179299. lajstromszámú szabadalom • Eljárás foszfor-vanádium- oxigén komplett oxidációs katalizátor regenerálására
7 179299 8 torral. Néhány esetben mindkét megoldást alkalmazhatjuk. A katalizátor felett elhaladó aktiválószer koncentrációját úgy szabályozzuk, hogy elkerüljük a katalizátornak a túladagolás hatására bekövetkező károsodását. Az aktiválószer hozzáadásával együttjáró további probléma korrozív végtermékek keletkezése, amelyek károsíthatják a berendezést. Akár úgy járunk el, hogy a reaktiválószert a reakció zónába belépő betáplált anyaghoz adjuk, akár külön műveletben hozzuk érintkezésbe a katalizátorral, további berendezést alkalmazunk a környezetre nézve káros termékek eltávolítására, így alkalmas gáztisztító és/vagy gőzkinyerő berendezést. A reaktiválószer hatékony mennyiségének a meghatározásakor azt találtuk, hogy van egy minimális reaktiválószer koncentráció, amelyet be kell adagolni a reakciózónába ahhoz, hogy a katalizátor szelektivitása megnövekedjen. Ezt a koncentrációt azonban nehéz abszolút értékben meghatározni, mert a reaktor milyensége lényeges hatást gyakorol a tényleges koncentrációra, amellyel a katalizátort a reakciózónában érintkezésbe kell hozni. Így a kérdést jobban megközelíthetjük, ha kijelentjük, hogy általában a reakciózónában levő foszforés/vagy vanádium-tartalomra számított minimális összmennyiséget kell bevezetni a reaktiváláshoz a reakciózónába, hogy elérjük a szükséges szelektivitás növekedést. Vivőgázokra akkor van szükség, ha a szelektivitást külön műveletben végezzük, ekkor a vivőgáz viszi keresztül a reaktiválószert a katalizátor ágyon. Az ilyen vivőgázokat arra használjuk, hogy a reakciózónába betáplált normális anyagmennyiséget helyettesítsék. A vivőgázok megválasztása nem kritikus, így vivőgázként nitrogént, butánt, oxigént vagy bármilyen egyéb elérhető gázáramot használhatunk, amely összeegyeztethető a reaktiválószerrel és nem rontja a katalizátor hatását. Ha a reaktiválást külön műveletben végezzük, a reaktiválószernek a katalizátorágyon történő áthaladása után egy tisztító gázáramot használunk, hogy eltávolitsuk a katalizátorról a rárakódott reaktiválószert és egyéb anyagokat. A tisztító anyag nitrogén vagy egyéb közömbös gáz vagy könnyű szénhidrogén, igy bután lehet. Ha maleinsavanhidrid n-butánban gazdag áramokból történő előállítására bizonyos katalizátorokat használunk, azt találtuk, hogy ha a katalizátort külön eljárásban (reaktiválószerként széntetrakloridot alkalmazva) reaktiváljuk, a reakti válás után egy gőzzel végzett kezelés megjavítja a katalizátor konvertáló képességét. Nem ismert a pontos mechanizmus, amely lehetővé teszi, hogy a reaktiválás után gőz átfúvatása tovább növeli a katalizátor hatását. Kísérleteink azt mutatják, hogy ha reaktiválószerként alkilhalogenideket használunk, bizonyos hőmérsékleteken kis mennyiségű szén maradék rakódik le a katalizátorra, amely károsan befolyásolja a konverziót. Ezért úgy gondoljuk, hogy a reaktiválószer távollétében a katalizátor feletti gőz áram víz-gáz reakciót vált ki és ez eltávolítja a katalizátorról a lerakódott szenet és így megnő a kitermelés. A reaktiválás hőmérséklete számos tényezőtől függ, így például attól, hogy a reaktiválószert lényegében áramoltatás közben adjuk-e hozzá a betáplált anyaghoz vagy a reaktiválószert külön műveletben hozzuk-e érintkezésbe a reakciózónában a katalizátorral. Ha a reaktiválószer a beadagolt anyagban van jelen, a reakciózóna hőmérsékletét természetesen általában az oxigéntartalmú termékek hatékony és gazdaságos előállításához szükséges értéken tartjuk. Ha azonban a reaktiválószert külön műveletben visszük át a reakciózónában a katalizátoron, a hőmérsékletet széles határokon belül változtathatjuk. A reaktiválás hőmérséklete általában körülbelül 300 °C és körülbelül 650 °C közötti. A legelőnyösebb esetben a reaktiválást körülbelül 300 °C és körülbelül 550 °C közötti hőmérsékleten, néhány esetben körülbelül 300 °C és körülbelül 500 °C közötti hőmérsékleten végezzük. A reaktiválás hőmérséklete természetesen változhat a katalizátortól és az alkalmazott oxidáló eljárástól függően. Abban a speciális esetben, amikor a reakciózónába maleinsavanhidrid előállítása céljából n-butánt táplálunk be, azt találtuk, hogy a legelőnyösebb reaktiváló hőmérséklet 300 °C feletti, azonban 500 °C alatti, ha reaktiválószerként széntetrakloridot használunk. Maleinsavanhidrid előállításakor a butánt oxidáló katalizátor legsikeresebb reaktiválásához széntetraldorid reaktiválószer esetében körülbelül 300 °C feletti reaktiváló hőmérsékletre van szükség, hogy megnöveljük a szelektivitást, azonban a hőmérsékleteknek körülbelül 400 °C alattinak kell lennie, hogy megakadályozzuk a nagy konverzió veszteségeket, hacsak nem végzünk egy az utáni gőzzel való kezelést. A találmány szerinti eljárásban reaktiválószerként általában molekuláris halogéneket vagy azok keverékeit vagy egy vagy több halogenid-csoportot tartalmazó vegyületet vagy azok keverékeit alkalmazhatjuk. A széles „halogenid” kategórián belül azonban természetesen vannak olyan anyagok is, amelyek veszélyesek, így ön-robbanók vagy nagyon korrozívak és így nem használhatók reaktiválószerként, mert károsítják a katalizátort és/vagy a berendezést. Az ilyen anyagok tehát ki vannak zárva a halogenidek közül. Egy alapvető követelmény a halogenidek reaktiválószerként való alkalmazásakor, hogy a reaktiválás körülményei között gőzfázisban maradjanak. Eszerint azok az anyagok, amelyeknek forráspontja nagyon magas, nem alkalmasak és az eljárás során nehézségeket okoznának. Előnyös, ha a halogenidek atmoszférikus nyomáson körülbelül 250 °C feletti hőmérsékleten gőzfázisban vannak. A reaktiválószerek lehetnek tiszta komponensek vagy a komponensek keverékei. Különösen jól használható reaktiválószer a gáz alakú fluor, klór és bróm. Néhány esetben gáz alakú jódot is alkalmazhatunk, ennek a forráspontja azonban nagyon magas, ezért alacsony hőmérsékleteken nem alkalmas reaktiválószer. Reaktiválószerként alkalmazhatjuk továbbá az alábbiakat is, az eljárást azonban nem kívánjuk ezekre korlátozni: hidrogénklorid, triklórmetán, diklórmetán, monoklórmetán, hexaklóretán, halogéntartalmú etánok, propánok, butánok (n- és i-butánok), pentánok (normál és elágazott pentánok), hexánok (normál és elágazott hexánok) és egyéb klór- vagy halogéntar5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
