DE2165323A1 - Verfahren und fliessbettreaktor zur herstellung von maleinsaeureanhydrid - Google Patents

Verfahren und fliessbettreaktor zur herstellung von maleinsaeureanhydrid

Info

Publication number
DE2165323A1
DE2165323A1 DE19712165323 DE2165323A DE2165323A1 DE 2165323 A1 DE2165323 A1 DE 2165323A1 DE 19712165323 DE19712165323 DE 19712165323 DE 2165323 A DE2165323 A DE 2165323A DE 2165323 A1 DE2165323 A1 DE 2165323A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fluidized bed
oxygen
hydrocarbon
bed reactor
containing gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19712165323
Other languages
English (en)
Other versions
DE2165323C2 (de
Inventor
Haruo Imai
Masao Ito
Toshikatsu Kakizaki
Toshiteru Kawatsu
Okayama Kurashiki
Shigehiko Minoda
Makoto Miyagima
Shigeo Tazawa
Tokio Terahata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Kasei Corp filed Critical Mitsubishi Kasei Corp
Publication of DE2165323A1 publication Critical patent/DE2165323A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2165323C2 publication Critical patent/DE2165323C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/25—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/44—Fluidisation grids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/215—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of saturated hydrocarbyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/25—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
    • C07C51/252—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring of propene, butenes, acrolein or methacrolein

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Furan Compounds (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

Dr. Werner Haßler Lüdenscheid, 28. Dezember 1971-3!
PATENTANWALT A 71 24-9 |
5->3 LCDCNSCHEID .. !
Asenbsrg 35-Postfach 1704 .
Anmelderin: Fa. Mitsubishi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha, 3-1, Marunouchi 2-Chome,;Chiyoda-ku, Tokio, Japan
Verfahren und Fließbettreaktor zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid, wonach ein sauerstoffhaltiges Gas und ein ungesättigter Kohlenwasserstoff mit vier oder mehr Kohlenstoffatomen oder ein Kohlenwasserstoffgemisch enthaltend , den genannten ungesättigten Kohlenwasserstoff in Gegenwart eines Fließbettkatalysators innerhalb eines Reaktors, der eine per- forierte Lochplatte unterhalb des Fließbettes enthält, zur Reaktion gebracht werden.
Die übliche Technik zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid durch katalytische Oxidation ungesättigter Kohlenwasserstoffe wie Buten, Butadien und Benzol wird mit einem Festbettkatalysator ausgeführt. Da Jedoch die Reaktion zur Bildung von Maleinsäureanhydrid aus diesen ungesättigten Kohlenwasserstoffen eine große Wärmemenge freisetzt, bilden sich leicht örtliche Erhitzungen innerhalb des Fließbettkatalysators aus*. Da außerdem das Gasgemisch des Ausgangskohlenwasserstoffes und von Sauerstoff explosiv ist, kann man die Konzentration des Kohlenwasserstoffes nicht über eine bestimmte Grenze erhöhen, Außerdem ist eine Temperaturregelung des Gemisches nicht einfach möglich. Aus diesem Grund wird neuerdings der Festbettkatalysator durch einen Fließbettkatalysator ersetzt, der frei von
3 0 9 8 3 1/1218
den genannten Schwierigkeiten ist.
Bei der Herstellung von Maleinsäureanhydrid mit dem FlieBbettkatalysator kann man Maleinsäureanhydrid mit hohem Wirkungs- ' grad zubereiten, indem eine Mischung aus 1 bis 10 %, vorzugsweise 2 bis 5 % ungesättigtem Kohlenwasserstoff und einem ' Sauerstoff haltigen Gas, normalerweise Luft in einen Reaktionsraum geleitet wird, der einen Fließbettkatalysator enthält. Obgleich der genannten Konzentrationsbereich des ungesättigten Kohlenwasserstoffs den Bereich explosiver Zusammensetzungen ^ überdeckt, läßt sich mit Verwendung eines Fließbettreaktors ' die Explosionsgefahr ausschalten, was auf den vorteilhaften * Einfluß des Fließbettkatalysators.zurückzuführen ist.
Aufgrund ausgedehnter Untersuchungen über die Herstellung von Maleinsäureanhydrid in einer quantitativen Reaktion zwischen einem Ausgangskphlenwasserstoff und einem sauerstoffhältigen Gas in Gegenwart eines Fließbettkatalysators hat sich ergeben, daß eine schnelle und gleichförmige Mischung der Reaktionsgase vor Reaktionsbeginn wichtig ist. Wenn nämlich im einzelnen die Reaktion zur Ausbildung kommt, bevor der Aüsgangskohlenwasserstoff und das sauerstoffhaltige Gas vollständig gemischt sind, werden die Reaktionsbedingungen örtlich ungleichförmig, wodurch die Selektivität des Reaktionsprodukts beeinträchtigt wird. Selbst wenn nur momentan ein Teil der Katalysatorteilchen in dem Gasstrom des ungesättigten Kohlenwasserstoffs mitgerissen und der reduzierenden Atmosphäre ausgesetzt wird, tritt •die Wirkung ein, daß die Katalysatorteiichen in bestimmten Fällen ihre Aktivität und Selektivität verlieren. Diese Erscheinung stellt eine schwerwiegende Beeinträchtigung bei der Herstellung von Maleinsäureanhydrid dar,, besonders wenn ein ' Katalysator der Vanadin-Phosphor-Sauerstoff reihe benutzt" wird'. J':
Aufgabe der'Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur .Herstellung von Maleinsäureanhydrid mithälfe" eines Fließ- " bettkatalysators, in dessen Rahmen Maleinsäureanhydrid mit '· hohem Wirkungsgrad ohne Explosionsgefahr herstellbar ist. Eine'
308831/1218
2185323
weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, wonach ein Ausgangskohlenwasserstoffgas und ein sauerstoffhaltiges Gas möglichst schnell homogen miteinander vermischt werden können, damit der Reaktionswirkungsgrad verbessert wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß im Bereich des Lochbodens eine wirksame- Durchflußströmung des säuerstoffhaltigen Gases erzeugt wird und daß der ungesättigte Kohlenwasserstoff bzw. das entsprechende Gasgemisch in diese Durchflußströmung eingeleitet wird.
Der überraschende Fortschritt der Erfindung liegt somit in der spezifischen Mischung des Kohlenwasserstoffs und des sauerstoffhaltigen Gases, bevor der Kohlenwasserstoff mit dem Katalysator in Wechselwirkung kommt, damit die Reaktionsausbeute verbessert und die Explosipnsgefahr herabgesetzt wird.
stoff
Der Ausgangskohlenwasser/ im Rahmen der Erfindung ist ein ungesättigter Kohlenwasserstoff mit vier oder mehr als vier Kohlenstoffatomen, bspw. Buten-1, Buten-2, Butadien, Penten, Isopenten Cyclopentadien, Benzol und Gemische derselben oder ein Kohlenwasserstoffgemische das einen solchen ungesättigten Kohlenwasserstoff und einen gesättigten Kohlenwasserstoff wie Butan enthält. ■
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft, wenn Maleinsäureanhydrid aus der CL-Rohölfraktion hergestellt wird, die ein Gemisch von Butadien,Btiten, Butan, Isobuten, und dgl. ist oder einem Rückstand der CL-Fraktion, aus dem Butadien, Isobuten und dgl., die als Ausgangsstoffe für chemische Verfahren möglich sind, entfernt sind. Wenn die C^-Fraktion oder ihr Rückstand als Ausgangsstoff benutzt werden, wird eine große Wärmemenge während der Reaktion frei, so daß der Anteil der beigemischten Rohgase einen großen Einfluß auf den Wirkungsgrad der Reaktion hat. * .■>-·--.-.
309831/1218
Das sauerstoffhaltige Gas muß molekularen Sauerstoff enthalten. Man kann z.B. reinen Sauerstoff oder Sauerstoff, der mit einem Schutzgas wie Stickstoff.verdünnt ist, benutzen. Am geeignetsten gedoch ist Luft. Das Verhältnis des Ausgangskohlenwasserstoffes zu dem sauerstoffhaltigen Gas liegt normalerweise im Bereich von 1 bis 10 Volu~men-% bezogen auf die Kohlenwasserstoffkonzentration. Man bevorzugt ein solches Verhältnis, daß die Konzentration des Kohlenwasserstoffes in dem Gasgemisch nicht kleiner als 2 Volumen-% ist. Eine Kohlenwasserstoffkonzentration von weniger als 2 % setzt den Vorteil der Fließbettreaktion herab, so daß ein zu geringer Anteil unwirtschaftlich wird. Die Obergrenze der Kohlenwasserstoffkonzentration in dem Gasgemisch übersteigt vorzugsweise nicht 6 %, noch besser nicht 5 %, indem Faktoren wie die Selektivität für Maleinsäureanhydrid und die Aktivität "des Katalysators Berücksichtigung finden.
Wenn auch jeder für die Herstellung von Maleinsäureanhydrid bekannte Katalysator brauchbar ist, zieht man im Rahmen der Erfindung einen Fließbettkatalysator der Vanadin-Phosphor-Sauerstoff-Reihe vor. Ein solcher Katalysator besteht im wesentlichen aus den aktiven Komponenten einer Vanadinverbindung und einer Phosphorverbindung, die auf einem Trägerstoff wie Kieselerde, Tonerde und Titanerde aufgenommen sind. Erforderlichenfalls kann man auch Zusatzkomponenten wie Kalium, Chrom, Wolfram und dgl. zufügen. ·
Das Verfahren zur Einwirkung und Vermischung des Ausgangskohlenwasserstoffs und des sauerstoffhaltigen Gases ist folgendes. Im Rahmen der Erfindung wird ein Fließbettreaktor eingesetzt, der mit einem Lochboden am Fuß des Fließbettes und einer Mehrzahl von Rohren für die jeweiligen Durchbrüche des Lochbodens ausgestattet ist. Das sauerstoffhaltige Gas wird auf der Unterseite des Lochbodens zugeführt. Der ungesättigte Kohlenwasserstoff oder ein Kohlenwasserstoifgemisch, das den ungesättigten Kohlenwasserstoff enthält, wird in die starke Durchflußströmung des sauerstoffhaltigen Gases eingemischt, -die durch die"Rohre
309831/1218
bewirkt wird", damit eine gegenseitige Einwirkung und Vermischung mit dem sauerstoffhaltigen Gas erfolgt. Unter Durchflußströmung ist eine Strömung des sauerstoffhaltigen Gases innerhalb der Rohre verstanden. Dabei ist ein Strömungsraum des sauerstoffhaltigen Gases innerhalb der Rohre und darüberhinaus vorhanden. Die Länge dieser Durchflußströmung ist im wesentlichen unabhängig von der Geschwindigkeit des zugeführten sauerstoffhaltigen Gases; normalerweise ist sie der Summe aus der Länge des Rohres und 1OD gleich, wobei D der Innendurchmesser des Rohres ist. Die Querschnittsflache der Durchflußströmung ist im wesentlichen dem Rohrquerschnitt gleich. Unter wirksamer Länge ist ein Abschnitt der Durchflußströmung verstanden, der der Summe des Raumes innerhalb des Rohres und einem Raum von 5D oberhalb des Rohres gleich ist.
In der Zeichnung stellen dar:
Fig. 1
Fig. 2 6
und 3
Mg.
5 und
schematischei Schnitt durch einen Fließbettreaktor zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,
Diagramme zur Erläuterung der Durchflußströmung
und der effektiven Durchflußströmung, die durch die Rohre in Verbindung mit den Durchbrüchen der
Lochböden erzeugt wird,und verschiedene Ausführungsformen der Durchbrüche
der Lochböden sowie der zugehörigen Rohre und
der Einlaßleitungen für den Kohlenwasserstoff.
Nach der Erfindung wird der Ausgangskohlenstoff in die wirksame Durchflußströmung des sauerstoffhaltigen Gases innerhalb der Rohre zugeführt, die mit den Durchbrüchen des Lochbodens verbunden' sind, damit eine gegenseitige Einwirkung und Durchmiscbamg der beiden Gase erfolgt. Vorzugsweise wird der Ausgangskohlenwasserstoff in die Innenseite der Rohre eingeleitet, die einen Teil der wirksamen Durchflußströmung des sauerstoffhaltigen Gases bilden»
Ausführungsformen des Fließbettreaktors nach der Erfindung
309831/1218
sind in der Zeichnung dargestellt. Der Fließbettreaktor 1 nach Fig. 1 besitzt eine Einlaßleitung 2 für das sauerstoffhaltige . Gas und eine Einlaßleitung 3 für den gasförmigen Ausgangskohlenwasserstoff sowie ei-ne Auslaßleitung 4 für das Reaktionsgas. Unterhalb eines Fließbet.tes 5 befindet sich ein Loehboden 6 mit einer Vielzahl von Durchbrüchen und Rohren 7» die diese Durchbrüche umgeben. Wenn das sauerstoffhaltige Gas am Fuß des Festjbettreaktors 1 durch die Einlaßleitung 2 eingelassen.wird, bilde|i sich Durchflußströmungen des sauerstoffhaltigen Gases innerhalb der jeweiligen Rohre und in dem jeweiligen Raumbereich darüber aus. Nach Fig. 2 zeigt der durch gestrichelte Linien 8 angedeutete Bereich oberhalb jedes Rohres die Durchflußströmung und der schraffierte Bereich 9 die wirksame Durchflußströmung an. Fig. 2 gibt die Durchflußströmungen und die wirksamen Durchflußströmungen für Rohre 7 an, die auf der Oberseite des Lochbodens 6 angeordnet sind. Fig. 3 gibt die Durchflußströmungen und die wirksamen Durchflußströmungen an, wenn die Rohre 7 ander Unterseite des Lochbodens 6 angeordnet sind. Die Einlaßleitung 9 zur Einspeisung des Ausgangskohlenwasserstoffes kann in jeder Höhe innerhalb der wirksamen Durchflußströmungen münden. Bevorzugte Anordnungen der Einlaßleitungen 3 innerhalb der Rohre 7j die die wirksamen'Durchflußströmungen erzeugen,· sind in den Fig. 4, 5 und 6 angegeben.
Bei der Ausfuhrungsform nach Fig. 4- ist das Rohr 7 auf der Oberseite des Lochbodens 6 angeordnet und umgibt den Durchbruch 13; die Einlaßleitung 3 hat einen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Durchbruchs 13 und endigt in der Fußfläche des Rohres 7· Eine Kappe 11 inform eines umgekehrten Napfes deckt das Rohr 7 ab und läßt einen schmalen Ausgangsdurchlaß 12 frei.
Nach Fig. 5 endet die Einlaßleitung 3 in einem Zwischenbereich innerhalb der Länge des Rohres 7> das an der Oberseite des Lochboderis 6 angeordnet ist. Ein Drosselelement 10, bsp??. ein schmaler Kreisring ist innerhalb des Rohres 7 oder an der Außenseite der Einlaßleitung 3 angeordnet, so daß eine Engstelle
309831/1218
14 entsteht. In dem zuerst genannten Fall kann das Drosselelement 12 mit dem Lochboden 6 einstückig ausgebildet sein. Die Engstelle 14 vergrößert den Differenzdruck zwischen der Oberseite und der Unterseite des Lochbodens, so daß ein gleichförmiger Zufluß des sauerstoffhaltigen Gases in die jeweiligen Rohre sichergestellt ist. Die Ausführungsform nach Fig. 6 entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 5 mit der Ausnahme, daß das Rohr 7 auf der Unterseite des Loehbodens 6 befestigt ist.
Der Strom des sauerstoffhaltigen Gases wird in der Engstelle beschleunigt und beim Durchfluß durch das Rohr 7 verlangsamt, damit der Abrieb der Katalysatorteilchen verringert wird. Der enge Ausgangsdurchlaß 12 nach Fig. 4 hat die gleiche Aufgabe. Die Rohre 7 können entweder auf der Oberseite oder der Unterseite des Lochbodens angeordnet sein oder durch denselben hindurchreichen. , . ■
Die Rohre 7 können beliebige Gestalt haben, doch zieht man normalerweise eine Zylinderform vor. Die Rohre sind senkrecht zu dem Lochboden 6 ausgerichtet und konzentrisch zu den Durchbrüchen 13 angeordnet. Zur Verbesserung der Vermischung des Kohlenwasserstoffs und des sauerstoffhaltigen Gases sind lange Rohre bevorzugt; jedoch sind zu lange Rohre unzweckmäßig. Normalerweise wird die Rohrlänge größer als der Durchmesser der Rohre gewählt und hat vorzugsweise den 2-fachen bis 10-fachejn. Wert.
Erforderlichenfalls kann man eine oder mehrere <|uer ausgerichtete Trennwände vorsehen, die eine freie Strömung von Gas und Katalysatorteilchen innerhalb des Fließbettreaktors nach Fig. zulassen, so daß der Innenraum des Fließbettreaktors in mehrere Fließbettkammern unterteilt wird. Dadurch wird das Anwachsen von Blasen des Gasgemisches verhindert und ein möglichst gleichförmiger Durchfluß des Gases und der Katalysatorteilchen sichergestellt. Die Kappe 11 über dem Rohr 7 gem.· Fig. 4 ändert in günstiger Weise die Geschwindigkeit und/oder Richtung des
309831/1218
Gasgemisches, damit die .Verteilung des Gasgemisches innerhalb des Fließbettes verbessert und ein Herabfallen der Katalysatorteilchen durch das jeweilige Rohr verhindert wird. Sie Kappe kann eine beliebige Gestalt haben, solange sie nicht die Strömung des Gasgemisches beeinträchtigt. Die Geschwindigkeit des Gasgemisches läßt sich durch Auswahl der Querschnittsfläche des Ausgangsdurchlasses für das Gasgemisch einstellen; die Richtung des auströmenden Gasgemisches läßt sich durch geeignete Formgebung, durch Lage und Anordnung der Ausgangsdurchlässe beeinflussen.
Die Strömungsgeschwindigkeit des sauerstoffhaltigen Gases, das in den Fließbettreaktor einströmt, hängt von der Art des Katalysators, der Ausbildung des Lochbodens und dem gewünschten Fließbettzustand des Katalysators ab. Normalerweise wählt man eine Oberflächengeschwindigkeit von 10 bis 150 cm/sec, vorzugsweise zwischen 30 und 80 cm/sec . Andererseits wird die Raum-
—1
geschwindigkeit des Gases zwischen 100 und 10 000 h , vorzugsweise zwischen 300 und 4- 000 h gewählt. Der Durchmesser der iiurchbrüche in dem Lochboden 6 kann innerhalb eines weiten Bereichs in Abhängigkeit von der Größe des Fließbettreaktors, der Dichte, der Teilchengröße und dem Fließbettzustand des Katalysators verschieden sein. In einem technischen Reaktor Denutzt man einen Durchmesser zwischen 20 und 15O mm, vorzugsweise zwischen A-O und 100 mm. Für kleinere Reaktoren kann der Durchmesser der Durchbrüche etwa 5 bis 10 mm betragen. Die Unzahl der Durchbrüche wird so ausgewählt, daß man ein Öffnungsverhältnis zwischen 0,1 und 20 %, vorzugsweise zwischen 0,2 und 10 % erhält. Normalerweise ist die Anzahl der Rohre gleich derjenigen der Durchbr.üche. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Einzelne Durchbrüche können .-auch ohne Rohre vorhanden sein. " ·■: ;:".::
Die Reaktionstemperatur im Rahmen der Erfindung ändert sich in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Ausgangskohlenwasserstoffes und des benutzten Katalysators. Normalerweise liegt die Reaktionstemperatur zwischen 300 und 6000C, vorzugs-
309831/1218
weise zwischen 350 und 55Q°C. Ba eine große Wärmemenge bei der Reaktion frei wird, ist ein geeigneter Kühler für das Fließbett zur Steuerung der Reaktionstemperatur zweckmäßig.
Da der Ausgangskohlenwasserstoff und das sauerstoffhaltige Gas vor Reaktionsbeignn gleichförmig vermischt werfen, kann man im Rahmen der Erfindung Maleinsäureanhydrid mit hoher Ausbeute über eine lange Zeitdauer ohne Abnahme der Katalysatoraktivität herstellen.
Die folgenden Einzelbeispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, jedoch nicht zur Einschränkung des Erfindungsgedankens.
Beispiel 1
Etwa 270 kg eines Vanadin-Sauerstoff-Phbsphor-Fließbettkatalysators (Atomverhältnis P/V = 1,4 und· mittlerer Teilchendurehmesser 100 η ) unter Verwendung von Kieselerde, als Trägerstoff werden in einen Fließbettreaktor mit einem InnendurchmesSrer von 45 cm und einer Länge von 400 cm gepackt. Am Boden des · Fließbetteiüs des Reaktors ist ein Lochboden mit vier Durchbrüchen angeordnet, die jeweils einen Durchmesser von 6 cm haben. Konzentrisch zu den Durchbrochen sind jeweils vertikale Rohre mit einem Innendurchmesser von 6 cm und einer Länge von 20 cm vorhanden. Kohlenwasserstoffeinlaßleitungen sind durch die Bodenwandung des Reaktors eingeführt und reichen mit ihren oberen Mündungen bis zu 2 cm über den Lochboden (vgl. Fig. 5)· Perforierte Trennwände mit einem Offnungsverhältnis von 30 % sind innerhalb des Fließbetts in Höhen von 120t 170, 220 und 270 cm oberhalb des Lochbodens angeordnet, so daß fünf Fließbettstufen festgelegt sind. Weiterhin ist ein Kühler im Zentrum des Fließbetts eingebaut. ...
Luft wird auf der Unterseite des Loehbodens zugeführt x Während eine Kohlenwasserstoffmischung gemäß der folgenden Tabelle 1 durch die Kohlenwasserstoffeinlaßleitungen in einer Kohlenwasser st off konzentrat ion von 4,0 Volumen-% bezogen auf das
Gesamtgemisch von Kohlenwasserstoff und Luft zugeführt wird. Die Oberflächengeschwindigkeit beträgt 60 cm/sec für das Gasgemisch,
die Raumgeschwindigkeit 1 200 h . Die Reaktion wird bei einer
Temperatur von 400°C durchgeführt. \
Das aus dem Reaktor abströmende Gas tritt durch eine Wasserabsorptionssäule, damit das Maleinsäureanhydrid und die als Nebenprodukt entstehenden Säuren in dem Wasser gesammelt werden. Das nichtreagierte Gas, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid werden aus der Absorptions säule abgezogen und gaschromatographisch analysiert. Ein Umwandlungsverhältnis von mehr als 99,5 % bezogen auf die Gesamtmenge des Buten-1, Buten-2 und des Butadien, die die wirksamen Bestandteile für"die Herstellung von Maleinsäureanhydrid sind, sowie eine Selektivität von 38 % für das Maleinsäureanhydrid werden gemessen. ■
Tabelle 1
Zusammensetzung des Ausgangskohlenwasserstoffes
Zusammensetzung
Butadien
Buten-1
Buten-2
Isobuten
Butan
Rest"
Beispiel 2
Volumen-%
31 A 18,4-13.0 29,0 7,0
1,2
Die Reaktion des Beispiels 1 wird mit der Abwandlung wiederholt, daß die Mündungen der Kohlenwasserstoffeinlaßleitungen 30 cm oberhalb des Lochbodens 6 enden. Man erhält ein Umwandlungsverhältnis von mehr als 99 % und eine Selektivität für Maleinsäureanhydrid von 36 %. Obgleich die Höhe der Mündungen der Kohlenwasserstoffleitungen über den Oberenden der die Durch-
309831/1218
brüche umgebenden Rohre liegt, tritt der Ausgangskohlenstoff immer noch in die wirksame Durchflußströmung der Luft ein, die durch die Rohre bei dem Luftdurchfluß gebildet wird. Man kann im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie im Beispeil 1 erhalten, wenn der Kohlenwasserstoff und die> Luft Innerhalb der Rohre gemischt werden.
Vergleichsbeispiel -
Die Reaktion des Beispiels 1 wird mit der Abwandlung wiederholt, daß die Mündungen der Kohlenwasserstoffleitungen 55 cm über.den Lochboden geführt werden. Dann beträgt das Umwandlungsverhältnis 95 % und die Selektivität für.Maleinsäureanhydrid 32,4 %.
In diesem Beispiel ist bemerkenswert, daß die Selektivität für Maleinsäureanhydrid allmählich absinkt, woraus man auf- eine Abnahme der Katalysatoraktivität schließen muß.
309831/1218

Claims (12)

Patentansprüche
1./Verfahren zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid, wonach ein sauerstoffhaltiges Gas und ein ungesättigter Kohlenwasser-~ stoff mit vier oder mehr Kohlenetoffatomen oder ein Kohlenwasserstoffgemisch enthaltend , den genannten ungesättigten Kohlenwasserstoff in Gegenwart eines Fließbettkatalysators innerhalb eines Reaktors, der eine perforierte Lochplatte unterhalb des Fließbettes enthält, zur Reaktion gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Lochbodens eine wirksame Durchflußströmung des sauerstoffhaltigen Gases erzeugt wird und daß der ungesättigte Kohlenwasserstoff bzw. das entsprechende Gasgemisch in diese Durchflußströmung eingeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Fließbettkatalysator ein Vanadin-Phosphor-üauerstoff-Katalysator verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitungsgeschwindigkeit des gesättigten Kohlenwasserstoffs oder des Kohlenwasserstoffgemisches in das sauerstoffhaltige Gas im Sinne einer Einstellung der Kohlenwasserstoffkonzentration zwischen 2 und 6 Volumen-% gewählt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Gas in den Reaktor mit einer Geschwindigkeit zwischen 10 und 15O cm/sec eingeleitet wird. '
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei Temperaturen zwischen 300 und 6000G durchgeführt.wird. .
6. Fließbettreaktor zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5» mi* einem Lochboden unterhalb des Fließbettes, dadurch gekennzeichnet, daß Durchbrüche (13) des
3 0 9 8 3 1/1218
Lochbodens (6) von Rohren (7) zur Erzeugung einer starken Durchflußströmung des sauerstoffhaltigen Gases umgeben sind und daß Einlaßleitungen (3). für das Kohlenwasserstoffgas in die genannten Rohre münden*·
7. Fließbettreaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung des ungesättigten Kohlenwasserstoffs bzw. des Kohlenwasserstoffgemisches auf der Innenseite der Rohre (7) erfolgt, die einen Teil für die Einrichtung zur Erzeugung der Durchflußströmung des sauerstoffhaltigen Gases bilden.
8. Fließbettreaktor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (7) auf der Oberseite des Lochbodens (6) befestigt sind (Fig. 4 und 5). . '
9. Fließbettreaktor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (7) auf der Unterseite des Lochbodens (6) angeordnet sind (Fig. 6).
10. Fließbettreaktor nach Anspruch 6 oder 7> dadurch gekennzeich net, daß die Rohre (?') durch den Lochboden (6) hindurchreichen.
11. Fließbettreaktor nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohr (7) eine Engstelle (14) im Bodenbereich aufweist.
12. Fließbettreaktor nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die oberere Mündungsfläche jedes Rohres (7) durch eine Kappe (11) abgedeckt ist.
309831 /1218
DE19712165323 1970-12-30 1971-12-29 Fließbettreaktor zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid Expired DE2165323C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12588370A JPS4929167B1 (de) 1970-12-30 1970-12-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2165323A1 true DE2165323A1 (de) 1973-08-02
DE2165323C2 DE2165323C2 (de) 1983-05-11

Family

ID=14921269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19712165323 Expired DE2165323C2 (de) 1970-12-30 1971-12-29 Fließbettreaktor zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS4929167B1 (de)
DE (1) DE2165323C2 (de)
FR (1) FR2121130A5 (de)
GB (1) GB1371666A (de)
IT (1) IT945703B (de)
NL (1) NL171057C (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1368619A (en) * 1970-12-30 1974-10-02 Mitsubishi Chem Ind Method of manufacturing maleic anhydride

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1093796B (de) * 1953-04-16 1960-12-01 American Cyanamid Co Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Oxydation organischer Verbindungen im Dampfzustand
DE2019210A1 (de) * 1969-04-21 1970-10-22 Badger Co Vorrichtung zur Abtrennung von Katalysatorteilchen

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE720079C (de) * 1938-02-18 1942-04-23 Ig Farbenindustrie Ag Verfahren zur substituierenden Chlorierung von Kohlenwasserstoffen
GB1278464A (en) * 1968-10-15 1972-06-21 Mitsubishi Chem Ind Process and apparatus for the preparation of maleic anhydride
GB1368619A (en) * 1970-12-30 1974-10-02 Mitsubishi Chem Ind Method of manufacturing maleic anhydride

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1093796B (de) * 1953-04-16 1960-12-01 American Cyanamid Co Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Oxydation organischer Verbindungen im Dampfzustand
DE2019210A1 (de) * 1969-04-21 1970-10-22 Badger Co Vorrichtung zur Abtrennung von Katalysatorteilchen

Also Published As

Publication number Publication date
DE2165323C2 (de) 1983-05-11
IT945703B (it) 1973-05-10
NL171057C (nl) 1983-02-01
GB1371666A (en) 1974-10-23
NL7118113A (de) 1972-07-04
NL171057B (nl) 1982-09-01
FR2121130A5 (de) 1972-08-18
JPS4929167B1 (de) 1974-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3875305T2 (de) Gasmischer und -verteiler fuer einen reaktor.
EP2739592B1 (de) Verfahren zur oxidativen umwandlung von gasförmigen alkanen in einem wirbelschicht-membran-reaktor und ein reaktor zur durchführung dieses verfahrens
DE102004021128A1 (de) Vorrichtung und Verfahren für die kontinuierliche Umsetzung einer Flüssigkeit mit einem Gas an einem festen Katalysator
DE2203648A1 (de) Mischvorrichtung für Gase
DE2107960A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Vermischen eines Gases und einer Flüssigkeit
DE1965435B2 (de) Vorrichrung zum mischen von zwei stroemen vor ihrem eintritt in ein feststoffbett
DE3877730T2 (de) Verfahren zur herstellung von acrylnitril.
DE1557018B2 (de) Verfahren zur Durchführung chemischer Reaktionen unter Vermischen von Gasen und Flüssigkeiten mit einem flüssigen Medium
DE3042090C2 (de)
DE69712157T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Acrylnitril
DE2053115C3 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Durchführung heterogener katalytischer Reaktionen in flüssiger Phase im Fließbett
DE1593648A1 (de) Verfahren zur nicht-katalytischen Dampfphasenoxydation von Kohlenwasserstoffen
DE2165323A1 (de) Verfahren und fliessbettreaktor zur herstellung von maleinsaeureanhydrid
DE2165658C3 (de) Fließbettreaktor
DE1667161B2 (de) Verfahren und vorrichtung zur gasfuehrung in katalytischen hochdrucksyntheseanlagen
DE69116286T2 (de) Katalytisches Verfahren zur Herstellung von Olefinen
DE2165489A1 (de)
DE1951537A1 (de) Herstellungsverfahren fuer Maleinsaeureanhydrid und Einrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens
DE895148C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von unter Reaktions-bedingungen fluechtigen Stoffen aus feinverteilten fliessenden Feststoffen
DE2201032C3 (de) Verfahren zur Durchführung chemischer Reaktionen an festen Katalysatoren im Fließbett
DE2124472A1 (de) Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Nitrilen
DE2136744A1 (de)
DE2263498A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen herstellung sauerstoffhaltiger verbindungen
DE955317C (de) Vorrichtung zur Durchfuehrung chemischer Umsetzungen
DE1557018C3 (de) Verfahren zur Durchführung chemischer Reaktionen unter Vermischen von Gasen und Flüssigkeiten mit einem flüssigen Medium

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
8126 Change of the secondary classification

Ipc: B01J 8/44

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition