, kg-Mol/Std.
Wasserdampf, kg-Mol/Std.
Temperatur, C
Enthalpie· 10" kcal/Std.
Eingangstcmperatur, C
nach dem Mischen

2. Verfahren nach DT-AS Il 69 918
Beschickung

163
459
667
796

11,7
616

/um
2. Katalysatorbett

/um

.1. Katalysatorbett

Wasserdampf, kg-Mol/Std. 939

Temperatur, C 788
Enthalpie· K)'' kcnl/Slcl. 16,4

Kinuangslenipenitui', 'C 616
nach dem Mischen

676
788

11.8
616

/Aisammunsct/.ung dos vom Dehydricrungsprodukl abgetrennten Gases (kg-Mol/Std,)

	108
CO,	8
H₃O	1
cn,,	3
CjI Ι,ι	1
llci/.worl	7

7,0 · K)" kcitl/Std.
Erfordernis im Wärmezufuhr von nullen {·K)"kcnl/Sul.)

Gcsamtcnthalpie im

Katalysatorbett 2 16,4
Katalysatorbett 3 11,8

28,2 entspricht bei 75% ^> Erhitzercffizienz

37,6 · 10" kcal/Std. Heizwert

abzüglich des
Heizwertes des
gebildeten Gasgemisches 7,0-10" kcal/Std.

Wärmecrrordcrnis 30,6 · 10" kcal/Sld.

3. Verfahren nach der Erfindung

Vom Dehydrier- I-ür Verbrennungs- Zum /um

produkt abgetrenntes kammer 2. Kai.- 3. Kat.-

Gas Hell Bett

Brenn- Lull stoff

H₂
CO₁
H₂O
CH₄
C₂H₄

N₁ + Argon
O j

Temperatur
des Gases
Eingangstemperatur,
C nach dem
Mischen
Heizwert
(· 10" kcal/Std.)

38
20
1
I
1
226

226 60

1010 1010 616 616

2,4 1,8

!•'ür das Komprimieren von Luft und Urcnnstof zur Verbrennungskammer waren zusätzlich ctw; 0,4 · 10" kcal/Std. erforderlich.

Erfordernis an Wärmezufuhr von nullen (· H)" kcal/Sld.

Brennstoff
von außen
Kompression

Heizwert des Abgases WilrmezuTuhrerTorclernls

1,8
0.4

2.2

-2,4

-0,2· IO^ft kcul/Sld.

Bin Vergleich der Zusammensetzung dos von üchydrierungsprodukl abgetrennten Gasstromes be beiden Methoden zeigt die wesentlich verschieden! Zusammensetzung und (lon daraus resultierenden seh unterschiedlichen Heizwert beider Abgiisstrdmc, wa beides nur auf unterschiedliche chemische Vorgllngi In der Kciiktlonskiimmcr zurückgeführt worden kann

I lleiv.u I I)IiIIl Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur katalytischen Dehydrierung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen zu vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen in mehreren in Reihe geschalteten Katalysatorbetten bei erhöhter Temperatur, wobei der alkylaromatischen Kohlenwasserstoffbeschickung vor Eintritt in das erste Katalysatorbett überhitzter Wasserdampf und dem ίο Auslauf aus jedem Katalysatorbett mit Ausnahme des letzten ein Heizgas zugemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Auslauf aus den Katalysatorschichten Heizgas mit einer Temperatur von 816 bis 1393°C und einem Gehalt von nicht mehr als 0,2 Volum-% O₂ zumischt, das durch Verbrennen mindestens eines Teils der vom flüssigen Dehydrierungsprodukt abgetrennten Kohlenwasserstoff'gase mit von außen zugesetzten sauerstoffhaitigen Gasen erhalten worden ist, und so das Reaktionsgemisch auf eine Dehydriertemperatur von 538 bis 760⁰C bringt.