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DE69307555T2 - Verfahren zur Verbesserung einer schonenden Oxidation - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung einer schonenden Oxidation

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DE69307555T2
DE69307555T2 DE69307555T DE69307555T DE69307555T2 DE 69307555 T2 DE69307555 T2 DE 69307555T2 DE 69307555 T DE69307555 T DE 69307555T DE 69307555 T DE69307555 T DE 69307555T DE 69307555 T2 DE69307555 T2 DE 69307555T2
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DE
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oxidation
oxygen
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methane
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DE69307555T
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Phillipe Arpentinier
Jacques Koenig
Yves Torre
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Air Liquide SA
Original Assignee
Air Liquide SA
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Publication date
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Selektivität einer gelenkten Oxidationsreaktion zwischen zumindest einer organischen Verbindung und Sauerstoff, um ein Endprodukt zu erhalten, und zur Verbesserung entweder der Kapazität oder der Ausbeute einer Produktionseinheit, in der diese gelenkte Oxidationsreaktion durchgeführt wird.
  • Die meisten in der chemischen Industrie durchgeführten Oxidationsreaktionen folgen dem nachstehenden Schema:
  • (I) REAGENZ(IEN) + O&sub2; T PRODUKT(E) gelenkte Oxidation
  • (II) REAGENZ(IEN) + O&sub2; T CO&sub2; + H&sub2;O vollständige Oxidation
  • (III) PRODUKT(E) + O&sub2; T CO&sub2; + H&sub2;O
  • (IV) REAGENZIEN + O&sub2; T CO-PRODUKTE Sekundärreaktionen
  • (V) CO-PRODUKTE + O&sub2; T CO&sub2; + H&sub2;O
  • Die gelenkte Oxidationsreaktion (I) ist jene, die zum gewünschten Produkt führt, und die daher gegenüber anderen Reaktionen zu bevorzugen ist.
  • Die Reaktionen (I) und (II) überwiegen allgemein, wobei die anderen häufig eindeutig weniger wichtig sind.
  • Es ist zu beachten, daß die aus der vollständigen Oxidation von Reagenzien zu CO&sub2; und H&sub2;O bestehende Reaktion (II) weitaus exothermer ist als die Hauptreaktion (I).
  • Bei diesem Typ von Oxidationsreaktionen wird unter industriellen Bedingungen üblicherweise Luft als Sauerstoffquelle verwendet, wobei der Stickstoff in der Luft gegenüber den eingesetzten Reagenzien inert ist.
  • Die Selektivität des Verfahrens für das gewünschte Produkt ist gegenüber der theoretischen maximalen Selektivität allgemein schwach. Diese relativ geringe Selektivität ist durch den starken Einfluß von Nebenreaktionen zu erklären, insbesondere der Reaktion (II), wobei Wärme entsprechend freigesetzt wird, was zu technologischen Problemen der Abfuhr dieser Wärme führt und daher den Überführungsgrad pro Lauf begrenzt.
  • In der EP-o 029 317-A wurde ein Verfahren zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid durch die Oxidation eines Kohlenwasserstoffs mit einer geraden C4-Alkyl-Kette mittels Sauerstoffs gegebenenfalls in Anwesenheit eines Inertgases beschrieben.
  • Dieses Dokument schlägt die Verbesserung der Selektivität der Reaktion durch die Durchführung der Oxidation in Anwesenheit von Kohlendioxid vor.
  • In der FR-2 281 361-A wurde auch ein Verfahren zur Herstellung von Ethylenoxid durch die gelenkte Oxidation von Ethylen in Anwesenheit eines aus Kohlendioxid bestehenden dritten Gases unter verschiedenen festgelegten Bedingungen der Konzentration und des Drucks beschrieben, wobei das Kohlendioxid die Rolle eines Verdünnungsmittels spielt und die Verbesserung der Selektivität der Reaktion ermöglicht.
  • Bei einer großen Mehrheit von Oxidationsverfahren können die Selektivität für das gewünschte Produkt und der Überführungsgrad durch die Erhöhung der Sauerstoff-Konzentration in der Reaktionsmischung verbessert werden. Diese Konzentration wird jedoch entweder durch technologische Probleme der Abfuhr der Reaktionswärme oder durch den Entflammbarkeitsbereich der Mischung am Eingang oder Ausgang des Reaktors sowie an jedem anderen Punkt des Reaktionsabschnitts begrenzt. Tatsächlich kann sich jede Mischung von brennbarem Reagenz und Sauerstoff entzünden, wenn ihr Sauerstoff-Gehalt einen bestimmten Grenzwert überschreitet, der jeder Reaktionsmischung und den verwendeten Druck- und Temperaturbedingungen eigen ist. Unter den Bedingungen zur Durchführung dieses Reaktionstyps ist es daher aus Sicherheitsgründen zweckmäßig, diesen Grenzwert des zulässigen Sauerstoffs an keinem Punkt des Reaktionsabschnitts einer Produktionseinheit, in der die Oxidationsreaktion durchgeführt wird, und insbesondere nicht in der Reaktionsmischung zu überschreiten.
  • Dennoch wäre es bei einer Mischung eines derartigen Reagenz mit Sauerstoff unter ähnlichen Druck- und Temperaturbedingungen besonders interessant, die Abfuhr der Reaktionswärme zu verbessern und die zulässige Sauerstoff-Konzentration in der Reaktionsmischung zu erhöhen, selbstverständlich ohne diese zu entzünden.
  • Die DE-1 254 137-A beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Ethylenoxid durch die Oxidation von Ethylen, gemäß welchem in die Reaktionsmischung Methan eingebracht wird, um die Sauerstoff-Konzentration in der Reaktionszone zu erhöhen. Dieses DE- Patent betrifft jedoch eindeutig nur die Oxidation von Ethylen in Anwesenheit von Methan, um Ethylenoxid zu erhalten. Es ist besonders zu beachten, daß Ethan im Rahmen dieser Oxidationsreaktion vorgesehen wird, wo es doch einen gegensätzlichen Effekt zu jenem von Methan hat.
  • Ferner ist in diesem DE-Patent angegeben, daß es bisher für wesentlich gehalten wurde, die Konzentration paraffinischer Kohlenwasserstoffe im Kreislauf und folglich auch in der Ethylen- Zufuhr auf ein Minimum zu reduzieren.
  • Dies erklärt, warum seit 1962 keine andere Oxidationsreaktion als die in diesem DE-Patent beschriebene in Anwesenheit von Methan oder eines anderen paraffinischen Kohlenwasserstoffs durchgeführt wurde.
  • Wenn tatsächlich angenommen werden kann, daß im Rahmen der Oxidation eines Alkens, im wesentlichen Ethylen, um ein Alkenoxid, wie Ethylenoxid, zu erhalten, Methan im Gegensatz zu Ethan die Erhöhung der zulässigen Sauerstoff-Konzentration ermöglicht, ist es für den Fachmann angesichts des DE-Patents keineswegs naheliegend, einen paraffinischen Kohlenwasserstoff, dessen unangenehme Entflammbarkeitstendenz bekannt ist, zur Erhöhung der Sauerstoff-Konzentration einer anderen Oxidationsreaktion zu verwenden. Anders ausgedrückt scheint es gemäß der Lehre dieses DE-Patents, daß die Verwendung von Methan zur Erhöhung der zulässigen Sauerstoff-Konzentration nur im Einzelfall der Oxidation eines Alkens, wie Ethylen, geeignet sein kann, um ein Alkenoxid, wie Ethylenoxid, zu erhalten.
  • Das DE-Patent lieferte keine Lösung für eines der obigen Probleme, nämlich die Erhöhung der zulässigen Sauerstoff-Konzentration in einer Reaktionsmischung, um die Produktivität jeder anderen gelenkten Oxidationsreaktion als der Oxidation eines Alkens zum Erhalten eines Alkenoxids zu steigern.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren, welches die Verbesserung der Selektivität einer gelenkten Oxidationsreaktion ermöglicht. Ein zweites Ziel der Erfindung besteht darin, daß die Erhöhung der zulässigen Sauerstoff-Konzentration in der Reaktionsmischung ermöglicht wird, und dies ohne Sicherheitsproblem.
  • Ein drittes Ziel der Erfindung ist die Herstellung einer Reaktionsmischung, deren Wärmeeigenschaften, insbesondere Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärme, verbessert sind, wodurch eine bessere Steuerung der Temperatur der Oxidationsreaktion sowie eine leichtere Abfuhr der Reaktionswärme auf Reaktor-Ebene ermöglicht werden.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Verbesserung der Kapazität oder der Ausbeute einer Produktionseinheit zur Durchführung einer gelenkten Oxidationsreaktion.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Verbesserung einer gelenkten Oxidationsreaktion zwischen zumindest einer organischen Verbindung und Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas zur Bildung einer Reaktionsmischung, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine organische Verbindung mit Sauerstoff in Anwesenheit zumindest eines dritten Gases umgesetzt wird, das in die Reaktionsmischung eingebracht und aus Methan, Ethan und Helium ausgewählt wird, und dann gegebenenfalls das aus der Oxidationsreaktion erhaltene Produkt zum Erhalten eines Endprodukts behandelt wird, wobei die Oxidationsreaktion eines Alkens durch Sauerstoff zum Erhalten eines Alkenoxids ausgeschlossen ist.
  • Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben.
  • Fig.1 zeigt ein Dreieckdiagramm der Reaktionsmischung, die im Verfahren zur Oxidation von Propylen zum Erhalten von Acrylsäure in Anwesenheit von verschiedenen dritten Gasen oder Stickstoff verwendet wird.
  • Fig.2 zeigt ein Dreieckdiagramm der Reaktionsmischung, die im Verfahren zur Oxidation von n-Butan zum Erhalten von Maleinsäureanhydrid in Anwesenheit von verschiedenen dritten Gasen oder Stickstoff verwendet wird.
  • Üblicherweise beträgt der Molgehalt des Gases, das in die aus dem oder den Reagenzien und Sauerstoff bestehende Reaktionsmischung eingebracht wird, zwischen 5 und 80 %, vorzugsweise zwischen 10 und 70 % und allgemeiner zwischen 20 und 60 %.
  • Der in der gelenkten Oxidationsreaktion gemäß dem Verfahren der Erfindung verwendete Sauerstoff kann reiner Sauerstoff oder ein Gas sein, das Sauerstoff und ein gegenüber der gelenkten Oxidationsreaktion inertes Gas enthält.
  • Ein sauerstoffhaltiges Gas ist am häufigsten Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft. Daher ist klar, daß die Reaktionsmischung außer dem erfindungsgemäßen dritten Gas eines oder mehrere Inertgase, wie Stickstoff, umfassen kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck "ein in die Reaktionsmischung eingebrachtes drittes Gas", daß das dritte Gas effektiv in die gebildete Reaktionsmischung eingebracht wird, jedoch auch daß das dritte Gas vorher mit Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas oder vorzugsweise einem oder mehreren zur Bildung der Reaktionsmischung bestimmten Reagenzien gemischt werden kann.
  • Das dritte Gas kann auch von einer vorher gemäß dem Verfahren der Erfindung durchgeführten gelenkten Oxidationsreaktion stammen, das dann für einen neuen Lauf rückgeführt wird, gegebenenfalls nach einer Behandlung und/oder Trennung, durch Adsorption und/oder Absorption, und/oder Destillation, und/oder fraktionierte Kondensation, und/oder Permeation. Der überraschende Charakter der Verwendung von Gasen wie insbesondere Methan oder Ethan als gegenüber einer gelenkten Oxidationsreaktion inertes drittes Gas wird hier erneut hervorgehoben, da diese Gase üblicherweise für ihre Entflammbarkeit bekannt sind. Dies ist umso überraschender, als im Rahmen der vorliegenden Erfindung Methan und, in einem geringeren Ausmaß, Ethan bevorzugte dritte Gase zur Erhöhung der Sauerstoff-Konzentration in der Reaktionsmischung sind, und eindeutig gegenüber Helium oder Kohlendioxid bevorzugt werden, die als inert bekannt sind.
  • Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung ist, derartige Eigenschaften dieser Gase in anderen gelenkten Oxidationsreaktionen, wie jenen einer Alken-Oxidation mit Sauerstoff in Anwesenheit von Methan zur Herstellung eines Alkenoxids, ausgenützt zu haben, wobei dieser Reaktionstyp bisher als Sonderfall zu betrachten war, der nicht an andere gelenkte Oxidationsreaktionen angepaßt werden konnte.
  • Diese Möglichkeit zur Verbesserung gelenkter Oxidationsreaktionen durch die Verwendung eines dritten Inertgases konnte anhand von Versuchsergebnissen gezeigt werden, auf Basis welcher Dreieckdiagramme gelenkter Oxidationsreaktionen aufgezeichnet werden konnten, die in Anwesenheit verschiedener dritter Gase und unter üblicherweise für diesen Reaktionstyp verwendeten Druck- und Temperaturbedingungen durchgeführt wurden. Auf diese Weise konnte festgestellt werden, daß ungeachtet der Beschaffenheit der gelenkten Oxidationsreaktion der zulässige Sauerstoff- Gehalt in der Reaktionsmischung immer gegenüber einem anderen Gas, üblicherweise Stickstoff, erhöht wird, wenn ein drittes Gas, das aus Methan, Ethan, Helium oder Kohlendioxid ausgewählt wird, verwendet wird. Fig.1 und 2 zeigen diese Ergebnisse im Rahmen der Oxidation von Propylen zur Herstellung von Acrylsäure bzw. der Oxidation von n-Butan zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid, die unter üblichen Temperatur- und Druckbedingungen durchgeführt wurden. In beiden Figuren entsprechen die Kurven 1, 2, 3 und 4 der Verwendung von Stickstoff, Kohlendioxid, Ethan bzw. Methan als drittes Gas.
  • Die Verläufe dieser Kurven wurden experimentell gemäß dem klassischen Verfahren erhalten, das selbst nachstehend beschrieben wird.
  • In einen rostfreien Stahlbehälter, der mit einer Zündvorrichtung versehen ist, wird bzw. werden das bzw. die Reagenzien und das dritte Gas in vorherbestimmten Mengen eingebracht. Diese Verbindungen werden mit einer Rührvorrichtung homogenisiert.
  • Dann werden in den Behälter zunehmende Mengen an Sauerstoff bis zur Explosion der Reaktionsmischung eingebracht. Der Sauerstoff-Gehalt, bei dem die Explosion auftritt, wird in einem Diagramm als Funktion des verwendeten Reagenz-Gehalts aufgetragen.
  • Der Vorgang wird mehrmals mit variablen Reagenz-Mengen wiederholt, um das Erhalten mehrerer Punkte auf dem Dreieckdiagramm zu ermöglichen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der Oxidationsreaktion das Erhalten eines zulässigen Sauerstoff-Gehalts in der Reaktionsmischung, der mehr als 1 bis 40 Mol-%, allgemeiner 1 bis 20 Mol-% (absoluter Prozentsatz in der Reaktionsmischung), des zulässigen Sauerstoff- Gehalts beträgt, wenn kein drittes Gas gemäß der Erfindung in die Reaktionsmischung eingebracht wird.
  • Die Oxidationsreaktionen gemäß dem Verfahren der Erfindung können bei Atmosphärendruck, jedoch auch bei einem Druck von mehr als 0,1 MPa, vorzugsweise bei einem Druck zwischen 0,2 und 5 MPa, bevorzugter zwischen 0,2 und 1,5 MPa, durchgeführt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung ist das zur Verbesserung der gelenkten Oxidationsreaktion verwendete dritte Gas Methan oder eine Mischung von Methan mit Ethan, Kohlendioxid und/oder Helium.
  • Abgesehen vom Zweck der Erhöhung der zulässigen Sauerstoff- Konzentration in der verwendeten Reaktionsmischung können die erfindungsgemäßen dritten Gase auch wegen ihrer wärmeleitfähigkeit und ihrer spezifischen Wärme zur eindeutigen Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit und der gesamten spezifischen Wärme der Reaktionsmischung verwendet werden, wodurch die Wärmeabfuhr für eine gleiche Menge an behandelter Charge erleichtert wird.
  • In dem Maße, in dem die Wärmeabfuhr der Reaktionsmischung verbessert wird, ist es daher möglich, entweder die Kapazität oder die Ausbeute einer Produktionseinheit zur Durchführung einer gelenkten Oxidationsreaktion zu erhöhen. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist deshalb die Verwendung zumindest eines dritten Gases, das aus Methan, Ethan, Kohlendioxid und Helium ausgewählt wird, zur Verbesserung der Abfuhr der Reaktionswärme, die bei einer gelenkten Oxidationsreaktion erzeugt wird, wobei die Oxidationsreaktion eines Alkens durch Sauerstoff zum Erhalten eines Alkenoxids ausgeschlossen ist.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, das insbesondere zur Verbesserung der wärmeleitfähigkeit und allgemeinen spezifischen Wärme der Reaktionsmischung bestimmt ist, ist das dritte Gas vorzugsweise Helium oder Methan.
  • Die Verwendung eines dritten Gases gemäß der Erfindung, insbesondere zur Verbesserung der Abfuhr der Reaktionswärme, ist für im Festbett durchgeführte Oxidationsreaktionen besonders geeignet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Verbesserung jeder gelenkten Oxidationsreaktion verwendet werden, egal ob sie in der Gasphase oder in der Gas/Flüssigphase vorgenommen wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet für die folgenden gelenkten Oxidationsreaktionen:
  • - Oxidation von Cumol zur Herstellung von Phenol;
  • - Oxychlorierung von Ethylen zu Dichlorethan;
  • - Oxychlorierung von Benzol zur Herstellung von Phenol;
  • - Oxidation von Toluol zur Herstellung von Benzoesäure oder Phenol;
  • - Oxidation von Isobutan oder Ethylbenzol zum Erhalten von Propylenoxid;
  • - Flüssigphasen-Oxidation von Ethylen zum Erhalten von Acetaldehyd;
  • - Oxidation von Acetäldehyd, n-Butan, Leichtbenzin (hauptsächlich C&sub5;-C&sub6;-Fraktion) oder n-Butenen zum Erhalten von Essigsäure;
  • - Oxidation von Propylen oder Isopropanol zum Erhalten von Aceton;
  • - Oxidation von Ethylen in Anwesenheit von Essigsäure zum Erhalten von Vinylacetat;
  • - Oxidation von Butadien in Anwesenheit von Essigsäure zum Erhalten von 1,4-Butandiol;
  • - Oxidation von Propylen zum Erhalten von Acrylsäure;
  • - Oxidation von tert.Butylalkohol zum Erhalten von Methacrylsiure;
  • - Oxidation von Cyclohexan zum Erhalten von Caprolactam und Adipinsäure;
  • - Oxidation von p-Xylol, Toluol oder p-Tolylaldehyd zum Erhalten von Terephthalsäure;
  • - Oxidation von p-Xylol zum Erhalten von Dimethylterephthalat;
  • - Oxidation von Benzol, n-Butenen oder von n-Butan zum Erhalten von Maleinsäureanhydrid;
  • - Oxidation von Orthoxylol oder Naphthalin zum Erhalten von Phthalsäureanhydrid;
  • - Oxidation von Methanol zum Erhalten von Formol;
  • - Oxidation von Glyoxal zum Erhalten von Glykol;
  • - Oxidation von Aldehyden zum Erhalten von Carbonsäuren oder Carbonsäureanhydriden.
  • Die folgenden Beispiele dienen der Erl&sup6;uterung der vorliegenden Erfindung:
    • Beispiel 1:
  • Zur Bestimmung des maximalen zulässigen Sauerstoff-Gehalts in einer Reaktionsmischung, die aus Propylen und Sauerstoff besteht und industriell zur Herstellung von Acrylsäure verwendet wird, wird wie folgt vorgegangen:
  • Variable Mengen an Propylen und einem dritten Gas oder Stickstoff werden in einen rostfreien Stahlbehälter eingebracht, der mit einer Zündvorrichtung versehen ist. Diese so hergestellten Mischungen werden homogenisiert und zunehmende Sauerstoff- Mengen bis zur Entzündung der Mischung eingebracht.
  • Die Druck- und Temperaturbedingungen sind jene, die üblicherweise in der Industrie zur Durchführung dieser gelenkten Oxidationsreaktion verwendet werden.
  • Der maximale zulässige Sauerstoff-Gehalt, über welchem sich die Mischung entzündet, ist in der nachstehenden Tabelle I angegeben.
  • Aus Tabelle I geht klar hervor, daß der Sauerstoff-Gehalt in der Mischung eindeutig erhöht wird, wenn in diese ein drittes Gas gemäß der Erfindung eingebracht wird, verglichen mit dem zulässigen Sauerstoff-Gehalt, wenn nur Stickstoff in die Mischung eingebracht wird.
    • Beispiel 2:
  • Es wird in Beispiel 1 beschrieben zur Bestimmung des maximalen zulässigen Sauerstoff-Gehalts in einer Mischung vorgegangen, die aus n-Butan und Sauerstoff besteht, und industriell zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid verwendet wird.
  • Die Druck- und Temperaturbedingungen sind jene, die üblicherweise in der Industrie zur Durchführung dieser gelenkten Oxidationsreaktion verwendet werden.
  • Der. maximale zulässige Sauerstoff-Gehalt, über welchem sich die Mischung entzündet, ist in nachstehender Tabelle II angegeben:
  • Diese Ergebnisse, wie jene von Beispiel 1, zeigen, daß das Einbringen von Methan, Ethan oder Kohlendioxid in eine Mischung eine wesentliche Erhöhung des maximalen zulässigen Sauerstoff- Gehalts ermöglicht.
    • Beispiel 3: Oxychlorierung von Ethylen an der Luft im Festbett
  • Diese Reaktion wird in drei Reaktoren durchgeführt, die in Serie angeordnet sind und im Festbett betrieben werden. Jeder Reaktor umfaßt als Katalysator Kupfer- und Kaliumchloride, die auf Aluminium-Kügelchen mit 3 mm Durchmesser getragen werden.
  • Dem ersten Reaktor werden die folgenden Verbindungen zugeführt:
  • Der in den ersten Reaktor eingebrachte Sauerstoff macht 80 % des gesamten Sauerstoffs aus, der im Verfahren verwendet wird.
  • Die Oxychlorierungsreaktion wird in jedem der drei Reaktoren bei einer mittleren Temperatur von 214 ºC und einem absoluten Druck von 6,25 bar durchgeführt.
  • Die aus der Oxychlorierungsreaktion des ersten Reaktors erhaltene Korpermischung strömt in den zweiten Reaktor, dem 12 % des gesamten verwendeten Sauerstoffs zugeführt werden, dann in den dritten Reaktor, dem die verbleibenden 8 % des gesamten verwendeten Sauerstoffs zugeführt werden.
  • Am Ausgang des dritten Reaktors wird ein Dichlorethan- Durchsatz von 443 kmol/h gewonnen.
  • Zum Vergleich wird eine Oxychlorierungsreaktion unter den gleichen Bedingungen wie oben durchgeführt, wobei jedoch das Helium durch Stickstoff ersetzt wird. Am Ausgang des dritten Reaktors wird ein Dichlorethan-Durchsatz von 432 kmol/h gewonnen.
  • Es wird daher festgestellt, daß die Verwendung von Helium die Erhöhung der Behandlungskapazität der Einheit um 2,5 % ermöglicht, was im industriellen Maßstab erheblich ist. Diese Erhöhung ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß Helium eine bessere Abfuhr der Wärme der Reaktionsmischung ermsglicht. Auf diese Weise konnte eine Verringerung der Temperatur der heißen Zone im ersten Reaktor um 30ºC festgestellt werden, als Helium anstelle von Stickstoff verwendet wurde.

Claims (13)

1. Verfahren zur Verbesserung einer gelenkten Oxidationsreaktion zwischen zumindest einer organischen Verbindung und Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine organische Verbindung mit Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas zur Bildung einer Reaktionsmischung in Anwesenheit zumindest eines dritten Gases umgesetzt wird, das in die Reaktionsmischung eingebracht und aus Methan, Ethan und Helium ausgewählt wird, und dann gegebenenfalls das aus der Oxidationsreaktion erhaltene Produkt zum Erhalten eines Endprodukts behandelt wird, wobei die Oxidationsreaktion eines Alkens durch Sauerstoff zum Erhalten eines Alkenoxids ausgeschlossen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Molgehalt des dritten Gases in der Reaktionsmischung zwischen 5 und 80 %, vorzugsweise zwischen 10 und 70 % und allgemein zwischen 20 und 60 % liegt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation bei einem Druck von größer oder gleich 0,1 MPa, vorzugsweise zwischen 0,2 und 5 MPa und bevorzugter zwischen 0,2 und 1,5 MPa durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Gas Methan oder eine Mischung von Methan mit Ethan, Kohlendioxid und/oder Helium ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zulässige Sauerstoffgehalt in der Reaktionsmischung mehr als 1 bis 40 Mol-%, allgemeiner 1 bis 20 Mol-% (absoluter Prozentsatz in der Reaktionsmischung), des zulässigen Sauerstoffgehalts einer gleichen Reaktionsmischung beträgt, in die kein drittes Gas, wie in Anspruch 1 definiert, eingebracht wurde.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Gas entweder mit Sauerstoff oder dem sauerstoffhaltigen Gas, oder vorzugsweise mit der bzw. den zur Bildung der Reaktionsmischung bestimmten organischen Verbindung bzw. Verbindungen gemischt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Gas, das in die Reaktionsmischung eingebracht wird, von einer gelenkten Oxidationsreaktion stammt, die gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 durchgeführt wurde, und daß es gegebenenfalls nach Behandlung und/oder Trennung rückgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung und/oder Trennung eine oder mehrere Vorgänge sind, die aus einer Adsorption, einer Absorption, einer Destillation, einer fraktionierten Kondensation oder einer Permeation bestehen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgeführte gelenkte Oxidationsreaktion aus einer der folgenden Reaktionen besteht:
- Oxidation von Cumol zur Herstellung von Phenol;
- Oxychlorierung von Ethylen zu Dichlorethan;
- Oxychlorierung von Benzol zur Herstellung von Phenol;
- Oxidation von Toluol zur Herstellung von Benzoesäure oder Phenol;
- Oxidation von Isobutan oder Ethylbenzol zum Erhalten von Propylenoxid;
- Flüssigphasen-Oxidation von Ethylen zum Erhalten von Acetaldehyd;
- Oxidation von Acetaldehyd, n-Butan, Leichtbenzin (hauptsächlich C&sub5;-C&sub6;-Fraktion) oder n-Butenen zum Erhalten von Essigsäure;
- Oxidation von Propylen oder Isopropanol zum Erhalten von Aceton;
- Oxidation von Ethylen in Anwesenheit von Essigsäure zum Erhalten von Vinylacetat;
- Oxidation von Butadien in Anwesenheit von Essigsäure zum Erhalten von 1,4-Butandiol;
- Oxidation von Propylen zum Erhalten von Acrylsäure;
- Oxidation von tert.Butylalkohol zum Erhalten von Methacrylsäure;
- Oxidation von Cyclohexan zum Erhalten von Caprolactam und Adipinsäure;
- Oxidation von p-Xylol, Toluol oder p-Tolylaldehyd zum Erhalten von Terephthalsäure;
- Oxidation von p-Xylol zum Erhalten von Dimethylterephthalat;
- Oxidation von Benzol, n-Butenen oder von n-Butan zum Erhalten von Maleinsäureanhydrid;
- Oxidation von Orthoxylol oder Naphthalin zum Erhalten von Phthalsäureanhydrid; 44 4
- Oxidation von Methanol zum Erhalten von Formol;
- Oxidation von Glyoxal zum Erhalten von Glykol;
- Oxidation von Aldehyden zum Erhalten von Carbonsäuren oder Carbonsäureanhydriden.
10. Verwendung zumindest eines dritten Gases, ausgewählt aus Methan, Ethan, Kohlendioxid und Helium, zur Erhöhung des zulässigen Sauerstoffgehalts einer gelenkten Oxidationsreaktion zumindest einer organischen Verbindung durch Sauerstoff, wobei die Oxidationsreaktion eines Alkens durch Sauerstoff zum Erhalten eines Alkenoxids ausgeschlossen ist.
11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Gas Methan oder eine Mischung von Methan mit Ethan, Kohlendioxid und/oder Helium ist.
12. Verwendung zumindest eines dritten Gases, ausgewählt aus Methan, Ethan, Kohlendioxid und Helium, zur Verbesserung der Abfuhr der Reaktionswärme, die bei einer gelenkten Oxidationsreaktion zumindest einer organischen Verbindung durch Sauerstoff erzeugt wird, wobei. die Oxidationsreaktion eines Alkens durch Sauerstoff zum Erhalten eines Alkenoxids ausgeschlossen ist.
13. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Gas Helium und/oder Methan ist.
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