162860. lajstromszámú szabadalom • Eljárás etilénoxid előállítására
162860 réket az alábbiakban ismertetett körülmények mellett ezüst tartalmú katalizátorral érintkezz tétünk 150 C°-nál alacsonyabb hőmérsékleti értékektől kezdve egészen 400 C° hőmérsékletig. Magas koncentrációjú etilén-tartalmú kiindulási keveréken a szokásosnál nagyobb etilénkoncentrációt értünk, amikor az etilén előnyös koncentrációértéke 40 és 80% körül választható meg. Az oxigén igen előnyös oxidálószer 2—8% koncentrációhatárok között, ennek folytán a jelen találmány szerint az oxidációt nagyobb etilén/oxigén arány mellett folytatjuk le, mint a szokásos. Bizonyos eljárás körülmények mellett lehetővé válik magasabb oxigénkoncentrációk alkalmazása is, a felső koncentrációhatár oxigénnél 15%. A találmány szerintii eljárás nyomáshatárai és kontakt idői megegyeznek a jelenlegi ipari eljárásokban szokásos értékekkel. Megjegyezzük azt, hogy a műveleti körülmények tág határok között változtathatók. Katalizátor tekintetében a találmány szerinti eljárásnál nem alkalmazható az összes ismert katalizátor, mivel ezek közül egyeseknek csekély aktivitása és kis szelektivitása van. Egy általános, de nem korlátozó jellegű követelmény a katalizátor kiválasztása, tekintetében az, hogy azt tekintjük a legjobb katalizátornak, amelyben hatóanyagként ezüst és más vegyületek és/ /vagy elemek tiszta fémek alakjának, továbbá olyan metalloidok, halogének vagy ezek vegyületei vannak jelen, amelyek az oxidációs reakció sikeres lefolytatásánál ismeretesek. A felsorolt elemek és vegyületek közül a promotorként. az alikáliföldfémeket, mint pl. a kalciumot és báriumot alkalmazzuk és az aktívrész valamely inert hordozóra, mint ni. korundra vagy alumíniumoxidra van felhordva, emellelt azonban egyéb ismert hordozóanyag is alkalmazható. A felsorolt hordozók felhasználása esetén pl. alumíniumoxidnál a porózusabb hordozókat használjuk, hogy ugyanazon hordozóanyagot tekintve az aktívrészt jobban stabilizálni lehessen. A katalizátor por alakban is felhasználható, vagyis csak az aktívrész is alkalmazható hordozóanyag nélkül, pl. fluidizálrt ágy alakjában. A ta^mány szerint felhasználható katalizátorok előállítását az alábbi példákban közelebbről ismertetjük. A találmány szerinti eljárás alkalmazásánál bebizonyosodott az, hogy az etilén koncentráció növelése megfelelően növeli a szelektivitást is, és ellentétben a szakirodalommal, a reakció sebességét csökkenti. Ha az oxidációs műveletet a találmány szerinti etilénkoncentrációk betartásával végezzük, akkor megfigyelhetjük, hogy a reakciókomponensekre a reaktor szerkezeti anyaga, a kiindulási keverékben jelenlevő telített szénhidrogének, vagy nemes gázok semmiféle befolyást nem gyakorolnak. Az eljárás során ajánlatos a reakciókomponensefc, recirkuláció esetén pedig a reakoióter-6 mékek ellenőrzése. Az előbbieket fiigyelembevéve a jelen találmány szerinte eljárás igen változatos reakciókörülmények betartásával lefolytatható. A reakciófolyaimat ellenőrzése gyakorlatilag 10 az anyagok tisztítására korlátozódhat, A tapasztalatok alapján a leírt etilénkoncentrációk mellett a széndioxid gyakorlati szempontból teljes mértékben megmaradhat a szinté-15 zis körfolyamatban és semmiféle negatív hatása nincs. Ez meglepőnek tekinthető, mivel alacsony etilénfkoncentrációnál (pl. 15p /o alatt) a széndioxid rendkívül negatív hatást gyakorol a ka-20 talizátor aktivitására, ez a hatás azonban elhanyagolható értékekre csökken magas etilénkoncentrációknál. Tág értelemben véve tehát a találmány szerinti etilénoxid előállítása eljárásnál etilén és 25 oxigén keverékéből vagy magas oxigén koncentrációjú gázból lehet kündulni, ha a reaktorba vezetett kiindulási keverékben a széndioxid az adott magasabb koncentrációban van jelen etilén, oxigén, esetleg telített szénhidro-30 géneken és más inert gázokon kívül. A széndioxid felső határát a gázkeverékben kb. 60%-on, előnyösen 50%-on tartjuk. A széndioxid felsorolt határértékei a találmány szerinti katalizátorra vonatkoznak, de 35 nem korlátozódnak csak erre a katalizátorra. A találmány szerinti eljárás meglepő sajátossága, hogy az etán jelenléte gyakorlatilag nem zavar, sőt indifferensnek tekinthető. • A szakirodalomból ugyanis ismeretes, hogy 40 a találmány szerinti magas etilénkoncentrációnál az etánt olyan szénhidrogénnek tekintették, amelyet a kiindulási keverékből el kell távolítani (v. ö. 3 119 837 számú USA szabadalmi leírás). Ezzel ellentétben javasolták azt is, hogy 45 4—40 térfogat% etilénkoncentráció mellett, a reakciókeverékbe etánt kell adagolni és ennek pozitív hatása van (v. ö. 1 555 797 számú francia szabadalmi leírás). Az etilénoxid előállítására alkalmazott eljárásokban az etánnak ezt a látszólagosan ellentétes szerepét nem sikerült megmagyarázni. („Látszólagos" azért, mivel az említett hatás a kiindulási anyagkeverék változatos feltételeitől függhet, „ellentétes" pedig azért, mivel az egyik 55 esetben az etánt eltávolítják, a másik esetben pedig hozzávezetik a kiindulási anyagkeverékhez.) Mindkét előbb hivatkozott eljárás azonban megegyezik abban, hogy az etán szerepe nem függvénye sem az etilénkoncentrációnak, sem 60 egy specifikus fcatalizátorösszetételnek és ténylegesen a két ismert eljárást tetszés szerinti ezüstkatalizátor jelenlétében le lehet folytatni. Ennek alapján meglepőnek minősíthető, hogy 65 a találmány szerinti etilénkoncentrációnál egy 2 \
