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DE19508531A1 - Dual use of combustible gas as diluent and energy source or raw material - Google Patents

Dual use of combustible gas as diluent and energy source or raw material

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DE19508531A1
DE19508531A1 DE1995108531 DE19508531A DE19508531A1 DE 19508531 A1 DE19508531 A1 DE 19508531A1 DE 1995108531 DE1995108531 DE 1995108531 DE 19508531 A DE19508531 A DE 19508531A DE 19508531 A1 DE19508531 A1 DE 19508531A1
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inert
oxidation
inert diluent
oxidation reactor
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Otto Dr Machhammer
Andreas Dr Tenten
Wilhelm Dr Ruppel
Herbert Dr Vogel
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BASF SE
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Abstract

Continuous gas phase partial oxidn. of an organic cpd. (I) with heterogeneous catalyst in an oxidn. reactor uses a charge gas mixt. contg. (I) O2 and an inert diluent gas (II), which consists partly of combustible gases (IIA). The novelty is that the (IIA) fraction of (II) in the prod. gas stream leaving the oxidn. reactor is not recycled to partial oxidn. but used in another chemical reaction.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren der kontinuierlich betriebenen heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation einer organischen Verbindung in einem Oxidationsreaktor, dessen Beschickungsgasgemisch neben der partiell zu oxidierenden organischen Verbindung und molekularem Sauerstoff als Oxidationsmittel wenigstens ein sich unter den Bedingungen der heterogen katalysierten Gasphasen-Partial­ oxidation im wesentlichen inert verhaltendes Verdünnungsgas umfaßt, wobei das sich im wesentlichen inert verhaltende Verdünnungsgas wenigstens zum Teil aus brennbaren Gasen besteht.The present invention relates to a new method of continuously operated heterogeneously catalyzed Gas phase partial oxidation of an organic compound in one Oxidation reactor, the feed gas mixture in addition to the organic compound to be partially oxidized and molecular Oxygen as an oxidizing agent is at least one of those Conditions of the heterogeneously catalyzed gas phase partial Oxidation essentially inert diluent gas comprises, which is essentially inert Dilution gas consists at least partially of flammable gases.

Unter einer vollständigen Oxidation einer organischen Verbindung wird hier verstanden, daß die organische Verbindung unter reaktiver Einwirkung von molekularem Sauerstoff so umgesetzt wird, daß der in der organischen Verbindung insgesamt enthaltene Kohlenstoff in Oxide des Kohlenstoffs und der in der organischen Verbindung insgesamt enthaltene Wasserstoff in Oxide des Wasserstoffs umgewandelt wird. Alle davon verschiedenen Umsetzungen einer organischen Verbindung unter reaktiver Einwirkung von molekularem Sauerstoff werden hier als Partial­ oxidationen einer organischen Verbindung zusammengefaßt.Under complete oxidation of an organic compound is understood here that the organic compound under reactive action of molecular oxygen implemented in this way that the total contained in the organic compound Carbon in oxides of carbon and that in the organic Total hydrogen contained in oxides of the compound Hydrogen is converted. All of them different Reactions of an organic compound under reactive Exposure to molecular oxygen are called partial here Oxidations of an organic compound summarized.

Im besonderen sollen hier unter Partialoxidationen solche Umsetzungen organischer Verbindungen unter reaktiver Einwirkung von molekularem Sauerstoff verstanden werden, bei denen die partiell zu oxidierende organische Verbindung nach beendet er Umsetzung wenigstens ein Sauerstoffatom mehr chemisch gebunden enthält als vor Durchführung der Partialoxidation.In particular, partial oxidations should include such Reactions of organic compounds under reactive influence of molecular oxygen, where the after he finishes partially oxidizing organic compound Implementation of at least one more oxygen atom chemically bound contains as before performing the partial oxidation.

Als ein sich unter den Bedingungen der heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation im wesentlichen inert verhaltendes Verdünnungsgas werden solche Verdünnungsgase verstanden, deren Bestandteile unter den Bedingungen der heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation - jeder Bestandteil für sich betrachtet - zu mehr als 95 mol-%, vorzugsweise zu mehr als 98 mol-%, unverändert erhalten bleiben.As a catalyzed under the conditions of heterogeneous Gas phase partial oxidation is essentially inert Dilution gases are understood to be those dilution gases whose Components under the conditions of heterogeneously catalyzed Gas phase partial oxidation - each component individually considered - more than 95 mol%, preferably more than 98 mol%, remain unchanged.

Unter brennbaren Gasen werden hier solche Verbindungen verstanden, deren bei einem Ausgangsdruck von 1 bar und einer Ausgangstemperatur von 50 bis 100°C befindliche Mischungen mit Luft eine obere und eine untere Explosionsgrenze (Ent­ zündungsgrenze) aufweisen, wobei sich die Ermittlung der Explosionsgrenzen auf eine Bestimmung in der Standard-Apparatur gemäß w. Berthold et al. in Chem.-Ing. Tech. 56 (1984) Nr. 2, S.126-127 bezieht.Such connections exist under flammable gases understood, whose at an outlet pressure of 1 bar and one Starting temperature of 50 to 100 ° C mixtures with Air an upper and a lower explosion limit (Ent  ignition limit), whereby the determination of the Explosion limits on a determination in the standard equipment according to w. Berthold et al. in Chem.-Ing. Tech. 56 (1984) No. 2, S.126-127 relates.

Unter Explosionsgrenzen werden dabei nachfolgende Grenzwerte gemäß DIN 51649 verstanden:Below explosion limits are the following limit values understood according to DIN 51649:

In einem Gemisch aus Luft und einem brennbaren Gas ist die Geschwindigkeit, mit der sich unter vorgegebenen Ausgangsbedingungen eine durch eine örtliche Zündquelle (z. B. glühender Platindraht) eingeleitete Verbrennung (Entzündung, Explosion) ausbreitet, vom Gehalt an brennbarem Gas abhängig. Sie ist bei einem bestimmten Gehalt am größten. Sowohl bei Verringerung als auch bei Erhöhung des Gehaltes an brennbarem Gas wird die Verbrennungsgeschwindigkeit kleiner, bis sich schließlich die Verbrennungsreaktion bei einem unteren und einem oberen Grenzwert für den Gehalt an brennbarem Gas gerade nicht mehr von der Zündquelle her ausbreitet. Diese beiden Grenzwerte sind die untere Explosionsgrenze und die obere Explosionsgrenze; der dazwischen liegende Bereich des Gehalts an brennbarem Gas ist der Explosionsbereich (Entzündungsbereich). Gase, deren entsprechende Gemische mit Luft bei jedem Mischungsverhältnis zu keiner sich von einer Zündquelle ausbreitenden Verbrennungsreaktion befähigt sind, sind nicht brennbare inerte Verdünnungsgase.It is in a mixture of air and a flammable gas Speed with which under given Starting conditions caused by a local ignition source (e.g. glowing platinum wire) initiated combustion (ignition, Explosion), depending on the amount of flammable gas. she is greatest at a certain salary. Both at Reduction as well as increase in the amount of combustible gas the rate of combustion will decrease until finally the combustion reaction in one lower and one upper limit for the content of combustible gas just not spreads more from the ignition source. These two limits are the lower explosion limit and the upper explosion limit; is the intermediate range of the combustible gas content the explosion area (ignition area). Gases whose appropriate mixtures with air at any mixing ratio none spreading from an ignition source Combustion reaction are non-combustible inert Dilution gases.

Beispiele für brennbare Gase sind H₂, NH₃, Methan, Ethan, Propan, Butan (n- und/oder iso-), Pentan(n-,iso-und/oder neo-), Propin, CO, Acetylen, Ethylen, Diethylether, Cyanwasserstoff und Schwefelwasserstoff. Weitere Beispiele zeigt die Tabelle auf Seite 1285 von Römpp Chemie Lexikon, Cm-G, Thieme Verlag, Stuttgart, 8. Auflage (1990). Beispiele für nicht brennbare Gase sind CO₂, H₂O, N₂ und alle Edelgase.Examples of flammable gases are H₂, NH₃, methane, ethane, propane, Butane (n- and / or iso-), pentane (n-, iso- and / or neo-), propyne, CO, acetylene, ethylene, diethyl ether, hydrogen cyanide and Hydrogen sulfide. The table shows further examples Page 1285 of Römpp Chemie Lexikon, Cm-G, Thieme Verlag, Stuttgart, 8th edition (1990). Examples of non-combustible gases are CO₂, H₂O, N₂ and all noble gases.

Inwieweit sich ein brennbares Gas bezüglich einer bestimmten heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation inert verhält und damit als brennbarer Bestandteil des zu verwendenden im wesentlichen inerten Verdünnungsgases in Betracht kommt, kann der Fachmann mittels weniger Vorversuche ermitteln.To what extent a combustible gas is related to a particular one heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation behaves inertly and thus as a flammable component of the to be used in essential inert diluent comes into consideration, the Determine a specialist using a few preliminary tests.

Es ist allgemein bekannt, daß durch partielle Oxidation verschiedener organischer Verbindungen mit molekularem Sauerstoff zahlreiche Grundchemikalien erzeugt werden können. Beispielhaft genannt seien die Umsetzung von Propylen zu Acrolein und/oder Acrylsäure (vgl. z. B. DE-A-23 51 151), die Umsetzung von tert.Butanol, iso-Buten, iso-Butan, iso-Butyraldehyd oder dem Methylether des tert.-Butanols zu Methacrolein und/oder Methacrylsäure (vgl. z. B. DE-A-25 26 238, EP-B-92 097, EP-B-58 927, DE-A-41 32 263, DE-A-41 32 684 und DE-A-40 22 212), die Umsetzung von Acrolein zu Acrylsäure, die Umsetzung von Methacrolein zu Methacrylsäure (vgl. z. B. DE-A-25 26 238), die Umsetzung von o-Xylol oder Naphthalin zu Phthalsäureanhydrid (vgl. z. B. EP-A 522871) sowie die Umsetzung von Butadien zu Maleinsäureanhydrid (vgl. z. B. DE-A-21 06 796 und DE-A-16 24 921), die Umsetzung von Indanen zu z. B. Anthrachinon (vgl. z. B. DE-A-20 25 430), die Umsetzung von Ethylen zu Ethylenoxid (vgl. z. B. DE-AS-12 54 137, DE-A-21 59 346, EP-A-372 972, WO-89/0710, DE-A-43 11 608 und Beyer, Lehrbuch der organischen Chemie, 17. Auflage (1973), Hirzel Verlag Stuttgart, S. 261), die Umsetzung von Butadien zu Vinyloxiran ( vgl. z. B. US-A-5 312 931), die Umsetzung von Propylen und/oder Acrolein zu Acrylnitril (vgl. z. B. DE-A-23 51 151), die Umsetzung von iso-Buten und/oder Methacrolein zu Methacrylnitril, die oxidative Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen (vgl. Z.B. DE-A-23 51 151), etc.It is well known that by partial oxidation various organic compounds with molecular oxygen numerous basic chemicals can be produced. Exemplary the conversion of propylene to acrolein and / or may be mentioned Acrylic acid (see e.g. DE-A-23 51 151), the implementation of tert-butanol, isobutene, isobutane, isobutyraldehyde or the  Methyl ether of tert-butanol to methacrolein and / or Methacrylic acid (see e.g. DE-A-25 26 238, EP-B-92 097, EP-B-58 927, DE-A-41 32 263, DE-A-41 32 684 and DE-A-40 22 212), the Implementation of acrolein to acrylic acid, the implementation of Methacrolein to methacrylic acid (see, for example, DE-A-25 26 238), the Conversion of o-xylene or naphthalene to phthalic anhydride (see e.g. EP-A 522871) and the conversion of butadiene Maleic anhydride (cf. e.g. DE-A-21 06 796 and DE-A-16 24 921), the implementation of indans to z. B. anthraquinone (see e.g. DE-A-20 25 430), the conversion of ethylene to ethylene oxide (cf. e.g. B. DE-AS-12 54 137, DE-A-21 59 346, EP-A-372 972, WO-89/0710, DE-A-43 11 608 and Beyer, Textbook of Organic Chemistry, 17th Edition (1973), Hirzel Verlag Stuttgart, p. 261), the implementation from butadiene to vinyl oxirane (see, e.g., US-A-5 312 931), which Conversion of propylene and / or acrolein to acrylonitrile (cf. e.g. B. DE-A-23 51 151), the implementation of isobutene and / or Methacrolein to methacrylonitrile, the oxidative dehydration of Hydrocarbons (see e.g. DE-A-23 51 151), etc.

Aus den vorgenannten Schriften ist ferner allgemein bekannt, daß partielle Oxidationen organischer Verbindungen in Anwendung von molekularem Sauerstoff als Oxidationsmittel in besonders selektiver Weise in der Gasphase an im festen Aggregatzustand befindlichen Katalysatoren durchgeführt werden können. Besonders häufig handelt es sich bei den Katalysatoren dabei um Oxidmassen oder um Edelmetalle (z. B. Ag). Die katalytisch aktive Oxidmasse kann neben Sauerstoff lediglich ein anderes Element oder mehr als ein anderes Element (Multimetalloxidmassen) enthalten. Besonders häufig kommen als katalytisch aktive Oxidmassen solche zur Anwendung, die mehr als ein metallisches, insbesondere übergangsmetallisches, Element umfassen. In diesem Fall spricht man von Multimetalloxidmassen. Üblicherweise sind Multielementoxidmassen keine einfachen physikalischen Gemische von Oxiden der elementaren Konstituenten, sondern heterogene Gemische von komplexen Polyverbindungen dieser Elemente.From the abovementioned documents it is also generally known that partial oxidation of organic compounds when using molecular oxygen as an oxidizing agent in particular selectively in the gas phase on in the solid state existing catalysts can be carried out. Especially the catalysts are often oxide masses or precious metals (e.g. Ag). The catalytically active oxide mass can only be another element or more than oxygen contain another element (multimetal oxide materials). Especially Often, catalytically active oxide materials are used Application that is more than a metallic one, in particular transition metallic, include element. In this case it speaks one of multimetal oxide materials. Usually are Multielement oxide masses are not simple physical mixtures of oxides of elemental constituents, but heterogeneous Mixtures of complex poly compounds of these elements.

Meist werden diese heterogen katalysierten Gasphasen- Partialoxidationen bei erhöhter Temperatur (in der Regel einige hundert °C, üblicherweise 100 bis 600°C) durchgeführt. Da die meisten heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidationen stark exotherm verlaufen, führt man sie häufig zweckmäßigerweise im Wirbelbett oder in Vielkontaktrohr-Festbettreaktoren durch, durch deren die Kontaktrohre umgebenden Raum ein Wärme­ austauschmittel geleitet wird. Der Arbeitsdruck (Absolutdruck) bei heterogen katalysierten Gasphasen- Partialoxidationen kann sowohl unter 1 atm, bei 1 atm oder über 1 atm liegen. In der Regel beträgt er 1 bis 10 atm. Die Zielumsetzung erfolgt während der Verweilzeit des Reaktionsgemisches in der Katalysatorbeschickung, durch die es geleitet wird.These heterogeneously catalyzed gas phase Partial oxidations at elevated temperatures (usually some hundred ° C, usually 100 to 600 ° C) carried out. Since the most heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidations are strongly exothermic, they are often conveniently carried out in a fluidized bed or in multi-contact tube fixed bed reactors, through the space surrounding the contact tubes a heat exchange medium is directed. The working pressure (absolute pressure) in heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidations both below 1 atm, at 1 atm or above 1 atm. In the As a rule, it is 1 to 10 atm. The goals will be implemented during  the residence time of the reaction mixture in the Catalyst feed through which it is passed.

Aufgrund des in der Regel ausgeprägt exothermen Charakters der meisten heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidationen organischer Verbindungen mit molekularem Sauerstoff werden die Reaktionspartner einerseits üblicherweise mit einem sich unter den Bedingungen der gasphasenkatalytischen Partialoxidationen im wesentlichen inerten Gas verdünnt.Due to the generally pronounced exothermic nature of the most heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidations organic compounds with molecular oxygen are the Reaction partners on the one hand usually with one under the conditions of the gas phase catalytic partial oxidations in diluted substantially inert gas.

Andererseits besteht im Rahmen einer heterogen katalysierten Gasphasen- Partialoxidation einer organischen Verbindung mit molekularem Sauerstoff insbesondere Interesse an einer hohen Raum-Zeit-Ausbeute der gewünschten Zielverbindung; d. h. es besteht Interesse daran, den Volumenanteil der Reaktionspartner im Ausgangsgemisch, mit dem man den Oxidationsreaktor beschickt, möglichst hoch zu wählen.On the other hand, there is a heterogeneously catalyzed Gas phase partial oxidation of an organic compound with molecular oxygen particularly interested in a high Space-time yield of the desired target compound; d. H. it there is interest in the volume fraction of the reactants in the starting mixture with which the oxidation reactor is charged, to choose as high as possible.

Von besonderer Bedeutung ist dabei der Volumenanteil des als Oxidationsmittel zu verwendenden molekularen Sauerstoffs im Beschickungsgas, wie nachfolgend ausgeführt wird.The volume fraction of the as is of particular importance Molecular oxygen to be used in the oxidizing agent Feed gas as detailed below.

So ist es einerseits bezüglich der Stöchiometrie der Partialoxidation zur gewünschten Zielverbindung in der Regel erforderlich, den als Oxidationsmittel verwendeten molekularen Sauerstoff in wenigstens stöchiometrischen oder in überstöchiometrischen Mengen einzusetzen (z. B. aus Gründen der Re-Oxidation der als Katalysator eingesetzten oxidischen Masse, sowie zur Minderung von Kohlenstoffabscheidungen).So it is on the one hand regarding the stoichiometry of the Partial oxidation to the desired target compound usually required, the molecular used as an oxidizing agent Oxygen in at least stoichiometric or in use superstoichiometric amounts (e.g. for reasons of Re-oxidation of the oxidic mass used as catalyst, and to reduce carbon deposits).

Andererseits muß der Volumenanteil des als Oxidationsmittel eingesetzten molekularen Sauerstoffs im Beschickungsgasgemisch aus Sicherheitsgründen die sogenannte Sauerstoffgrenzkonzentration unterschreiten.On the other hand, the volume fraction of the oxidizing agent Molecular oxygen used in the feed gas mixture for security reasons the so-called Fall below the oxygen limit concentration.

Unter der Sauerstoffgrenzkonzentration versteht man denjenigen prozentualen Volumenanteil an molekularem Sauerstoff des Beschickungsgasgemisches, bei dessen Unterschreiten unabhängig von der Quantität der Volumenanteile der anderen Bestandteile des Beschickungsgasgemisches, nämlich insbesondere der partiell zu oxidierenden organischen Verbindung sowie dem inerten Verdünnungsgas, eine durch eine örtliche Zündquelle (wie z. B. lokale Überhitzung oder Funkenbildung im Reaktor) eingeleitete Verbrennung z. B. der organischen Verbindung (Explosion) bei gegebenem Druck und Temperatur des Beschickungsgasgemisches sich in selbigem nicht mehr von der Zündquelle her auszubreiten vermag.The oxygen limit concentration means one percentage by volume of molecular oxygen of the Feed gas mixture, when falling below it independently on the quantity of the volume components of the other components of the Feed gas mixture, namely in particular the partially oxidizing organic compound and the inert Diluent gas, from a local ignition source (such as local overheating or sparking in the reactor) Combustion z. B. the organic compound (explosion) given pressure and temperature of the feed gas mixture itself  in the same no longer spread from the ignition source can

Gemäß dem Vorgesagten legt somit die Sauerstoffgrenzkonzentration des Beschickungsgasgemisches den maximalen Volumenanteil des Beschickungsgasgemisches an der partiell zu oxidierenden organischen Verbindung fest und beeinflußt so die erreichbare Raum-Zeit-Ausbeute an Zielprodukt (vgl. EP-A-257 565, S. 5, Zeilen 36/37).According to what has been said, the oxygen limit concentration thus lays of the feed gas mixture the maximum volume fraction of Feed gas mixture on the partially oxidized organic compound and thus influences the achievable Space-time yield of target product (cf. EP-A-257 565, p. 5, Lines 36/37).

Selbstverständlich wird die Sauerstoffgrenzkonzentration des Beschickungsgasgemisches von der Art der Bestandteile des Beschickungsgasgemisches wesentlich beeinflußt, weshalb der Wahl des inerten Verdünnungsgases (seiner Zusammensetzung) für eine heterogen katalysierte Gasphasen- Partialoxidation einer organischen Verbindung mit molekularem Sauerstoff besondere Bedeutung zukommt.Of course, the oxygen limit concentration of the Feed gas mixture on the nature of the components of the Feed gas mixture significantly influenced, which is why the choice of the inert diluent gas (its composition) for one heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation of a organic compound with special molecular oxygen Importance.

Die klassischen Verfahren der heterogen katalysierten Gasphasen- Partialoxidation einer organischen Verbindung empfehlen in der Regel die nicht brennbaren Gase Wasserdampf und/oder Stickstoff als inertes Verdünnungsgas zur Ausschaltung des explosiven Bereichs (vgl. z. B. DE-A-30 06 894, Seite 6, Zeile 21, DE-A-2 056 614, Seite 2, letzte beiden Zeilen, US-A-4 147 885, Spalte 1, Zeilen 20 bis 35, DE-A-25 47 536, Anspruch 1, DE-A-24 36 818, Seite 2, Absatz 3, DE-A-22 02 734, Seite 4, Zeilen 18 bis 22 und DE-AS-20 09 172, Spalte 4, Zeilen 40 bis 45, wobei die DE-A-20 56 614 die besondere Eignung von Wasserdampf als inertem Verdünnungsgas auf dessen relativ erhöhte molare Wärmekapazität zurückführt (S. 4, Absatz 2, Zeile 4), wohingegen die DE-AS-22 51 364 bezüglich der häufigen Verwendung von Stickstoff als inertem Verdünnungsgas den Kostenaspekt (Luft als Quelle des Oxidationsmittels) anführt).The classic processes of heterogeneously catalyzed gas phase Partial oxidation of an organic compound is recommended in the Rule the non-combustible gases water vapor and / or nitrogen as an inert diluent gas to switch off the explosive Area (see e.g. DE-A-30 06 894, page 6, line 21, DE-A-2 056 614, page 2, last two lines, US-A-4 147 885, column 1, Lines 20 to 35, DE-A-25 47 536, claim 1, DE-A-24 36 818, Page 2, paragraph 3, DE-A-22 02 734, page 4, lines 18 to 22 and DE-AS-20 09 172, column 4, lines 40 to 45, DE-A-20 56 614 the special suitability of water vapor as inert Dilution gas on its relatively increased molar heat capacity leads back (p. 4, paragraph 2, line 4), whereas DE-AS-22 51 364 regarding the frequent use of nitrogen as inert Dilution gas the cost aspect (air as the source of the Oxidizing agent) leads).

Die DE-A-19 62 431 betrifft ebenfalls ein Verfahren der heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation einer organischen Verbindung mit molekularem Sauerstoff. Als geeignete inerte Verdünnungsgase nennt die DE-A-19 62 431 die nichtbrennbaren Gase Stickstoff, Wasserdampf und Kohlendioxid sowie die brennbaren gesättigten Kohlenwasserstoffe. Ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein gesättigter Kohlenwasserstoff als inerter Verdünnungs­ gasbestandteil verwendet wird, enthält die DE-A-19 62 431 nicht. Die Frage einer Weiterverwertung der im Produktgasgemisch enthaltenen inerten Verdünnungsgasbestandteile wird in der DE-A-19 62 431 nicht angesprochen. DE-A-19 62 431 also relates to a heterogeneous process catalyzed gas phase partial oxidation of an organic Connection with molecular oxygen. As suitable inert DE-A-19 62 431 calls the non-combustible gases dilution gases Nitrogen, water vapor and carbon dioxide as well as the flammable saturated hydrocarbons. An embodiment in which a saturated hydrocarbon as an inert diluent DE-A-19 62 431 does not contain gas component. The question of recycling in the product gas mixture contained inert diluent gas components is described in DE-A-19 62 431 not addressed.  

Die DE-A-22 51 364 empfiehlt für ein Verfahren der heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation einer organischen Verbindung das nicht brennbare Gas Wasserdampf als inertes Verdünnungsgas, dem das nicht brennbare Gas Stickstoff oder brennbare gesättigte Kohlenwasserstoffe wie Methan, Propan oder Butan zugefügt werden können. Die DE-A-14 68 429 empfiehlt für ein Verfahren der heterogen katalysierten Gasphasen- Partialoxidation einer organischen Verbindung als inerte Verdünnungsgase Kohlendioxid, Stickstoff, gesättigte Kohlenwasserstoffe oder Wasserdampf, wobei Wasserdampf bevorzugt wird.DE-A-22 51 364 recommends a heterogeneous process catalyzed gas phase partial oxidation of an organic Combine the non-flammable gas water vapor as an inert Diluent gas, to which the non-combustible gas nitrogen or flammable saturated hydrocarbons such as methane, propane or Butane can be added. DE-A-14 68 429 recommends for a process of heterogeneously catalyzed gas phase Partial oxidation of an organic compound as inert Dilution gases carbon dioxide, nitrogen, saturated Hydrocarbons or water vapor, with water vapor preferred becomes.

Weder die DE-A-22 51 364 noch die DE-A-14 68 429 umfassen ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein gesättigter Kohlenwasserstoff als brennbarer Verdünnungsgasbestandteil mitverwendet worden wäre. Die Frage einer Weiterverwertung der im Produktgasgemisch enthaltenen inerten Verdünnungsgasbestandteile wird in den vorgenannten beiden Offenlegungsschriften nicht angesprochen.Neither DE-A-22 51 364 nor DE-A-14 68 429 include one Embodiment in which a saturated hydrocarbon have been used as a combustible diluent gas component would. The question of recycling in the product gas mixture contained inert diluent gas components is in the not mentioned above two disclosures.

Die DE-A-30 06 894 betrifft ebenfalls die Problematik, bei einem heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidationsverfahren einer organischen Verbindung mit molekularem Sauerstoff einerseits das Durchgehen der Reaktion auszuschließen und andererseits eine möglichst hohe Produktivität zu erzielen (S. 2, Zeilen 11 bis 19). Als Lösung empfiehlt sie, das Beschickungsgasgemisch bei geringer Katalysatoraktivität zuzuführen und anschließend längs der Reaktionskoordinate die Katalysatoraktivität sukzessive zu erhöhen. Als inertes Verdünnungsgas benennt die DE-A-30 06 894 die nicht brennbaren Gase Stickstoff, Kohlendioxid und/oder Wasserdampf.DE-A-30 06 894 also relates to the problem with one heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation process an organic compound with molecular oxygen on the one hand to exclude going through the reaction and on the other hand, to achieve the highest possible productivity (p. 2, Lines 11 to 19). As a solution, she recommends that Feed gas mixture with low catalyst activity feed and then along the reaction coordinate To gradually increase catalyst activity. As inert Dilution gas names DE-A-30 06 894 the non-combustible Gases nitrogen, carbon dioxide and / or water vapor.

Die DT-AS-17 93 302 betrifft ein Verfahren der heterogen katalysierten Partialoxidation einer organischen Verbindung, bei dem als inertes Verdünnungsgas nach Abtrennung des Zielproduktes das die in der Reaktion erzeugten Kohlenoxide und Wasserdampf enthaltende Reaktionsabgas, d. h. im wesentlichen nicht brennbares Gas, verwendet wird.DT-AS-17 93 302 relates to a heterogeneous process catalyzed partial oxidation of an organic compound which as an inert diluent gas after separation of the target product that is the carbon oxides and water vapor generated in the reaction containing reaction off-gas, d. H. essentially non-flammable Gas.

Die DE-A-20 56 614 spricht ebenfalls die Problematik des Ausschlusses explosionsartiger Verbrennungsprozesse bei einer heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation einer organischen Verbindung an (z. B. S. 3, Absatz 2, letzte zwei Zeilen). Um nachteilige Auswirkungen des bevorzugten Verdünnungsgases Wasserdampf zu vermeiden, empfiehlt die DE-A-20 56 614 die von kondensierbaren Gasen weitgehend befreiten Reaktionsabgase unter teilweisem oder vollständigem Ersatz des Wasserdampfes als inerte Verdünnungsgase in den Oxidationsreaktor zurückzuführen und gleichzeitig das Beschickungsgasgemisch bei niederer Katalysatoraktivität zuzuführen und anschließend die Katalysatoraktivität längs der Reaktionskoordinate sukzessive zu erhöhen. Da das Oxidationsmittel "molekularer Sauerstoff" als Bestandteil von Luft zugeführt wird, sind die effektiven inerten Verdünnungsgase bei der Verfahrensweise der DE-A-20 56 614 im wesentlichen die nicht brennbaren Gase Stickstoff und Kohlendioxid. Die Verfahrensweise der DE-A-24 36 818 entspricht hinsichtlich der verwendeten inerten Verdünnungsgase im wesentlichen jener der DE-A-20 56 614. Dasselbe trifft auf die US-A-4 147 885 zu.DE-A-20 56 614 also speaks of the problem of Exclusion of explosive combustion processes in a heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation of a organic compound (e.g. p. 3, paragraph 2, last two Lines). To adverse effects of the preferred Avoiding dilution gas water vapor is recommended by DE-A-20 56 614 largely freed of condensable gases Reaction gases with partial or complete replacement of the Steam as inert diluent gases in the oxidation reactor  attributable and at the same time the feed gas mixture to supply lower catalyst activity and then the Catalyst activity gradually increases along the reaction coordinate increase. Because the oxidant is called "molecular oxygen" Part of air supplied are the effective inert ones Dilution gases in the procedure of DE-A-20 56 614 in essentially the non-combustible gases nitrogen and Carbon dioxide. The procedure of DE-A-24 36 818 corresponds with regard to the inert diluent gases used in the essential that of DE-A-20 56 614. The same applies to the US-A-4 147 885 to.

Die DE-A-27 29 841 betrifft ein Verfahren der heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation einer organischen Verbindung, das aufgrund der Verwendung eines speziellen Oxidationskatalysators die Möglichkeit eröffnet, anstelle von Wasserdampf als inertes Verdünnungsgas ein im wesentlichen nicht brennbares Gasgemisch aus CO, CO₂, Stickstoff und Argon, das aus dem Produktgasgemisch der heterogen katalysierten Partialoxidation abgetrennt und in das Beschickungsgasgemisch rückgeführt wird, zu verwenden.DE-A-27 29 841 relates to a heterogeneous process catalyzed gas phase partial oxidation of an organic Connection that due to the use of a special Oxidation catalyst opens the possibility instead of Water vapor as an inert diluent is essentially not combustible gas mixture of CO, CO₂, nitrogen and argon, that from the product gas mixture of the heterogeneously catalyzed Partial oxidation separated and into the feed gas mixture is returned to use.

Die EP-B-253 409 (vgl. insbesondere S. 5, erste drei Zeilen) und die EP-A-257 565 lehren im Hinblick auf die Vermeidung eines Explosionsrisikos bei einer heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation einer organischen Verbindung mit molekularem Sauerstoff die Verwendung von solchen inerten Verdünnungsgasen, die eine erhöhte molare Wärmekapazität Cp aufweisen. Als bevorzugt werden dabei z. B. auf Seite 4, Zeilen 47 ff der EP-B-253 409 sowie auf S.5, Zeilen 26 ff der EP-A-257 565 Gemische aus nicht brennbaren Gasen wie Stickstoff, CO₂, H₂O und brennbaren Gasen wie Methan, Ethan und Propan empfohlen. Neben den genannten Gasen können aber auch noch Helium, Argon, andere gesättigte Kohlenwasserstoffgase, N₂O und Kohlenmonoxid enthalten sein. Als für die Wirkung des inerten Verdünnungsgases wesentlich wird lediglich dessen mittlere molare Wärmekapazität erachtet. So besteht das inerte Verdünnungsgas des Beschickungsgasgemisches in allen Ausführungsbeispielen zu mehr als 55 Vol.-% aus N₂. Ferner empfehlen die EP-B-253 409 und die EP-A-257 565 die im Produktgemisch enthaltenen inerten Verdünnungsgase zumindest teilweise in das Beschickungsgasgemisch zurückzuführen. Die EP-A-361 372 beinhaltet im wesentlichen die gleiche Lehre wie die EP-B-253 409 und die EP-A-257 565. EP-B-253 409 (see in particular p. 5, first three lines) and EP-A-257 565 teach with a view to avoiding a Explosion risk in a heterogeneously catalyzed Gas phase partial oxidation of an organic compound with molecular oxygen the use of such inert Dilution gases, which have an increased molar heat capacity Cp exhibit. As preferred z. B. on page 4, lines 47 ff of EP-B-253 409 and on page 5, lines 26 ff of EP-A-257 565 Mixtures of non-combustible gases such as nitrogen, CO₂, H₂O and flammable gases such as methane, ethane and propane are recommended. Next the gases mentioned can also helium, argon, others contain saturated hydrocarbon gases, N₂O and carbon monoxide his. As essential for the effect of the inert diluent gas only its average molar heat capacity is considered. So is the inert diluent gas of the feed gas mixture in all embodiments to more than 55 vol .-% of N₂. Further recommend EP-B-253 409 and EP-A-257 565 which in Product mixture contained inert diluent gases at least partly due to the feed gas mixture. The EP-A-361 372 contains essentially the same teaching as that EP-B-253 409 and EP-A-257 565.  

Das GB-Patent Nr. 1 450 986 empfiehlt, insbesondere wegen seiner erhöhten molaren spezifischen Wärme, die Verwendung von Kohlendioxid als inertes Verdünnungsgas zur Vermeidung der Explosionsgefahr.GB Patent No. 1,450,986 recommends, particularly because of its increased molar specific heat, the use of Carbon dioxide as an inert diluent gas to avoid the Risk of explosion.

Die EP-A-293 224 betrifft ein Verfahren der heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation einer organischen Verbindung, bei dem zur Gewährleistung einer sicheren Verfahrensdurchführung die Verwendung eines Kohlendioxid, Wasserdampf und 1 bis 5 C-Atome aufweisende gesättigte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Gasgemisches empfohlen wird (S. 3, Zeilen 9 und 20 der EP-A- 293 224). Als wesentlich für die Wirksamkeit des seitens der EP-A-293 224 empfohlenen Inertgasgemisches erachtet die EP-A-293 224 das Beisein von Kohlenoxiden in erhöhten Konzentrationen (S. 3, Zeile 57) sowie eine erhöhte molare Wärmekapazität des Inertgasgemisches (S. 3, Zeile 47). Als weiteren Vorteil der ihrerseits empfohlenen Verfahrensweise erachtet die EP-A-293 224 die Tatsache, daß das zu verwendende Inertgasgemisch zu erheblichen Teilen aus dem Produktgasgemisch der Partialoxidation rekrutiert werden kann. In allen Ausführungsbeispielen umfaßt das im Beschickungsgasgemisch verwendete Inertgasgemisch Wasserdampf und CO₂ in einer Gesamtmenge von wenigstens 15 Vol.-%, bezogen auf das Inertgasgemisch.EP-A-293 224 relates to a heterogeneous process catalyzed gas phase partial oxidation of an organic Connection where to ensure safe Process implementation the use of a carbon dioxide, Water vapor and saturated to 1 to 5 carbon atoms Gas mixture containing hydrocarbons is recommended (P. 3, lines 9 and 20 of EP-A-293 224). As essential for that Effectiveness of that recommended by EP-A-293 224 Inert gas mixtures, EP-A-293 224 considers the presence of Carbon oxides in increased concentrations (p. 3, line 57) as well an increased molar heat capacity of the inert gas mixture (p. 3, Line 47). As a further advantage of those recommended by you In terms of procedure, EP-A-293 224 considers the fact that the Substantial portions of the inert gas mixture to be used from the Product gas mixture of the partial oxidation can be recruited. In All of the embodiments include that in the feed gas mixture used inert gas mixture water vapor and CO₂ in one Total amount of at least 15 vol .-%, based on the Inert gas mixture.

Die EP-A-117 146 betrifft ein Verfahren der heterogen katalysierten Gasphasen- Partialoxidation von Propylen zu Acrylsäure, wobei das Propylen durch heterogen katalysierte Dehydrierung von Propan erzeugt wird. Als besonderen Vorteil stellt die EP-A-117 146 heraus, daß man das Produktgasgemisch der Propylendehydrierung ohne Zwischenbehandlung in die Oxidationsstufe überführen und die sich dabei inert verhaltenden Bestandteile anschließend in die Propandehydrierungsstufe rückführen kann. In entsprechender Weise umfaßt das Beschickungsgasgemisch in allen Ausführungsbeispielen ein inertes Verdünnungsgas, das zu mehr als 15 Vol.-% aus Wasserdampf besteht. Die EP-A-372 972 betrifft ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung von Acrylnitril, Ethylenoxid und Propylenoxid.EP-A-117 146 relates to a heterogeneous process catalyzed gas phase partial oxidation of propylene Acrylic acid, the propylene catalyzed by heterogeneous Dehydration of propane is generated. As a special advantage EP-A-117 146 points out that the product gas mixture of Propylene dehydrogenation without intermediate treatment in the Transfer oxidation level and the thereby behaving inert Ingredients then in the propane dehydrogenation stage can return. Correspondingly, this includes Feed gas mixture in all embodiments an inert Diluent gas containing more than 15% by volume of water vapor consists. EP-A-372 972 relates to a corresponding method for the production of acrylonitrile, ethylene oxide and propylene oxide.

Das US-A-5 312 931 betrifft ein Verfahren der heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation von Butadien zu 3,4-Epoxy-1-buten. Als inertes Verdünnungsgas wird Butan eingesetzt. Den Hintergrund dafür bildet die besondere Eignung eines Butan/Butadien flüssig-Gemisches für die absorptive Abtrennung des 3,4-Epoxy-1-butens aus dem Reaktionsgemisch der Gasphasen- Partialoxidation. US-A-5 312 931 relates to a heterogeneous process catalyzed gas phase partial oxidation of butadiene 3,4-epoxy-1-butene. Butane is used as the inert diluent gas used. The background for this is the special suitability of a butane / butadiene liquid mixture for the absorptive Separation of the 3,4-epoxy-1-butene from the reaction mixture Gas phase partial oxidation.  

Die DE-AS-12 54 137 betrifft ein Verfahren der heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation von Ethylen zu Ethylenoxid. Als inertes Verdünnungsgas wird Methan verwendet.DE-AS-12 54 137 relates to a heterogeneous process catalyzed gas phase partial oxidation of ethylene Ethylene oxide. Methane is used as the inert diluent gas.

Nachteilig an den Lehren des Standes der Technik ist, daß als inerte Verdünnungsgase u. a. zwar auch solche empfohlen werden, die brennbare Bestandteile enthalten oder ausschließlich aus solchen bestehen, es wurde jedoch nicht erkannt, ,daß für die Höhe der Sauerstoffgrenzkonzentration eines molekularen Sauerstoff, inertes Verdünnungsgas und partiell zu oxidierende gasförmige organische Substanz enthaltenden Beschickungsgasgemisches weniger die molare Wärmekapazität Cp als vielmehr die Brennbarkeit des inerten Verdünnungsgases von Relevanz ist. Letzterer Sachverhalt ist das Ergebnis intensiver Forschungsarbeit und ohne Anspruch auf Gültigkeit vermutlich darauf zurückzuführen, daß es sich bei Verbrennungsexplosionen in der Regel um radikalische Kettenreaktionen handelt. Offensichtlich ermöglicht nun eine partielle Oxidation einer organischen Verbindung in einer Umgebung aus brennbaren inerten Verdünnungsgasbestandteilen deshalb erhöhte Sauerstoffgrenzkonzentrationen, weil brennbare inerte Verdünnungsgasbestandteile, im Unterschied zu nicht brennbaren inerten Verdünnungsgasbestandteilen, in besonderer Weise zum Abbruch radikalischer Kettenreaktionen befähigt sind (vermutlich infolge Eigenradikalbildung). D.h., je höher der Anteil an brennbaren Bestandteilen im inerten Verdünnungsgas des Beschickungsgasgemisches ist, desto sicherer läßt sich eine heterogen katalysierte Gasphasen-Partialoxidation einer organischen Verbindung mit molekularem Sauerstoff auch bei erhöhten Volumenanteilen der Reaktanten durchführen.A disadvantage of the teachings of the prior art is that as inert diluent gases u. a. although such are also recommended that contain or consist entirely of flammable components such exist, however, it was not recognized that for the height the oxygen limit concentration of a molecular oxygen, inert diluent gas and gaseous to be partially oxidized feed gas mixture containing organic substance less the molar heat capacity Cp rather than the flammability of the inert diluent gas is relevant. The latter fact is the result of intensive research work and without claim probably due to the fact that it is Burn explosions usually around radical Chain reactions. Obviously, now allows one partial oxidation of an organic compound in a Environment made of flammable inert diluent gas components therefore increased oxygen limit concentrations because flammable inert diluent gas components, in contrast to not flammable inert diluent gas components, in particular Are able to terminate radical chain reactions (probably due to self-radical formation). That is, the higher the Proportion of combustible components in the inert diluent gas Feed gas mixture, the safer it can be heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation of a organic compound with molecular oxygen also at perform increased volumes of the reactants.

Ein weiterer Nachteil der Verfahren des Standes der Technik ist, daß diejenigen, deren inertes Verdünnungsgas brennbare Bestandteile umfaßt, eine Rückführung der im Produktgasgemisch enthaltenen inerten Verdünnungsgase in die Reaktorbeschickung empfehlen. Dies ist insofern von Nachteil, als während der heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation auch nicht brennbare Gase wie H₂O und CO₂ als Nebenprodukte erzeugt oder als Begleiter des Oxidationsmittels molekularer Sauerstoff ins Verfahren eingebracht werden (z. B. N₂ bei Verwendung von Luft als Quelle des Oxidationsmittels). Werden sie mitrückgeführt, geht damit im kontinuierlichen Betrieb eine Minderung der brennbaren Anteile des im Beschickungsgasgemisch enthaltenen inerten Verdünnungsgases einher. Sollen sie nicht mitrückgeführt werden, bedarf es aufwendiger Trennverfahren der im Produktgasgemisch enthaltenen nicht brennbaren inerten Verdünnungsgase von den darin enthaltenen brennbaren inerten Verdünnungsgase oder z. B. der Verwendung einer reinen O₂-Quelle. Darüber hinaus ist eine Kreisführung an inerten Verdünnungsgasen grundsätzlich sowohl auf der investiven Seite als auch auf der Seite der laufenden Betriebskosten nicht unaufwendig. Andererseits bilden brennbare Verdünnungsgasbestandteile im Unterschied zu nicht brennbaren inerten Verdünnungsgasbestandteilen wie CO₂, H₂O oder N₂ Wertstoffe, deren lediglich einmalige Nutzung beim einfachen Durchgang durch den Oxidationsreaktor eine wirtschaftliche Durchführung einer heterogen katalysierten Gasphasen- Partialoxidation einer organischen Verbindung im wesentlichen ausschließt.Another disadvantage of the prior art methods is that those whose inert diluent flammable Components included, a return of the product gas mixture contained inert diluent gases in the reactor feed recommend. This is disadvantageous in that during the heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation either flammable gases such as H₂O and CO₂ generated as by-products or as Companion of the oxidizing agent molecular oxygen ins Procedures are introduced (z. B. N₂ when using air as Source of the oxidizing agent). If they are brought back, go thus a reduction in the combustible in continuous operation Proportions of the inert contained in the feed gas mixture Diluent gas. Shouldn't they be brought back, elaborate separation processes are required in the product gas mixture contained non-flammable inert diluent gases from the contained flammable inert diluent gases or z. B. the use of a pure O₂ source. In addition, one  Circulation of inert diluent gases basically both the investment side as well as the current side Operating costs are not expensive. On the other hand, flammable Dilution gas components in contrast to non-flammable ones inert diluent gas components such as CO₂, H₂O or N₂ Recyclables, their only one-time use with simple Passing through the oxidation reactor is an economical one Implementation of a heterogeneously catalyzed gas phase Partial oxidation of an organic compound essentially excludes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher ein verbessertes Verfahren der kontinuierlich betriebenen heterogen katalysierten Gasphasen- Partialoxidation einer organischen Verbindung in einem Oxidationsreaktor, dessen Beschickungsgasgemisch neben der partiell zu oxidierenden organischen Verbindung und molekularem Sauerstoff als Oxidationsmittel wenigstens ein sich unter den Bedingungen der heterogen katalysierten Gasphasen- Partialoxidation im wesentlichen inert verhaltendes Verdünnungsgas umfaßt, wobei das sich im wesentlichen inert verhaltende Verdünnungsgas wenigstens zum Teil aus brennbaren Gasen besteht, das die Nachteile der Verfahren des Standes der Technik nicht aufweist.The object of the present invention was therefore an improved one Process of continuously operated heterogeneously catalyzed Gas phase partial oxidation of an organic compound in one Oxidation reactor, the feed gas mixture in addition to the organic compound to be partially oxidized and molecular Oxygen as an oxidizing agent is at least one of those Conditions of the heterogeneously catalyzed gas phase Partial oxidation essentially inert Diluent gas comprises, which is essentially inert behavioral diluent gas at least partly from flammable Gases exists, which has the disadvantages of the prior art processes Technology does not have.

Demgemäß wurde ein Verfahren der kontinuierlich betriebenen heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation einer organischen Verbindung in einem Oxidationsreaktor, dessen Beschickungsgasgemisch neben der partiell zu oxidierenden organischen Verbindung und molekularem Sauerstoff als Oxidationsmittel wenigstens ein sich unter den Bedingungen der heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidation im wesentlichen inert verhaltendes Verdünnungsgas umfaßt, wobei das sich im wesentlichen inert verhaltende Verdünnungsgas zum Teil aus brennbaren Gasen besteht, gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man nach Durchlaufen des Oxidationsreaktors die im den Oxidationsreaktor verlassenden Produktgasstrom enthaltenen brennbaren Bestandteile des inerten Verdünnungsgases nicht in die heterogen katalysierte Gasphasen-Partialoxidation rückführt, sondern einer Weiterverwendung im Rahmen einer anderen chemischen Umsetzung zuführt.Accordingly, a method of continuously operated heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation of a organic compound in an oxidation reactor, the Feed gas mixture in addition to that to be partially oxidized organic compound and molecular oxygen as Oxidizing agent at least one under the conditions of heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation in essentially inert inert diluent gas, which partially inert diluent gas consists of flammable gases, found that is characterized in that after going through the Oxidation reactor those leaving in the oxidation reactor Product gas stream contained flammable components of the inert Diluent gas is not catalyzed in the heterogeneous Gas phase partial oxidation returns, but one Reuse in another chemical implementation feeds.

Als einfaches Beispiel einer Weiterverwendung der brennbaren Bestandteile des inerten Verdünnungsgases kommt deren Weiterleitung in ein Wärme-Kraftwerk in Betracht, wo sie an sich bekannter Weise zur Energiegewinnung verbrannt werden können. Handelt es sich bei den brennenden Bestandteilen des inerten Verdünnungsgases um Kohlenwasserstoffe, so können diese in an sich bekannter Weise auch zur Erzeugung von Synthesegas oder von Acethylen (vgl. z. B. DE-A 44 22 815) weiterverwendet werden. Eine andere Weiterverwendungskaskade bietet die katalytische Gas­ phasenoxidation von Propylen zu Acrolein und/oder Acrylsäure im Beisein von Propan und Methan als inertem Verdünnungsgasgemisch Im Anschluß an die Gasphasenoxidation des Propylens kann das bezüglich dieser Erstumsetzung inerte Propan/Methan-Gemisch einer weiteren katalytischen Gasphasenoxidationsstufe zugeführt werden, in welcher das Propan im Beisein des Methans als inertem Ver­ dünnungsgas zu Acrolein und/oder Acrylsäure partialoxidiert wird. Danach kann das Methan z. B. in einem Wärme-Kraftwerk einer Energie erzeugenden Verbrennung zugeführt werden (die jeweils erforderlichen selektiv wirkenden Katalysatoren sind allgemein bekannt; vgl. z. B. EP-A 608838, EP-A 609112 und EP-A 257565 bzw. EP-B 253409).As a simple example of continued use of the flammable Components of the inert diluent gas come from them Forwarding to a thermal power plant where it is considered can be burned in a known manner for energy production. Are the burning components of the inert  Diluent gas around hydrocarbons, so these can in known manner also for the production of synthesis gas or Acethylene (see, for example, DE-A 44 22 815) can be used further. A the catalytic gas offers another cascade of further use phase oxidation of propylene to acrolein and / or acrylic acid in In the presence of propane and methane as an inert diluent mixture Following the gas phase oxidation of propylene, this can an inert propane / methane mixture for this first reaction further catalytic gas phase oxidation stage are fed, in which the propane in the presence of methane as an inert Ver dilution gas is partially oxidized to acrolein and / or acrylic acid. Then the methane z. B. in a thermal power plant Energy-generating combustion can be supplied (each required selectively acting catalysts are general known; see. e.g. B. EP-A 608838, EP-A 609112 and EP-A 257565 or EP-B 253409).

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt u. a. darin begründet, daß der Einsatzstoff "brennbarer Verdünnungsgasbestanteil" bei einfachen Einsatzkosten zweifach genutzt wird:The advantage of the method according to the invention lies u. a. in this justifies that the feed "flammable Dilution gas component "twice with simple operating costs is being used:

  • a) zur Verdünnung des Beschickungsgasgemisches der Gasphasen-Partialoxidation einer organischen Verbindung,a) for the dilution of the feed gas mixture Gas phase partial oxidation of an organic compound,
  • b) z. B. als Brennstoff in einem thermischen Kraftwerk, oder als Ausgangsstoff zur Gewinnung von Synthesegas.b) z. B. as fuel in a thermal power plant, or as Starting material for the production of synthesis gas.

Bezogen auf die konventionellen Einsatzkosten von Brennstoffen in einem thermischen Kraftwerk, oder von Kohlenwasserstoffen als Ausgangsverbindungen für die Synthesegasgewinnung, erfolgt die erfindungsgemäße Verwendung von brennbaren inerten Verdünnungsgasbestandteilen somit kostenneutral. Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Verfahrensweise daher für solche heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidationen, deren im wesentlichen inertes Verdünnungsgas des Beschickungsgasgemisches im kontinuierlichen Betrieb zu mehr als 85 Vol.-%, vorzugsweise zu wenigstens 90 Vol.-%, besser zu wenigstens 95 Vol.-%, noch besser zu wenigstens 97 Vol.-%, vorteilhaft zu wenigstens 98 Vol.-%, bevorzugt zu wenigstens 99 Vol.-% und am besten zu 100 Vol.-% aus ausschließlich brennbaren inerten Verdünnungsgasbestandteilen besteht. Vorzugsweise umfaßt das inerte Verdünnungsgasgemisch des Beschickungsgasgemisches im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens keinen Wasserdampf. Relative to the conventional operating costs of fuels in a thermal power plant, or of hydrocarbons as Starting compounds for the synthesis gas production takes place inventive use of flammable inert Dilution gas components are therefore cost-neutral. Especially The procedure according to the invention is therefore advantageous for such heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidations, whose essentially inert diluent gas Feed gas mixture in continuous operation to more than 85 vol .-%, preferably at least 90 vol .-%, better at least 95% by volume, better still at least 97% by volume, advantageously at least 98% by volume, preferably at least 99 vol .-% and preferably 100 vol .-% exclusively flammable inert diluent gas components. Preferably, the inert diluent gas mixture comprises the Feed gas mixture in the context of the invention Process no water vapor.  

Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für solche heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidationen einer organischen Verbindung von Vorteil, deren Beschickungsgasgemisch nur aus molekularem Sauerstoff, der partiell zu oxidierenden organischen Verbindung und dem inerten Verdünnungsgas besteht. Im Unterschied dazu umfaßt das Beschickungsgasgemisch bei der Nitrilherstellung in der Regel als weiteren Reaktanten Ammoniak.Furthermore, the method according to the invention is particularly for such heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidations of a organic compound of advantage, the feed gas mixture only from molecular oxygen, the partially oxidized organic compound and the inert diluent gas. in the The difference to this is the feed gas mixture at Nitrile production usually as a further reactant ammonia.

Selbstredend bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren innerhalb der brennbaren Verdünnungsgasbestandteile die mehratomigen, insbesondere aus mehreren C- und H-Atomen aufgebauten Bestandteile, da diese zur Bildung mehrerer rekombi­ nationsfähiger, radikalischer Fragmente befähigt sind. Ferner ist es günstig, wenn der Siedepunkt der inerten Verdünnungs­ gasbestandteile bei Normaldruck (1 bar) signifikant unterhalb Raumtemperatur (25°C) liegt. D.h., besonders vorteilhafte inerte brennbare Verdünnungsgasbestandteile sind Methan, Ethan, Propan, Butan (n- und/oder iso-) und deren Gemische. Vorzugsweise besteht das inerte Verdünnungsgas des Beschickungsgasgemisches beim erfindungsgemäßen Verfahren zu mehr als 85 Vol.-%, vorzugsweise zu wenigstens 90 Vol.-%, besser zu wenigstens 95 Vol.-%, noch besser zu wenigstens 97 Vol.-%, vorteilhaft zu wenigstens 98 Vol.-%, bevorzugt zu wenigstens 99 Vol.-% und am besten zu 100 Vol.-% aus wenigstens einem der vorgenannten gesättigten Kohlenwasserstoffe. Von besonderem Vorteil ist eine Verwendung von Methan und/oder Propan als inerten Verdünnungsgas­ bestandteilen. Selbstverständlich kommen aber auch aromatische Kohlenwasserstoffe als brennbare inerte Verdünnungsgase in Betracht.It goes without saying that the process according to the invention is preferred within the combustible diluent gas components the multi-atomic, in particular made up of several C and H atoms Ingredients as these form multiple recombi nation-capable, radical fragments. Further is it is favorable if the boiling point of the inert dilution gas components at normal pressure (1 bar) significantly below Room temperature (25 ° C). That is, particularly advantageous inert flammable diluent gas components are methane, ethane, propane, Butane (n- and / or iso-) and their mixtures. Preferably there is the inert diluent gas of the feed gas mixture at Process according to the invention to more than 85 vol .-%, preferably at least 90% by volume, better still at least 95% by volume, still preferably at least 97% by volume, advantageously at least 98 Vol .-%, preferably at least 99 vol .-% and most preferably 100 Vol .-% of at least one of the aforementioned saturated Hydrocarbons. Use is particularly advantageous of methane and / or propane as an inert diluent gas components. Of course, aromatic ones also come Hydrocarbons as flammable inert diluent gases in Consideration.

Für die nachfolgenden heterogen katalysierten Gasphasen-Partialoxidationen eignen sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere die nachfolgenden gesättigten Kohlenwasserstoffe als hauptsächlicher inerter Verdünnungsgasbestandteil:For the following heterogeneously catalyzed Gas phase partial oxidations are suitable in the context of inventive method in particular the following saturated hydrocarbons as the main inert Diluent gas component:

Vorzugsweise bilden die angeführten Kohlenwasserstoffe mehr als 85 Vol.-%, vorzugsweise wenigstens 90 Vol.-%, besser wenigstens 95 Vol.-%, noch besser wenigstens 97 Vol.-%, vorteilhaft wenigstens 98 Vol.-%, bevorzugt wenigstens 99 Vol.-% und am besten 100 Vol.-% des inerten Verdünnungsgases des Beschickungsgasgemisches der jeweiligen heterogen katalysierten Gasphasen- Partialoxidation mit molekularem Sauerstoff. Die angeführten Kohlenwasserstoffe sind als inerte Verdünnungsgase für die jeweilige heterogen katalytisierte Gasphasen- Partialoxidation u. a. auch deshalb bevorzugt, weil sie sich entweder besonders inert verhalten oder bei nicht vollständig inertem Verhalten zumindest teilweise zum gewünschten Zeitpunkt umgesetzt werden.The hydrocarbons mentioned preferably form more than 85% by volume, preferably at least 90% by volume, better at least 95 vol .-%, even better at least 97 vol .-%, advantageous at least 98 vol .-%, preferably at least 99 vol .-% and am best 100 vol .-% of the inert diluent gas Feed gas mixture of the respective heterogeneously catalyzed Gas phase partial oxidation with molecular oxygen. The listed hydrocarbons are as inert diluent gases for the respective heterogeneously catalyzed gas phase Partial oxidation u. a. also preferred because they are either behave particularly inertly or not completely inert behavior at least in part at the desired time be implemented.

Unabdingbar im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Abtrennung des Zielproduktes aus dem den Oxidationsreaktor verlassenden Produktgasgemisch. In günstigen Fällen kann das dabei verbleibende Restproduktgasgemisch unmittelbar seiner Weiterverwendung (z. B. dem Wärme-Kraftwerk) zugeführt werden. Häufig - insbesondere dann, wenn das erfindungsgemäße Verfahren aus Selektivitätsgründen bei geringen Umsätzen durchgeführt wird - wird man jedoch zuvor nicht umgesetztes Ausgangs- und/oder Zwischenprodukt ebenfalls abtrennen und in der Regel in den Oxidationsreaktor zurückführen. Je nach Bedarf können nicht brennbare inerte Verdünnungsgasbestandteile (auch solche, die im Verlauf der Umsetzung als Nebenprodukte erst gebildet werden) wie N₂, CO₂ oder H₂O vor der Weiterverwendung (z. B. Weiterleitung in das Wärme-Kraftwerk) ebenfalls abgetrennt und z. B. in die Atmosphäre entlassen werden, so daß der Weiterverwendung(z. B. dem Wärme-Kraftwerk) ein im wesentlichen ausschließlich aus den brennbaren Bestandteilen bestehendes Gasgemisch zugeführt wird. Sonstige Nebenprodukte können bei Bedarf vor der Weiterverwendung (z. B. Weiterleitung ins Wärme-Kraftwerk) ebenso abgetrennt werden, wie weniger vorteilhafte brennbare inerte Gase wie CO, die als Reaktionsnebenprodukte ebenfalls im Produktgasgemisch enthalten sein können. Bezüglich der Erzeugung von Synthesegas (Bezeichnung für ein hauptsächlich aus CO und H₂ bestehender Gasgemisch, das als Ausgangsprodukt für synthetische Prozesse dient und im Mengenverhältnis der einzelnen Komponenten den jeweiligen Verwendungszwecken angepaßt werden kann; als Ausgangsprodukte dienen insbesondere Kohlenwasserstoffe, die mit Wasserdampf und Luft oder mit CO₂ bei höheren Temperaturen umgesetzt werden (vgl. z. B. EP-A- 533231)) gilt in entsprechender Weise das gleiche.Indispensable in the context of the method according to the invention Separation of the target product from the oxidation reactor product gas mixture leaving. In favorable cases, it can remaining product gas mixture remaining immediately Further use (e.g. the thermal power plant) can be supplied. Frequently - especially when the method according to the invention is carried out for reasons of selectivity with low sales - However, you will not have previously implemented output and / or Also separate the intermediate product and usually in the Return the oxidation reactor. Can not according to need flammable inert diluent gas components (including those in the Course of the implementation as by-products are first formed) such N₂, CO₂ or H₂O before further use (e.g. forwarding in the thermal power plant) also separated and z. B. in the Atmosphere can be released so that further use (e.g. the Thermal power plant) an essentially exclusively from the combustible components existing gas mixture is supplied. Other by-products can be used if necessary before further use (e.g. forwarding to the thermal power plant) also separated like less beneficial flammable inert gases like CO, as reaction by-products also in the product gas mixture can be included. Regarding the generation of synthesis gas (Name for a mainly consisting of CO and H₂ Gas mixture, which is the starting product for synthetic processes  serves and in the quantitative ratio of the individual components can be adapted to the respective purposes; as Starting products are used in particular with hydrocarbons Water vapor and air or with CO₂ at higher temperatures are implemented (see e.g. EP-A-533231) applies in a corresponding manner Way the same.

Die dabei anzuwendenden Trennverfahren wie fraktionierte Kondensation oder Absorptions-, Extraktionsverfahren sind dem Fachmann bekannt und bedürfen keiner näheren Erläuterung. Die Aufarbeitung und Abtrennung des erwünschten Zielproduktes erfolgt ebenfalls in an sich bekannter Weise.The separation processes to be used, such as fractional ones Condensation or absorption, extraction processes are that Known to those skilled in the art and require no further explanation. The The desired target product is worked up and separated also in a manner known per se.

Als Quelle für den im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens als Oxidationsmittel benötigten molekularen Sauerstoff ist Luft lediglich in beschränktem Ausmaß geeignet, da molekularer Sauerstoff in Luft nur mit dem nicht brennbaren inerten Gas N₂ vergesellschaftet vorkommt; d. h. vorzugsweise wird man den für das erfindungsgemäße Verfahren benötigten Sauerstoff einer im wesentlichen reinen Sauerstoffquelle entnehmen.As a source for the in the context of the inventive method The molecular oxygen required for the oxidizing agent is air only suitable to a limited extent because it is molecular Oxygen in air only with the non-combustible inert gas N₂ occurs socially; d. H. preferably you will be the one for the process according to the invention requires oxygen in an take essential pure oxygen source.

In ganz besonderer Weise eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur gasphasenkatalytisch oxidativen Herstellung von Acrolein, Acrylsäure oder deren Gemisch aus Propylen, im mit Multimetalloxid-Katalysatoren beschickten Rohrbündel-Festbettreaktor. Dies um so mehr, als sich Methan (ist bezüglich dieser Umsetzung in besonderem Ausmaß inert) als inertes Verdünnungsgas des Beschickungsgasgemisches für vorgenannte Reaktion gleichzeitig in besonderer Weise eignet, um lokale Überhitzungen ("hot spots") längs der Reaktionsrohre zu vermeiden. Wie dem Fachmann allgemein bekannt ist, läuft die gasphasenkatalytische Oxidation von Propylen zu Acrylsäure mit molekularem Sauerstoff prinzipiell in zwei längs der Reaktionskoordinate aufeinanderfolgenden Schritten ab, von denen der erste zum Acrolein und der zweite von Acrolein zur Acrylsäure führt. Aufgrund dieser Inhärenz schließt eine Eignung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die gasphasenkatalytisch oxidative Herstellung von Acrylsäure aus Propylen automatisch eine Eignung für die gasphasenkatalytisch oxidative Herstellung von Acrolein aus Propylen ein, da die Acrylsäureherstellung jederzeit auf der Acroleinstufe unterbrochen werden kann. Ferner eröffnet der Reaktionsablauf in zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten die Möglichkeit, die gasphasenkatalytisch oxidative Herstellung von Acrylsäure aus Propylen in zwei hintereinandergeschalteten Oxidationsstufen auszuführen, wobei in jeder der beiden Oxidationsstufen der zu verwendende oxidische Katalysator in optimierender Weise angepaßt werden kann. So wird für die erste Oxidationsstufe (Propylen → Acrolein) in der Regel ein Katalysator auf der Basis von die Elementkombination Mo-Bi-Fe enthaltenden Multimetalloxiden bevorzugt, während für die zweite Oxidationsstufe (Acrolein → Acrylsäure) normalerweise Katalysatoren auf der Basis von die Elementkombination Mo-V enthaltenden Multimetalloxiden bevorzugt werden. Entsprechende Multimetalloxidkatalysatoren für die beiden Oxidationsstufen sind vielfach vorbeschrieben und dem Fachmann wohlbekannt. Beispielsweise verweist die EP-A-253 409 auf Seite 5 auf entsprechende US-Patente. Günstige Katalysatoren offenbaren auch die DE-A-44 31 957 und die DE-A 44 31 949, insbesondere in Form der Multimetalloxidmassen der allgemeinen Formel I. In der Regel wird das Produktgemisch der ersten Oxidationsstufe ohne Zwischenbehandlung in die zweite Oxidationsstufe überführt. Die einfachste Realisierungsform der beiden Oxidationsstufen bildet daher ein Rohrbündelreaktor, innerhalb dessen sich die Katalysatorbeschickung längs der einzelnen Kontaktrohre mit Beendigung des ersten Reaktionsschrittes entsprechend ändert.The invention is particularly suitable Process for the gas phase catalytic oxidative production of Acrolein, acrylic acid or their mixture of propylene, in with Multimetal oxide catalysts loaded Pipe bundle fixed bed reactor. This is all the more so since methane (is inert to this extent to a particular extent) as inert diluent gas of the feed gas mixture for above-mentioned reaction is also suitable in a special way local overheating ("hot spots") along the reaction tubes avoid. As is well known to those skilled in the art, the Gas phase catalytic oxidation of propylene to acrylic acid with molecular oxygen in principle in two along the Reaction coordinate successive steps from which the first from acrolein and the second from acrolein to acrylic acid leads. Due to this inherent nature, a suitability of the inventive method for the gas phase catalytic Oxidative production of acrylic acid from propylene automatically a suitability for gas phase catalytic oxidative production of acrolein from propylene since the acrylic acid production can be interrupted at any time on the acrolein. Further the reaction sequence opens in two times successive steps the way that Gas phase catalytic oxidative production of acrylic acid Propylene in two oxidation stages connected in series to perform, in each of the two oxidation states adapted using oxidic catalyst in an optimizing manner  can be. For the first oxidation stage (propylene → Acrolein) usually a catalyst based on the Element combination of Mo-Bi-Fe containing multimetal oxides preferred while for the second oxidation stage (Acrolein → acrylic acid) normally based catalysts of multimetal oxides containing the element combination Mo-V to be favoured. Corresponding multimetal oxide catalysts for the two oxidation levels have been described many times before and Well known to those skilled in the art. For example, EP-A-253 409 on page 5 for corresponding US patents. Cheap catalysts also disclose DE-A-44 31 957 and DE-A 44 31 949, especially in the form of the multimetal oxide compositions of the general Formula I. Usually the product mix is the first Oxidation stage without intermediate treatment in the second Oxidation stage transferred. The simplest form of implementation A tube bundle reactor therefore forms both oxidation stages, within which the catalyst feed along the individual contact tubes upon completion of the first Reaction step changes accordingly.

Die beiden Oxidationsstufen können jedoch auch in Form eines aus zwei hintereinandergeschalteten Oxidationsreaktoren bestehenden Oxidationsreaktors realisiert sein. In diesem Fall können auch die übrigen Reaktionsbedingungen, z. B. die Reaktionstemperatur, in der jeweiligen Oxidationsstufe in einfacher Weise optimierend angepaßt werden. Zweckmäßigerweise führt man in diesem Fall den für die zweite Oxidationsstufe benötigten molekularen Sauerstoff erst dem zweiten Oxidationsreaktor zu. Prinzipiell ist die heterogen katalysierte Gasphasen-Partialoxidation von Propylen zu Acrylsäure aber auch einstufig realisierbar. In diesem Fall erfolgen beide Reaktionsschritte in einem Oxidationsreaktor, der mit einem Katalysator bestückt ist und die Umsetzung beider Reaktionsschritte katalysiert. Selbstverständlich kann sich auch die Katalysatorbeschickung innerhalb einer Oxidationsstufe längs der Reaktionskoordinate kontinuierlich oder abrupt ändern. Für die heterogen katalysierte Gasphasenoxidation von Propylen zu Acrolein wird im Beschickungsgasgemisch vorzugsweise eine Propylen/molekularer Sauerstoff Beschickung gewählt, deren Volumenteile sich wie 1(Propylen) : 1 bis 3 (molekularer Sauerstoff), vorzugsweise wie 1(Propylen) : 1,5 bis 2 (molekularer Sauerstoff), verhalten. Vorgenannte Propylen/molekularer Sauerstoff Beschickung wird mit Vorteil auch für die zweistufige Gasphasenoxidation von Propylen zu Acrylsäure (z. B. in einem aus zwei hintereinandergeschalteten Oxidationsreaktoren bestehenden Oxidationsreaktor) gewählt. In der Regel wird dabei das die erste Stufe (den ersten Oxidationsreaktor) verlassende Produktgasgemisch ohne Zwischenbehandlung in den zweiten Oxidationsreaktor überführt. Zweckmäßigerweise führt man der zweiten Oxidationsstufe (dem zweiten Oxidationsreaktor) zusätzlich molekularen Sauerstoff als Oxidationsmittel zu. Die Menge an zusätzlich zugeführtem molekularem Sauerstoff wird vorzugsweise so gewählt, daß auch das Beschickungsgasgemisch der zweiten Oxidationsstufe (des zweiten Oxidationsreaktors) eine wenigstens stöchiometrische bis etwa zweifach stöchiometrische Menge an O₂ umfaßt. Dabei wird man wie für die erste Oxidationsstufe den Sauerstoff vorzugsweise ebenfalls einer im wesentlichen reinen Sauerstoffquelle entnehmen. Bei Bedarf kann man aus dem die erste Oxidationsstufe (den ersten Oxidationsreaktor) verlassenden Produktgasgemisch in der ersten Oxidationsstufe als Nebenprodukte gebildeten Wasserdampf und CO₂ abtrennen bevor man es in die zweite Oxidationsstufe (in den zweiten Oxidationsreaktor) überführt.However, the two oxidation states can also take the form of one two oxidation reactors connected in series Oxidation reactor can be realized. In this case, too the remaining reaction conditions, e.g. B. the reaction temperature, optimizing in the respective oxidation stage in a simple manner be adjusted. In this case, it is expedient to carry out the molecular oxygen required for the second oxidation stage only to the second oxidation reactor. In principle it is heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation of propylene Acrylic acid can also be implemented in one step. In this case both reaction steps take place in an oxidation reactor, the is equipped with a catalyst and the implementation of both Catalyzed reaction steps. Of course you can too the catalyst feed lengthways within an oxidation stage change the reaction coordinate continuously or abruptly. For the heterogeneously catalyzed gas phase oxidation of propylene Acrolein is preferably one in the feed gas mixture Propylene / molecular oxygen feed chosen whose Volumes are like 1 (propylene): 1 to 3 (molecular Oxygen), preferably like 1 (propylene): 1.5 to 2 (molecular Oxygen). The aforementioned propylene / molecular Oxygen feeding is also advantageous for the two-stage Gas phase oxidation of propylene to acrylic acid (e.g. in one out two oxidation reactors connected in series Oxidation reactor) selected. As a rule, this will be the first Stage (the first oxidation reactor) leaving Product gas mixture without intermediate treatment in the second  Oxidation reactor transferred. Conveniently one leads the second oxidation stage (the second oxidation reactor) in addition to molecular oxygen as an oxidizing agent. The Amount of additional molecular oxygen supplied preferably chosen so that the feed gas mixture second oxidation stage (of the second oxidation reactor) at least stoichiometric to about twice stoichiometric Amount of O₂ includes. You become like the first one Oxidation level the oxygen preferably also one in take essential pure oxygen source. If necessary from which the first oxidation stage (the first Oxidation reactor) leaving product gas mixture in the first Oxidation level formed as by-products water vapor and CO₂ separate before moving it to the second oxidation stage (in the second oxidation reactor) transferred.

Der Unterschied des erfindungsgemäßen Verfahrens zu den Verfahren des Standes der Technik besteht insbesondere darin, daß das erfindungsgemäße Verfahren auf wirtschaftliche Art und Weise einen erhöhten Anteil an brennbaren Bestandteilen im inerten Verdünnungsgas des Beschickungsgasgemisches kontinuierlich betriebener heterogen katalysierter Gasphasen-Partialoxidationen organischer Verbindungen mit molekularem Sauerstoff ermöglicht. Dieser erhöhte Anteil an brennbaren Bestandteilen im inerten Verdünnungsgas des Beschickungsgasgemisches ist jedoch die Voraussetzung für die sichere Durchführung heterogen katalysierter Gasphasen-Partialoxidationen organischer Verbindungen, insbesondere mit erhöhten Reaktantenvolumenanteilen des Beschickungsgasgemisches. Letzteres bildet die Grundlage für erhöhte Raum-Zeit-Ausbeuten. So sind bei Verwendung von Methan und/oder Propan als inertes Verdünnungsgas des Beschickungsgasgemisches für die Herstellung von Acrolein und/oder Acrylsäure Beschickungsgasgemische mit erhöhter Sicherheit handhabbar, deren Propylenbeschickung) 30 Vol.-% bis zu 40 oder 45 Vol.-%, bezogen auf das Beschickungsgasgemisch, beträgt. Günstige Beschickungsgemische sind auch solche, die umfassen:
15 bis 30 Vol.-% Propylen,
30 bis 45 Vol.-% Sauerstoff und
40 bis 55 Vol.-% Methan und/oder Propan.The difference between the method according to the invention and the methods of the prior art is in particular that the method according to the invention enables an increased proportion of combustible components in the inert diluent gas of the feed gas mixture of continuously operated heterogeneously catalyzed gas-phase partial oxidations of organic compounds with molecular oxygen in an economical manner. However, this increased proportion of combustible components in the inert diluent gas of the feed gas mixture is the prerequisite for the safe implementation of heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidations of organic compounds, in particular with increased reactant volume fractions of the feed gas mixture. The latter forms the basis for increased space-time yields. Thus, when using methane and / or propane as inert diluent gas of the feed gas mixture for the production of acrolein and / or acrylic acid, feed gas mixtures can be handled with increased safety, the propylene feed) of 30 vol.% Up to 40 or 45 vol the feed gas mixture. Favorable feed mixtures are also those that include:
15 to 30 vol .-% propylene,
30 to 45 vol .-% oxygen and
40 to 55 vol .-% methane and / or propane.

Für die Methacrolein- und/oder Methacrylsäureherstellung gilt entsprechendes. Insbesondere eignet sich die erfindungsgemäße Verfahrensweise auch zur gasphasenkatalytisch oxidativen Herstellung von Phthalsäureanhydrid, insbesondere aus o-Xylol.The following applies to the production of methacrolein and / or methacrylic acid corresponding. The invention is particularly suitable Procedure also for gas phase catalytic oxidative Production of phthalic anhydride, especially from o-xylene.

Claims (5)

1. Verfahren der kontinuierlich betriebenen heterogen kataly­ sierten GaSphasen-Partialoxidation einer organischen Ver­ bindung in einem Oxidationsreaktor, dessen Beschickungsgas­ gemisch neben der partiell zu oxidierenden organischen Ver­ bindung und molekularem Sauerstoff als Oxidationsmittel wenigstens ein sich unter den Bedingungen der heterogen kata­ lysierten Gasphasen-Partialoxidation im wesentlichen inert verhaltendes Verdünnungsgas umfaßt, wobei das sich im wesent­ lichen inert verhaltende Verdünnungsgas zum Teil aus brennba­ ren Gasen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Durchlaufen des Oxidationsreaktors die im den Oxidationsreak­ tor verlassenden Produktgasstrom enthaltenen brennbaren Be­ standteile des inerten Verdünnungsgas es nicht in die hetero­ gen katalysierte Gasphasen-Partialoxidation rückführt, son­ dern einer Weiterverwendung im Rahmen einer anderen chemi­ schen Umsetzung zuführt.1. Process of continuously operated heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation of an organic compound in an oxidation reactor, the feed gas mixture of which, in addition to the organic compound to be partially oxidized and molecular oxygen as the oxidizing agent, contains at least one gas phase partial oxidation which is catalyzed under the conditions of the heterogeneous catalyst essentially inert inert diluent gas, which consists in the union wesent inert diluent gas consists in part of combustible gases, characterized in that after passing through the oxidation reactor, the combustible constituents of the inert diluent gas contained in the product gas stream leaving the oxidation reactor do not enter the recycled heterogeneous catalyzed gas phase partial oxidation, but rather for further use in the context of another chemical reaction. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die im den Oxidationsreaktor verlassenden Produktgasstrom enthaltenen brennbaren Bestandteile des inerten Verdünnungs­ gases in ein Wärme-Kraftwerk weiter leitet und dort zur Energiegewinnung verbrennt.2. The method according to claim 1, characterized in that one the product gas stream leaving the oxidation reactor contained flammable components of the inert dilution gases in a thermal power plant and there to Energy generation burns. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den im den Oxidationsreaktor verlassenden Produkt­ gasstrom enthaltenen brennbaren Bestandteilen des inerten Verdünnungsgases um Kohlenwasserstoffe handelt, die zur Er­ zeugung von Synthesegas weiterverwendet werden.3. The method according to claim 1, characterized in that it in the product leaving the oxidation reactor combustible components of the inert gas contained in the gas stream Diluent gas is hydrocarbons that Er Generation of synthesis gas can be used. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den im den Oxidationsreaktor verlassenden Produkt­ gasstrom enthaltenen brennbaren Bestandteilen des inerten Verdünnungsgases um Kohlenwasserstoffe handelt, die zur Er­ zeugung von Acethylen weiterverwendet werden.4. The method according to claim 1, characterized in that it in the product leaving the oxidation reactor combustible components of the inert gas contained in the gas stream Diluent gas is hydrocarbons that Er generation of acethylene can be used. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschickungsgasgemisch des Oxidationsreaktors aus Propylen, molekularem Sauerstoff und einem zu mehr als 85 Vol.-% aus wenigstens einem der gesättigten Kohlenwasser­ stoffe Methan, Ethan, Propan und Butan bestehenden Ver­ dünnungsgas besteht.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the feed gas mixture from the oxidation reactor Propylene, molecular oxygen and one to more than 85 vol .-% from at least one of the saturated hydrocarbons substances methane, ethane, propane and butane existing ver diluent gas.
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