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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING ALKYL MERCAPTAN FROM DIALKYL SULFIDES AND DIALKYL POLYSULFIDES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/098810
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for the continuous production of alkyl mercaptan by reacting an educt mixture containing dialkyl sulfides and dialkyl polysulfides, with at least one molar excess of hydrogen sulfide at a higher temperature in the gas phase and in the presence of a support catalyst that contains at least 1 wt.% of alkali metal oxide and in a reactor that contains at least two separate catalyst zones.

Inventors:
BARTH JAN-OLAF (DE)
REDLINGSHOEFER HUBERT (DE)
WECKBECKER CHRISTOPH (DE)
HUTHMACHER KLAUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2008/050464
Publication Date:
August 21, 2008
Filing Date:
January 16, 2008
Export Citation:
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Assignee:
EVONIK DEGUSSA GMBH (DE)
BARTH JAN-OLAF (DE)
REDLINGSHOEFER HUBERT (DE)
WECKBECKER CHRISTOPH (DE)
HUTHMACHER KLAUS (DE)
International Classes:
C07C319/06; C07C319/08; C07C321/04
Other References:
S.N. KOSHLEV, ET AL.: "Catalytic conversion of dimethylsulphide to methylmercaptan" REACTION KINETICS AND CATALYSIS LETTERS, Bd. 27, Nr. 2, September 1985 (1985-09), Seiten 387-391, XP002535032 SPRINGER SCIENCE+BUSINESS MEDIA, DORDRECHT, NL ISSN: 0133-1736
Attorney, Agent or Firm:
EVONIK DEGUSSA GMBH (Postcode 84/339Rodenbacher Chaussee 4, Hanau, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Alkylmercaptanen durch Umsetzung von Dialkylsulfide und/oder Dialkylpolysulfide enthaltenden Eduktgases mit einem mindestens molaren überschuß an

Schwefelwasserstoff bei erhöhter Temperatur in der Gasphase und a) in Gegenwart eines Katalysators auf der Basis von oder bestehend aus Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , Alumosilikaten, Zeolithen, Bentoniten oder

Tonerden, die mindestens 1 Gew.-% Alkalimetalloxid enthalten, b) in einem Reaktor, der mindestens n=2 separate Katalysatorzonen enthalt, wobei man c) den überwiegenden Teil oder die Gesamtmenge der genannten Dialkylsulfide und/oder

Dialkylpolysulfide vor der ersten Katalysatorzone zusammen mit zumindest einem Teil der Gesamtmenge des eingesetzten Schwefelwasserstoffs in den Reaktor einleitet, und d) die restliche Menge des Schwefelwasserstoffs und der Dialkylsulfide und/oder Dialkylpolysulfide zwischen den Katalysatorzonen eindosiert, e) wobei in der Eduktgasmischung auch Dialkylether enthalten sein können, die mit

Schwefelwasserstoff zu Alkylmercaptanen reagieren und somit die Gesamtselektivitat des Prozesses erhohen .

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Eduktgas zusatzlich Dialkylether enthalt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem man die gesamte Menge der Dialkylsulfide und/oder Dialkylpolysulfide in die erste Katalysatorzone zusammen mit mindestens dem n-ten Teil des eingesetzten Schwefelwasserstoffs in den Reaktor einleitet .

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 bei dem man Katalysatoren, bestehend aus γ-Al 2 θ3 einsetzt, das mindestens l-Gew.-% eines Alkalimetalloxids enthalt. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei dem man

Katalysatoren einsetzt, die mindestens 1 Gew.-% eines Alkalimetalloxids, ausgewählt aus der Gruppe Cs oder Rb, enthalten.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, bei dem die Katalysatoren mit Verbindungen von Ubergangsmetallen modifiziert sind.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatorzonen des Reaktors als Festbetten, Rohrbundel oder Wirbelschichten gestaltet sind. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, bei dem man mehrere der Reaktoren hintereinanderschaltet .

9. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, bei dem das Molverhaltnis von Schwefelwasserstoff zu der Gesamtmenge von Dialkylsulfid und Dialkylpolysulfid im Bereich von 3:1 bis 25:1 liegt.

10. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 9, bei dem man Dialkylsulfide und/oder Dialkylpolysulfide enthaltende Eduktgas einsetzt, das als Nebenprodukt bei der Herstellung von Alkylmercaptan anfallt.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Eduktgas mindestens 0,1% Wasserstoff enthält.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoren vor dem erstmaligen Einsatz für mindestens 1 h bei einer Temperatur von mindestens 100 0 C im Schwefelwasserstoffström sulfidiert werden.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung bei einer

Temperatur von 100 bis 600 0 C, vorzugsweise 300 bis 430 0 C und einem Druck von 1,5 bis 50 bar, vorzugsweise 8 bis 40 bar erfolgt.

Description:

Verfahren zur Herstellung von Methylmercaptan aus DialkylSulfiden und Dialkylpolysulfiden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Alkylmercaptan durch Umsetzen einer Eduktmischung, enthaltend Dialkylsulfide und/oder -polysulfide und gegebenenfalls Dialkylether, mit Schwefelwasserstoff an heterogenen Katalysatoren.

Methylmercaptan ist ein industriell wichtiges Zwischenprodukt für die Synthese von Methionin sowie für die Herstellung von Dimethylsulfoxid und Dimethylsulfon . Methylmercaptan wird überwiegend aus Methanol und Schwefelwasserstoff durch Reaktion an einem Katalysator, bestehend aus einem Aluminiumoxidtrager und Ubergangsmetalloxiden und basischen Promotoren, hergestellt.

Bei der Umsetzung von Methanol mit Schwefelwasserstoff liegt bei den typischen Reaktionstemperaturen und unter Verwendung eines wirtschaftlichen Schwefelwasserstoff- überschusses das Reaktionsgleichgewicht so, dass immer Dimethylsulfid neben Methylmercaptan gebildet wird. Neben der Thioetherbildung wird auch die Reaktion zu Polysulfiden (z.B. Dimethyldisulfid) beobachtet. Diese Verbindungen werden im Zuge der Aufarbeitung des Produktgasstroms abgetrennt. Ist keine weitere wirtschaftliche Verwertung dieser Komponenten möglich, werden die Nebenprodukte üblicherweise z.B. durch Verbrennung oder Umsetzung mit Laugen entsorgt. Diese Vorgehensweise senkt die Gesamtselektivitat des Herstellprozesses für Methylmercaptan und somit die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Eine Alternative stellt in diesem Zusammenhang die Rückführung der Sulfide bzw. Polysulfide in den Prozess dar. Wird der Sulfidspiegel nach US 2816146 durch Recyclierung genügend hoch gehalten, so wird die Neubildung von Mercaptanen aus Alkoholen oder Ethern unterdruckt. Das Verfahren hat den gravierenden Nachteil, dass große Mengen

von Sulfiden separiert, kondensiert und bei Rückführung in den Kreislauf wieder verdampft werden müssen. Dafür werden große Mengen an Warme und Kuhlenergien benotigt.

Typische Katalysatoren, die in technischen Verfahren zur Produktion von Methylmercaptan aus Methanol und Schwefelwasserstoff verwendet werden, zeigen hohe Selektivitäten für die Bildung von Methylmercaptan und fuhren zu einer vergleichsweise geringen Entwicklung von Dimethylsulfid und Dimethyldisulfid. Problematisch ist in diesem Zusammenhang, dass sich diese Verbindungen bei

Rückführung dieser in den Prozess im Kreislauf anreichern, da durch die im Stand der Technik verwendeten Katalysatoren das Gleichgewicht zwischen Methylmercaptan und Dimethylsulfid nur schlecht eingestellt wird. Das bedeutet, dass jeweils höchstens ein Viertel des unerwünschten neu gebildeten Sulfids bei der Rückführung in den Kreislauf umgesetzt wird.

Wie die DE-C 1193038 zeigt, ist es auch möglich, das Sulfid zu separieren und in einem gesonderten Reaktionsschritt über einem anderen Katalysator zu Methylmercaptan umzusetzen. Dabei muss jedoch ein hoher Uberschuss an Schwefelwasserstoff gewählt werden, um technisch relevante Umsätze an Dimethylsulfid zu erzielen. Die DE-C 1193038 beschreibt ein Verfahren, in dem man das gebildete Sulfid in einem vorgeschalteten Reaktor zusammen mit der

Gesamtmenge des benotigten Schwefelwasserstoffs über einen Katalysator leitet, der das Reaktionsgleichgewicht zwischen Sulfid und Mercaptan gut einstellt (Vorkatalysator, z.B. M0O3 / AI2O3) Die dabei erhaltenen Reaktionsprodukte werden anschließend, nach Zumischung von Methanol oder

Dimethylether, über einen Hauptkatalysator (K 2 WO 4 /AI 2 O 3 ) gefuhrt, an dem der Alkohol oder der Ether mit noch nicht umgesetztem Schwefelwasserstoff zu Methylmercaptan abreagiert .

Wie in der o.g. Patentanmeldung beschrieben, erweist sich die Trennung von Reaktionsprodukt und Schwefelwasserstoff bei Verwendung von großen Schwefelwasserstoffüberschüssen jedoch als schwierig. Die JP 58159456 betrifft einen Methylmercaptan-Prozess, in dem der im Kreis geführte Schwefelwasserstoff mit frischem Schwefelwasserstoff gemischt wird und der Gesamt-H2S-Strom anschließend zwischen einem Methylmercaptan-Reaktor und einem DMS-Spaltreaktor aufgeteilt wird. Vor dem Methylmercaptan-Reaktor wird ein H 2 S-Teilstrom mit Methanol vermischt, während der zweite Teilstrom mit dem DMS in den Spaltreaktor gelangt. Die Produktströme beider Reaktoren werden anschließend gemeinsam einer Produktaufarbeitung zugeführt . Aus der US 2831031 sind Katalysatoren auf Basis von

Pyrophosphorsäure auf Titandioxid bekannt, über denen Dimethylsulfid mit einer maximalen Selektivität von 97 % bei einem Umsatz von 42 % zu Methylmercaptan umgesetzt werden. Die US 4005149 und JP 5246203 beschreiben mit Kobaltmolybdat oder Wolframsulfid dotierte Aluminiumoxide, mit denen Dimethylsulfid-Umsätze von 41 bzw. 88 % und Selektivitäten von 92 bzw. 93 % für Methylmercaptan erzielt werden können. Als weitere Katalysatoren werden in der US 4313006 mit Natrium- oder Kalium-Ionen dotierte Zeolithe (X, Y, L) beansprucht, mit denen maximale Methylmercaptan- Selektivitäten von 65 % bei einem Dimethylsulfid-Umsatz von 70 % erzielt werden. Die JP 58159456 betrifft mit Phosphor- und Wolframoxiden modifizierte Aluminiumoxide, mit denen ein maximaler DMS-Spaltumsatz von 40 % erzielt werden kann. Das H 2 S/DMS-Verhältnis im Eduktgas beträgt in den o.g. Anmeldungen 2 bis 28. Vorzugsweise wird ein hohes H 2 S/DMS-Verhältnis angestrebt, um ausreichend hohe DMS- Spaltumsätze zu erzielen. Die US 4005149 beschreibt ein Verfahren zur katalytischen Spaltung von organischen Sulfiden mit Schwefelwasserstoff in Anwesenheit von

sulfaktiven Katalysatoren. Durch den Zusatz von Schwefelkohlenstoff zur Reaktionsmischung kann der Gesamtumsatz an Sulfiden zu Mercaptanen erhöht werden. Nachteil dieses Verfahrens ist der Einsatz von toxischem Schwefelkohlenstoff im Prozess, welcher kostenintensiv wieder von den Reaktionprodukten separiert werden muss. Generell werden bei der Spaltung von Dialkylsulfiden zu Mercaptanen mit Schwefelwasserstoff hohe Selektivitäten für Mercaptan und die weitmöglichste Unterdrückung von Nebenprodukten angestrebt. Im Gegensatz hierzu ist die

Zersetzung von (PoIy-) Sulfiden zu Mercaptanen, z.B. über Aluminiumoxiden, ohne den Zusatz von Schwefelwasserstoff, durch vergleichsweise niedrige Selektivitäten für Methylmercaptan und ein breites Spektrum an Nebenprodukten charakterisiert. Mashkina et al. beschreiben beispielsweise in React. Kinet. Catal . Lett., Vol. 70, No. 1, 183-189, 2000, die Zersetzung von Dimethyldisulfid zu Methylmercaptan ohne H 2 S-Zusatz über sauren Katalysatoren mit maximalen Methylmercaptan-Selektivitäten von 87 %. Nach Koshelev et al . [React. Kinet. Catal., Vol. 27, No. 2, 387-391 (1985)] wird für die Spaltung von Dimethylsulfid mit Schwefelwasserstoff über γ-Aluminiumoxid eine maximale Aktivität erzielt, wenn die Katalysatoren eine große Anzahl von aprotischen Lewis-Säurezentren und basische Zentren mit moderater Stärke aufweisen. Die von Koshelew et al. beschriebenen Katalysatoren auf Basis von 3,5 % Na 2 O/ AI 2 O 3 zeigen bei einem DMS-Umsatz von 9,5 % jedoch nur maximale Methylmercaptan-Selektivitäten von 82 %, während über reinem 7-Al 2 Oa Methylmercaptan-Selektivitäten von 97 % bei einem Umsatz von 38 % erzielt werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines wirtschaftlichen Verfahrens, eines Apparates und von speziellen Katalysatoren zur Herstellung von Methylmercaptan aus Dialkylsulfiden und/oder -polysulfiden und Schwefelwasserstoff.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Alkylmercaptanen durch Umsetzung eines Dialkylsulfide und/oder Dialkylpolysulfide enthaltenden Eduktgases mit einem mindestens molaren überschuß an Schwefelwasserstoff bei erhöhter Temperatur in der Gasphase und

a) in Gegenwart eines Katalysators auf der Basis von oder bestehend aus AI 2 O3, Siü 2 , TiC> 2 , Alumosilikaten, Zeolithen, Bentoniten oder Tonerden, die mindestens 1 Gew.-% Alkalimetalloxid enthalten,

b) in einem Reaktor, der mindestens n=2 separate Katalysatorzonen enthalt, wobei man

c) den überwiegenden Teil oder die Gesamtmenge der genannten Dialkylsulfide und/oder Dialkylpolysulfide in die erste Katalysatorzone zusammen mit zumindest einem Teil der Gesamtmenge des eingesetzten Schwefelwasserstoffs in den Reaktor einleitet, und

d) die restliche Menge des Schwefelwasserstoffs und der Dialkylsulfide und/oder Dialkylpolysulfide zwischen den Katalysatorzonen eindosiert.

Alkyl bedeutet Ci bis C 5 -Alkyl, insbesondere Methyl. Die Polysulfide besitzen im allgemeinen 2 bis 6 Schwefelatome.

Das Verfahren wird bevorzugt kontinuierlich durchgeführt.

Bevorzugte Beispiele für Dialkylsulfide und Dialkylpolysulfide, die erfindungsgemaß mit

Schwefelwasserstoff zu Alkylmercaptan umgesetzt werden sind, Dimethylsulfid, Dimethyldisulfid, Dimethyltrisulfid, Dimethyltetrasulfid und Dithiapentane . Diese (PoIy-) Sulfide können dem Prozess alleine oder in Mischung mit Dimethylsulfid zudosiert werden. Dem Eduktgas können auch Alkyletherverbindungen, wie z.B. Dimethylether, zudosiert

werden, welche mit Schwefelwasserstoff zu Methylmercaptan umgesetzt werden.

Gleichung (1) verdeutlicht am Beispiel der Spaltung von Dimethylsulfid, dass die Reaktion ohne Bildung von Nebenprodukten durchgeführt werden kann. . Ziel der

Erfindung ist, die Umwandlung zu Methylmercaptan mit einer Selektivität für das Reaktionsprodukt von größer 98 % durchzuführen. Die Bildung von weiteren Nebenprodukten, wie z.B. Schwefelkohlenstoff, soll möglichst vollständig unterdrückt werden.

CH 3 -S-CH 3 + H 2 S ► 2 CH 3 SH (1)

Bedingt durch die geringe Wärmetönung der Spaltreaktion kann das vorgeheizte Eduktgasgemisch, das

Schwefelwasserstoff und Dialkyl- (PoIy-) Sulfide enthält, in einem adiabaten Reaktor zu Methylmercaptan umgesetzt werden. Das Eduktgasgemisch kann auch Dialkylether oder Dialrylether enthalten, insbesonders Dimethylether .

Die Molverhältnisse von Schwefelwasserstoff und der Gesamtmenge von Dialkylsulfid und Dialkylpolysulfid belaufen sich auf 3:1 bis 25:1, bevorzugt 5:1 bis 25:1, insbesondere 10:1 bis 25:1.

Vorzugsweise wird die Reaktion in einem Reaktor durchgeführt, in dem mindestens 2, insbesondere 2 bis 25 Katalysatorzonen hintereinandergeschaltet sind. Die Katalysatorzonen können z.B als Festbetten oder mit

Katalysator gefüllte Rohrbündel gestaltet sein. Optional können auch mehrere einzelne Apparate dieses Typs hintereinander geschaltet sein. Die gasförmige oder flüssige Dialkylsulfide und/oder -polysulfide, Schwefelwasserstoff und gegebenenfalls weitere Komponenten enthaltende Eduktmischung wird in der Weise in den Reaktor dosiert, dass bevorzugt die gesamte Menge an Dialkyl- (PoIy- ) Sulfiden vor der ersten Katalysatorzone mit einem Teil,

der mindestens dem n-ten Teil der Gesamtmenge an Schwefelwasserstoff entspricht, zugegeben wird, während die restliche Menge Schwefelwasserstoff zwischen den Katalysatorzonen eindosiert wird. Optional kann auch die gesamte Menge Schwefelwasserstoff vor der ersten Katalysatorzone zugegeben werden.

Die Auftrennung des Produktgasgemisches kann nach verschiedenen, bekannten Verfahren erfolgen. Eine besonders vorteilhafte Auftrennung wird in der EP 0850923 Bl, (US 5866721) beschrieben. Nicht umgesetztes Dialkylsulfid oder Dialkylpolysulfid wird in den Reaktor zurückgeführt.

Figur 1 zeigt die bevorzugte Ausführungsform des Reaktionsapparates zur Spaltung von Dialkyl- (PoIy-) Sulfiden zu Mercaptanen, gemäß Anspruch 1. Das diese Verbindungen enthaltende Gas wird als Eduktgas oder

Eduktgemisch bezeichnet und stammt bevorzugt aus Verfahren zur Herstellung von Methylmercaptan aus Schwefelwasserstoff und Methanol. In dem Reaktor 1 sind n (n = 2-25) Katalysatorzonen, die aus einem Verteilerraum und einem Katalysatorbett besteht, untergebracht. Vorzugsweise werden 3-10 Katalysatorzonen verwendet. Das die genannten Alkyl- (PoIy) -Sulfide enthaltende Eduktgemisch 2 tritt über den Verteilerraum 7 in das erste Katalysatorbett 8 ein. Dieses erste Katalysatorbett ist optional in Strömungsrichtung des Eduktgases zunächst mit einer Schüttung aus inerten Materialien bedeckt. Beispielsweise werden Aluminiumoxidkugeln oder Keramik-Raschigringe als Inertmaterialien verwendet. In Anschluss an die Inertschicht befindet sich die Katalysatorschüttung. Nach Verlassen der ersten Horde wird das Gasgemisch im

Verteilerraum 9 mit Schwefelwasserstoff 10 oder optional dem Eduktgasgemisch 2 angereichert. Die Gasmischung strömt anschließend aus dem Verteilerraum 9 in das zweite Katalysatorbett 11, wobei Vorrichtungen im Verteilerraum 9 für eine turbulente Strömung und eine vollständige

Vermischung der Reaktanden sorgen, die gleichmäßig auf die gesamte Fläche des zweiten Katalysatorbettes verteilt ist. Die Zufuhr von Schwefelwasserstoff oder optional dem Eduktgasgemisch erfolgt analog an n-1, bevorzugt (bei n>2) an n-2 Einspritzstellen zwischen den folgenden

Katalysatorbetten des Apparates. Optional kann auf eine Zufuhr von Schwefelwasserstoff oder Eduktgasgemisch vor dem letzten Katalysatorbett an der Einspritzstelle 12 verzichtet werden, um einen vollständigen Umsatz in der Reaktion zu erhalten. Die letzte Katalysatorzone kann optional auch länger als die anderen Zonen gestaltet sein, um einen Vollumsatz zu ermöglichen.

Das Verfahren ist auch dadurch gekennzeichnet, dass das Eduktgas optional mindestens 0,1 Vol%, bevorzugt 0,1 bis 10 Vol%, insbesondere 1 bis 10 Vol%, Wasserstoff bezogen auf die Gesamtmenge enthält. Durch diese Maßnahmen wird die Bildung von Oligomeren und Polymeren unterdrückt. Weiterhin können im Eduktgas weitere Nebenkomponenten wie beispielsweise Stickstoff, Wasser, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Carbonylsulfid oder Dialkylether enthalten sein .

Die Umsetzung der Dialkyl- (PoIy-) Sulfide zu Mercaptanen erfolgt bevorzugt über Alkalimetalloxide enthaltenden Katalysatoren bei einer Temperatur von 100 bis 600 0 C, vorzugsweise 150 bis 450 0 C, insbesondere 300° bis 430 0 C und einem Druck von 1,5 bis 50 bar, vorzugsweise 8 bis 40 bar. Als Katalysatorträger können Silikate, Titanoxide, Zeolithe, Tonerden, Aluminiumoxide und bevorzugt γ- Aluminiumoxide eingesetzt werden. Vorzugsweise werden die Träger so mit Alkalimetalloxiden modifiziert, dass die Lewis-Acidität im Vergleich zum nicht modifizierten Katalysatorträger bei gleichzeitiger Erhöhung der Lewis- Basizität kontrolliert vermindert wird. Vorzugsweise werden l-50Gew.-%, bevorzugt 2 bis 20 Gew.-% Alkalimetalloxid enthaltende γ-Aluminiumoxide als Katalysatoren verwendet.

Bevorzugt werden Cs-Oxid oder Rb-Oxid enthaltende γ- Aluminiumoxide in dem erfindungsgemaßen Verfahren als Katalysatoren eingesetzt. Die Darstellung der Katalysatoren erfolgt z.B. über die Imprägnierung des Katalysatortragers mit geeigneten Alkalimetallsalzen, die durch thermische Zersetzung in die entsprechende Oxide überfuhrt werden. Vorzugsweise werden Alkalimetallnitrate, Carbonate oder die Alkalimetallsalze von Carbonsauren verwendet. Die Katalysatoren werden anschließend getrocknet und bei Temperaturen von 50 bis 600 0 C optional kalziniert.

In einer besonderen Ausfuhrungsform enthalt der Katalysator oxidische Verbindungen von einem oder mehreren Ubergangsmetallen der Orndungszahlen 21 bis 80, insbesondere von V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo oder W.

Diese Metalle können auch in Form von Phosphaten oder Pyrophosphaten anwesend sein.

Vor dem erstmaligen Einsatz werden die Katalysatoren vorteilhaft mindestens 1 h bei einer Temperatur von mindestens 100 0 C im Schwefelwasserstoffström sulfidiert.

Fig. 1 zeigt eine Ausfuhrungsform des Reaktors gemäß Anspruch 1.

In Figur 2 sind die Messergebnisse der Spaltung von Dimethylsulfid zu Methylmercaptan in Gegenwart von Schwefelwasserstoff über Katalysatoren auf Basis von Rb2O- γ-A12O3, unter den Bedingungen p = 9 bar und H2S / DMS = 14 / 1 dargestellt.

In Figur 3 finden sich die Messergebnisse für die Spaltung von Dimethylsulfid zu Methylmercaptan in Gegenwart von Schwefelwasserstoff in einem Reaktor mit zwei

Katalysatorzonen und H2S-Einspeisung vor den beiden Katalysatorzonen in Gegenwart verschiedener Katalysatoren.

Beispiel 1 zeigt exemplarisch die Synthese der Katalysatoren auf, wahrend in Beispiel 2 die katalytische Spaltung von Dimethylsulfid zu Methylmercaptan beschrieben wird. Beispiel 1:

Praparation von M 2 O-Al 2 O 3 (M = Li, Na, K, Rb, Cs)

49,66 g LiNO 3 wurden in 300 ml destilliertem Wasser gelost. Die Losung wurde auf ca. 60 0 C erwärmt, so dass sich das Salz vollständig gelost hat. Zu der Losung wurden unter Ruhren 50 g γ-Aluminiumoxid gegeben. Die Losung wurde anschließend für ca. 60 min. gerührt. Der Katalysator wurde bei einer Temperatur von mindestens 60 0 C, optional bei erniedrigtem Druck, so lange gerührt bis die komplette Flussigkeitsmenge in den Trager aufgenommen worden ist. Der Katalysator wurde über Nacht bei ca. 120 0 C an Luft getrocknet und anschließend bei 500 0 C für 3 h im Luftstrom kalziniert .

Beispiel 2

Die DMS-Spaltung wurde in einem Temperaturbereich von 100- 500 0 C und einem Druck von 1,5 - 25 bar untersucht. Das

Verhältnis von Schwefelwasserstoff zu Dimethylsulfid (DMS) im Eduktgas wurde im Bereich von 1:1 - 25:1 variiert.

Vor Beginn der Reaktion wurden die frischen Katalysatoren zunächst im Reaktor bei 350 0 C für 2,5 h im Schwefelwasserstoffström sulfidiert. Figur 2 zeigt für

Rb 2 O-Al 2 O 3 (Spheralith) einen Vergleich der Dimethylsulfid- Spaltumsatze zu Methylmercaptan als Funktion der Temperatur unter klassischer „Uber-Kopf-Einspeisung" (Festbettreaktor mit einer Katalysatorzone) und in „Zwei-Zonen-Fahrweise", d.h. der H 2 S-Strom wurde ahnlich einem Hordenreaktor mit H 2 S-Zwischeneinspeisung vor den zwei Katalysatorzonen eingespeist. In beiden Fallen betrug das Gesamt-H 2 S zu DMS- Verhaltnis 14:1. Die Raumgeschwindigkeiten bzw.

Gasbeladungen waren in beiden Fällen identisch. Figur 2 verdeutlicht, dass sich in dem erfindungsgemäßen Apparat über den in dieser Anmeldung beanspruchten, mit Alkalimetalloxiden modifizierten Katalysatoren deutlich höhere DMS-Spaltumsätze als in einer konventionellen „Einzonen-Fahrweise" z.B. in einem konventionellen Festbettreaktor, erzielen lassen.

Figur 3 zeigt den positiven Einfluss der zunehmenden Lewis- Basizität der Katalysatoren in dem erfindungsgemäßen Apparat in einer „Zweizonen-Fahrweise". Mit CS2O-AI2O3- Katalysatoren wurden z.B., sowohl in „Einzonen-" und „Zweizonen-Fahrweise" deutlich höhere Spaltumsätze als mit Katalysatoren auf Basis von Li2θ-Al2θ3 erzielt. Die Gesamtselektivität für Methylmercaptan beträgt in allen Fällen 100 %, d.h es wurden keine Nebenprodukte detektiert. Es wurden u.a. Cs 2 θ-Al 2 θ 3 -Katalysatoren mit unterschiedlichen Cs 2 θ-Beladungen synthetisiert (5 - 10 gew.%). Wie für den Fachmann ersichtlich, können durch Modifikation hinsichtlich γ-Al 2 θ 3 -Quelle, Durchführung der Imprägnierung, Dispersion der Alkalimetalloxide, Porosität und BET-Oberflache des Trägers und Durchführung der Katalysatorkonditionierung bzw. Sulfidierung noch höhere DMS-Spaltumsätze erzielt werden.

Die Wirtschaftlichkeit des Gesamtprozesses hängt entscheidend von der Produktselektivität für Methylmercaptan bezogen auf die eingesetzte

Kohlenstoffquelle (z.B. Methanol) ab. Aus dem Vorgenannten ist ersichtlich, dass Sulfide, wie z.B. Dimethylsulfid mit hohen Ausbeuten zu Methylmercaptan umgewandelt werden können, wodurch sich die Gesamtselektivität der Herstellung von Methylmercaptan erhöht. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass Dialkyl- (PoIy-) Sulfide, die sonst als Nebenprodukte verbrannt oder kostenintensiv entsorgt werden müssen, in einer technisch einfachen und kostengünstigen Transformation als Rohstoff für Methylmercaptan genutzt

werden können. Ferner werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kein toxischer Schwefelkohlenstoff oder andere Nebenprodukte gebildet.

Aus dem Produktgasgemisch wird das gebildete Methylmercaptan zusammen mit dem Methylmercaptan aus dem ersten Verfahrensschritt (z.B. Umsetzung von Methanol mit Schwefelwasserstoff), wie in DE 1768826 (GB 1268842) erläutert, in mehreren Destillations- und Waschkolonnen bei Temperaturen zwischen 10 und 140 0 C abgetrennt.