DE1668776C3 - Verfahren zur katalytischen Dehydrierung von alkylaromatischen Kohlen- ' Wasserstoffen - Google Patents

Description

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

Bei bekannten '.'erfahren 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 fts Spaltprozeß entstehen. Es handelt sich aber hierbei um keine Dehydrierung, sondern um eine Aufspaltung von Kohlenstoff-KohlenstofTbindungen 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°C und einem Gehalt von nicht mehr als 0,2 Volum-% O₂ zumischt, das durch Verbrennen mindestens eines Teiis 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 760°C bringt

Überraschenderweise wird bei diesem Verfahren gegenüber dem Stand der Technik der Energiebedarf in der Form von Wärmeenergie wesentlich, herabgesetzt und die KanlenwasserstofTbeschickung 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 eingerührt, 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 von 538 bis 760¹¹C geleitet werdea Mit dem Ausfluß aus dem ersten Katalysatorbett wird ein Heizgas vermischt, um die Einspeisung für das zweite Katalysatorbett bei einer Temperatur von 538 bis 760⁰C zu bekommen. Aus dem zweiten Katalysatorbett wird ein Auslaufstrom gewonnen, der Styrol, Athylbenzol und normalerweise gasförmige Kohlenwasserstoffe sowie Heizgas und gewöhnlich auch etwa Wasserstoff aufweist Die gasförmigen Bestandteile werden vom Styrol und Athylbenzol 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 Athylbenzol in das Verfahren ein und wurde gewöhnlich mit Kreislaufäthylbenzol aus nicht dargestellten Einrichtungen vermischt. Zweckmäßig befindet sich das Athylbenzol 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 Athylbenzol 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 Chromoxtf-Tonerde, Tonerde-Titanoxid, Tonerde-Vanadinoxid.

Das Gemisch aus Wasserdampf und Athylbenzol geht aus Leitung 12 in das erste Katalysatorbett 14. Die Reaktionspartner treten in dieses Katalysatorbett bei einer Temperatur von 538 bis 760°C, zweckmäßig bei einer Temperatur von etwa 607⁰C, ein, die ausreicht, um Athylbenzol in Styrol umzuwandeln. Die Raumgeschwindigkeit (je Stunde eingebrachte Kilogramm Athylbenzol 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 ft? 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 Rettiefe 0,61 bis 1,83 m betragen, und zwar wird der unten Bereich bevorzugt, um den Druckabfall möglichst klein zu halten.

Der Reaktordruck kann auch beträchtlich 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 Katalysatorbetten 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 normale.-veise 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 Athylbenzol in Styrol umgewandelt wird.

In dem Katalysatorbett 15 wird die Temperatur des Reaktionsgemisches wieder herabgesetzt Üeshaib 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 Athylbenzol 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 Athylbenzol in Styrol von mindestens 50 Gewichts-% und meistens von 65 Gewichts-% oder mehr. Dieser Gesamtauslauf in Leitung 17 enthält Styrol, nicht umgewandeltes Athylbenzol, 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 nichi dargestellte Einiichtungen in das Trenngefäß 18 geleitet worin normalerweise flüssige Kohlenwasserstoffe, wie Styrol, Athylbenzol und Nebenproduktflüssigkeiten, insbesondere Benzol und Toluol, aus dem Verfahren durch Leitung 19 abgeführt werden, um sie aufzutrennen und Styrol zu gewinnen, üewünschtenfalls kann das abgetrennte Athylbenzol 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-

lung 20 zur Verbrennungskammer 24. um darin verbrannt /u werden. Zur möglichst weilgehenden Verringerung der Verluste an flüssigem Kohlenwasserstoff kann es zweckmäßig sein, diese Produktgase zu komprimieren und vor der Verbrennung darin enthaitcne Spurenmengen an Aromaten zu absorbieren. Den (jascn wird genügend Luft oder sonstige sauerstoffhaltiges 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 laßt sich die Umführung von inerten Gasen, wie Stickstoff", auf ein Mindestmaß bringen. Gewöhnlich wird iedoch 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 Verbrennungszonc werden so gewählt, daß das die Kammer verlassende (ias praktisch sauerstofffrei gemacht wird und nur (1.2 Volumen-"¹·, 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 win 816 bis 1393 C 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. Is 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 Umwandlungstcmperatur für das nächste Katalysatorbett erzielt wird. Hs ist wichtig, das (ias nicht zu überhitzen, so daß pyrol >tische Zersetzung des Äthylbenzols in den Räumen 27 und 28 heim Kontakt mit Heizgas verhindert wird. Gewöhnlich kann die als Zumischung zu der Beschikkung vorwendete Wasserdampfmenge für die Dehydrierung von Älhylbenz.ol zu Styrol von etwa 1.0 kg Wasserdampf bis etwa 20 kg Wasserdampf je Kilogramm Athylbenzol schwanken. Zweckmäßig stehen die Wasserdampf- und Äthylbenzolmengen im Verhältnis von etwa 2.8 kg Wasserdampf je Kilogramm Athvlbenzol.

Beispiel

40 einigt. 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 Athylbenzol 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 Umwandlungstempcratur erhöht. Weiterer überhitzter Dampf in einer Menge von etwa 3320 kg wurde zugesetzt, und die gesamte Äthvlbenzol-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 vorder Einführung in das zweite Kaiaiysaiorheii wieder auf 5v3 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-Dampltrcnntemperatur von etwa 38 C gekühlt. Diese Maßnahme verhinderte wirksam die Bildung von Styrolpolymer. das sieh sonst bildet, wenn das Produkt langsam von 260 (auf die Abtrenntemperatur gekühlt wird.

Der gekühlte Produkiauslauf ging in eine Trennzone, wo das im Verfahren erzeugte trockene Gas entfernt und das Wasser von den normalerweise flüssigen KohlenwasserstolTprodukten abgetrennt wurde. Das trokkene Gas ging von diesem Punkt in eine Verbrennungszone zusammen mit Luft, worin es verbrannt wurde. um ein Heizgas mit einer Temperatur von 1204 C 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 Ausläufe aus den Katalysatorbetten wieder aufzuheizen. Von den Kohlenwasserstoffreaktionsprodukten wurde Styrol abgetrennt, und das nicht umgewandelte Athylbenzol wurde im Kreislauf unter Beimischung der Beschickung ins Verfahren zurückgeführt. Ausbeute 60 bis 70 Gewichts-%.

Vergleichsbeispiel

In einer Industrieanlage, die ungefähr 746001 frische Äthylbenzolbeschickung je Tag verarbeitete, befand sich eine katalytische Reaktionszone mit drei ortsfesten Betten, die handelsüblichen Eisenoxiddehydrierkatalysator enthielten. Die gewichtsmäßige Raumgeschwindigkeit für das Verfahren betrug 0,35 kg Athylbenzol je Stunde und je Kilogramm des in der Reaktionszone angeordneten Katalysators. Die Reaktionszone wurde unter einem Druck von 0,82 atü gehalten, und die gewünschte Einlaßtemperatur betrug 593 C.

Stündlich wurden 25,4 kg-Mol Kohlenwasserstoffbeschickung mit etwa 25,1 kg-Mol Athylbenzol neben geringfügigen Mengen Benzol und Toluol mit etwa Ϊ6.8 kg-Mol K reislaufathyl benzol und etwa 1,6 kg-Mol Styrol"sowie etwa 0.9 kg-Mol Benzol und Toluol ver-Zum Nachweis der überraschend besseren Wärmebilanz des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenübei dem der DT-AS 1169 918 wurde ein Vergleichsversuch durchgeführt, bei dem jeweils in einer Reaktionskammer wie im Beispiel 1 mit drei Katalysatorbetten eine Äthylbenzolbeschickung dehydriert wurde. Im einen Fall wurde gemäß der technischen Lehre der DT-AS 11 69 918 dem Reaktionsgemisch vor dem zweiten und dritten Katalysatorbett jeweils ebenso wie vor dem ersten Katalysatorbett überhitzter Wasserdampf solcher Temperatur und in solcher Menge zugemischt, daß das Gesamtgemisch, das in jedes Katalysatorbett eintrat, eine Temperatur von 616°C besaß Im zweiten Falle wurde erfindungsgemäß der vorr Dehydrierungsprodukt abgetrennte Gasstrom in einei

Verbrennungskammer mit Methan und Luft verbrannt. und die dabei resultierenden (»äse wurden dem Reaktionsgemisch vor dem /weilen und dritten Katalysatorbett ebenfalls in solcher Menge zugemischt, dall wiederum das Gesamlgcmisch, das in die Kalalysatoibctten eintrat, eine Temperatur von 616 C besaß. Hei dieser Verfahrensführung wurde wie bei der ersten Ver.'i.irensführung gemäß I)T-AS 1169918 vor dem ersten Katalysatorbett der Beschickung crhit/tcr Wasserdampf zugemengt, um ebenfalls eine Eingangstemperatur von 616 C zu erhalten.

In beiden Verglcichsfällcn wurde also die gleiche Beschickung und die gleiche Reaktionstemperatur angewendet, wobei der Unterschied jeweils nur in der Art des im zweiten und dritten Katalysatorbett zugcführten Heizgases bestand. Der Übersichtlichkeit halber werden nachfolgend die wesentlichen Daten beider Methoden tabellarisch zusammengestellt, wobei

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Ji-ntll.i UIU *« CII IIIWWIIEIll/. IUl JtUt. UVI lfLIUl.11 IVIVU ll/UCtl

ermittelt wurde. Bezüglich der Abgase aus der Reaktionskammer ist dabei zu bemerken, daß geringfügige Komponenten, wie CO, weggelassen wurden, obwohl die Hauptkomponenlcn aufgeführt sind.

I. Gemeinsame Merkmale beider Verfahren

Hcschickung

Zum 1. Katalysatorbett

Ät!,ylbenzol, kg-Mol/Std. 163

Wasser, kg-Mol/Std. 459

Wasserdampf, kg-Mol/S:d. 667

Temperatur, C 796

Enthalpie· 10''kcal/Std. 11,7

Eingangstemperatur, C 616
nach dem Mischen

2. Verfahren nach DT-AS 11 69918

Beschickung

Zum

2. Katalysatorbett

Zum

3. Katalysatorbett

Wasserdampf, kg-Mol/Std. 939 676

Temperatur, C 788 788

Enthalpie· 10" kcal/Std. 16,4 11,8

Eingangstemperatur, C 616 616
nach dem Mischen

Zusammensetzung des vom Dehydrierungsprodukt abgetrennten Gases (kg-Mol/Std.)

H2	108
CO2	8
H2O	1
CH4	3
C3H4	1
Heizwert	7,0

10" kcal/Std.

Erfordernis anWärmezufuhr von außen (10⁶ kcal/Std.)

(icsamlcnthaipie im

Katalysatorbett 2 16.4
Katalysatorbett 3 I L8

28,2 entspricht hei 7V¹/,, Erhitzereffizienz

37.6- K)" kcal/Std. Heizwert

abzüglich des
Ilcizwertes des
gebildeten Gasgemisches 7.0 ■ K)" kcal/Std.

Wiirmcerrordernis 30,6- K)" kcal/Std. 3. Verfahren nach der Erfindung

Vom Dehydrier- lür Verbrennung*- Zum /.um

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

(las Bell Bett

Brenn- Luft

slofl"

38
20

H ,O 1

CH₄ I

C₃H₄ I

N₂ + Argen 226

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

IO

226 60

1010 1010 616 616

2,4

1,8

Für das Komprimieren von Luft und Brennstoff zur Verbrennungskammer waren zusätzlich etws 0,4 · 10⁶ kcal/Std. erforderlich.

Erfordernis an Wärmezufuhr von außen (· 10'' kcal/Std.)

Brennstoff
von außen
Kompression

Heizwert des
Abgases
Wärmezufuhrerfordernis

1,8
0,4

2,2

-2,4

-0,2 ■ 10⁶ kcal/Std.

Ein Vergleich der Zusammensetzung des vom Dehydrierungsprodukt abgetrennten Gasstromes bei beiden Methoden zeigt die wesentlich verschiedene Zusammensetzung und den daraus resultierenden sehr unterschiedlichen Heizwert beider Abgasströme, was beides nur auf unterschiedliche chemische Vorgänge in der Reaktionskammer zurückgeführt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 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 Wasserdampfund dem 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 Kohlenwasserstoffgase mit von außen zugesetzten sauerstoffhaltigen Gasen erhalten worden ist, und so das Reaktionsgeraisch auf eine Dehydriertemperatur von 538 bis 760"C bringt