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Verfahren zur Herstellung eines Katalysators
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oder nachfolgenden Erhitzung mit dem eine Komponente aus der Platingruppe enthaltenden schwerschmelzendenOxyd zu reagieren. Es wird dann aber auch die gleichzeitige oder nachfolgende Wärmebehandlung bei einer Temperatur ausgeführt, die oberhalb derjenigen liegt, die zur Verdampfung jedweden FriedelCrafts-Metallhalogenides von der Oberfläche des Katalysators bei den verwendeten Bedingungen erforderlich ist.
Beim ersten Schritt des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine Zusammensetzung aus einem schwerschmelzenden anorganischen Oxyd und einem Metall der Platingruppe verwendet. Metalle der Platingruppe können in schwerschmelzende Oxyde auf verschiedenen technischen Wegen einschliesslich Imprägnierung, gemeinsamer Fällung, Fällung und Zersetzungen eingeführt werden. Die sich ergebende Zusammensetzung von schwerschmelzendem Oxyd und Metall der Platingruppe wird üblicherweise in Luft calciniert, um die Metallkomponente zu fixieren und sehr häufig, um das schwerschmelzende Oxyd zu trocknen und gleichzeitig eine Ausbildung seiner Oberfläche zu vervollständigen.
Gleichzeitig mit der Fixierung der Metallkomponente und der Trocknung des schwerschmelzenden Oxydes geht üblicherweise eine gewisse Oxydation der Metallkomponente vor sich, u. zw. derart, dass einiges davon oder die gesamte Komponente tatsächlich in die Form von Metalloxyden übergeht, in welcher das Metall in verschiedenen Zuständen positiver Wertigkeiten vorliegt. Diese Metalloxyde sind insbesondere geeignet aus einer Vereinigung mit einem schwerschmelzenden Oxyd durch das Überleiten eines Friedel-Crafts-Metallhalogenides wie Aluminiumchlorid abgezogen zu werden. Beispielsweise wurde gefunden, dass Oxyde des Platins aus einer Vereinigung mit Tonerde durch Überleiten von Aluminiumchloriddämpfen leicht abgezogen werden.
Es ist daher bei Verwendung einer solchen Zusammensetzung notwendig, dafür zu sorgen, dass das Metall der Platingruppe vor demAufdampfen eines Friedel-Crafts-Metallhalogenides in einem Zustand reduzierter Wertigkeit vorliegt. Dies kann leicht dadurch sichergestellt werden, dass bei Bedingungen, bei denen eine Reduktion der Metalloxyde vor sich geht, ein wasserstoffhaltiges Gas darübergeleitet wird, beispielsweise Wasserstoff oder mit verschiedenen inerten Gasen verdünnter Wasserstoff. 111 diesem Zustand reduzierter Wertigkeit liegt die mittlere Wertigkeit des Metalles im Bereich von etwa 0 bis etwa 0, 5, insbesondere von etwa 0, 1 bis etwa 0, 2. Diese Bedingungen variieren in einem relativ weiten Bereich in Abhängigkeit von der bestimmten verwendeten Metallkomponente in Kombination mit dem schwerschmelzenden Oxyd.
Sie können Temperaturen von etwa 250 bis etwa 7000C oder mehr und Drücke von etwa dem atmosphärischen bis etwa 100 atü oder mehr umfassen, wobei höhere Drücke üblicherweise mit niedrigeren Temperaturen verknüpft sind und umgekehrt. Die für derartige Behandlungen erforderlichen Zeiträume hängen davon ab, ob diskontinuierlich oder kontinuierlich gearbeitet wird und weiters davon, welche Mengen zu verarbeiten sind und welche Zusammensetzung von Metalloxyden vorliegt. Es wurde gefunden, dass die Reduktion der Hydrierkomponente bei einer kontinuierlichen Arbeitsweise in zufriedenstellender Weise gemessen werden kann, wenn die Hydrierung bei Hydrierbedingungen ausgeführt wird, bis kein Wasser aus der Hydrierzone mehr abgezogen wird.
Dieses Erfordernis, dass die Metallkomponente in dem Zustand reduzierter Wertigkeit vorliegt, ist insbesondere im Falle des Platins selbst kritisch. Platin kann in verschiedenen Oxydationszuständen gefunden werden, in welchen das Platin in verschiedenen positiven Wertigkeiten vorliegt. Platin wird offensichtlich in irgendeinem Zustand positiver Wertigkeit leicht aus einer Zusammensetzung mit schwerschmelzenden Oxyden, wie Tonerde, durch Überleiten von Aluminiumchlorid abgezogen. Es ist daher der Grund eine Reduktion des Platins zum metallischen Zustand vor dem Inberührungbringen von Metallhalogenid mit der platinhaltigen Zusammensetzung leicht zu erkennen.
Nach der Reduktion der Metallkomponente aus der Platingruppe in der Zusammensetzung zu einem Zustand niedriger Wertigkeit wird die Zusammensetzung mit einem gasförmigen Halogenwasserstoff, vorzugsweise mit gasförmigem Chlor- oder Bromwasserstoff, zusammengebracht. Die Zusammensetzung wird mit dem Halogenwasserstoff bei einer Temperatur zusammengebracht, die etwa die gleiche ist wie diejenige, die in dem nachfolgenden Verfahrensschritt verwendet wird und die vorzugsweise in einem Bereich von etwa 500 bis etwa 6500C liegt, obgleich höhere oder niedrigere Temperaturen gleichfalls verwendet werden können. Die Vorbehandlung der Zusammensetzung mit Halogenwasserstoff spaltet alles Wasser ab, das noch in der Zusammensetzung vorhanden ist, und verhindert so eine Verunreinigung des schliesslich erhaltenen Katalysators durch das Wasser.
Die Menge des Halogenwasserstoffes, der bei dieser Behandlung verwendet wird, hängt von der Grösse der Oberfläche des bestimmten schwerschmelzenden, in der Zusammensetzung vorhandenen Oxydes ab. Es wird bevorzugt, einen Überschuss von Halogenwasserstoff über denjenigen anzuwenden, der notwendig ist, um diese Wirkung auf die Oberfläche der Zusammensetzung zu üben. Falls gewünscht, kann die Halogenwasserstoffzugabe in Gegenwart von Wasserstoff oder einem inerten Gas wie Stickstoff erfolgen. Im fertigen Katalysator vorhandenes Wasser kann dazu neigen, das
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Friedel-Crafts-Metallhalogenid wie Aluminiumchlorid, das in einem nachfolgenden Schritt zugefügt wird, zu hydrolysieren. Dieses Wasser bildet zunächst Aluminiumoxychlorid und schliesslich Aluminiumhydroxyd und macht so das Metallhalogenid inaktiv.
Nach der Vorbehandlung der Zusammensetzung von schwerschmelzendem Oxyd und Metall der Platingruppe mit Halogenwasserstoff wird ein Friedel-CraftsMetallhalogenid zu der Zusammensetzung hinzugefügt. Die Menge des benutzten Friedel-Crafts-Metall-
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die Menge auf eine solche herabgesetzt werden, die gerade wenig grösser ist als die gewünschte Nettogewichtszunahme in der fertigen Zusammensetzung. Diese Menge ist jedenfalls nicht kritisch und kann variiert werden, um zu einem aktiven Katalysator zu gelangen in Abhängigkeit von der Herstellungsweise und der Temperatur, bei welcher die Zusammensetzung erhitzt wird. Es können verschiedene FriedelCrafts-Metallhalogenide verwendet werden, jedoch nicht notwendigerweise mit den gleichen Ergebnissen.
Zu den Beispielen derartiger Friedel-Crafts-Metallhalogenide gehören Aluminiumbromid, Aluminiumchlorid, Antimonpentachlorid, Berylliumbromid, Berylliumchlorid, Eisenbromid, Eisenchlorid, Galliumtrichlorid, Zinnbromid, Zinnchlorid, Titantetrabromid, Titantetrachlorid,. Zinkbromid, Zinkchlorid und Zirconchlorid. Unter diesen Friedel-Crafts-Metallhalogeniden sind die Friedel-Crafts-Aluminiumhalogenide bevorzugt und es ist das Aluminiumchlorid besonders bevorzugt. Dies ist nicht nur deswegen der Fall, weil sich bei Verwendung desselben ein leichteres Arbeiten bei der Herstellung hoch aktiver Katalysatoren gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren ergibt, sondern auch deswegen, weil die so hergestellten Katalysatoren besonders hohe Aktivität besitzen.
Zu den geeigneten schwerschmelzenden Oxyden gehören solche Substanzen wie Kieselsäure, Tonerde, Titandioxyd, Zircondioxyd, Chromoxyd, Zinkoxyd, Kieselsäure-Tonerde, Kieselsäure-Magnesia, Kieselsäure-Tonerde-Magnesia, Chromoxyd-Tonerde, Tonerde-Boroxyd, Kieselsäure- Zirconoxyd und ver- schiedene natürlich vorkommende schwerschmelzende Oxyde in verschiedenem Reinheitszustand wie Bauxit, Kaolin oder Bentonitton (der mit Säure behandelt sein kann oder nicht), Diatomeenerde wie Kieselgur, Montmorillonit und Spinelle wie Magnesiumoxyd-Tonerde-Spinelle oder Zinkoxyd-Spinelle.
Tonerde wird bevorzugt und synthetisch hergestellte Gammatonerde hoher Reinheit wird besonders bevorzugt.
Von den Metallen der Platingruppe sind besonders Platin und Palladium bevorzugt. Wie bemerkt, muss die Metallkomponente in einem reduzierten Zustand vorliegen, was einen Valenzzustand von im wesentlichen Null, das ist die metallische Form, bedeutet.
Bei Durchführung des Verfahrens wird das Friedel-Crafts-Metallhalogenid auf die Masse aus feuerfestem Oxyd und Hydrierbestandteil bei einer Temperatur aufgedampft, bei welcher das Friedel-Crafts-Metallhalogenid sich nicht zersetzt. In einigen Fällen kann es notwendig sein, eine solche Aufdampfung unter vermindertem Druck auszuführen, um eine Zersetzung auszuschliessen. In den meisten Fällen wird die Aufdampfung entweder beim Siedepunkt oder beim Sublimationspunktdes bestimmten Friedel-CraftsMetallhalogenides oder bei Temperaturen durchgeführt, die nicht erheblich über diesen Punkten liegen, also z. B. nicht wesentlich mehr als 1000C höher liegen als der Siede- oder Sublimationspunkt des ver-
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Die Erfindung kann vielleicht am besten im Verfolg der genaueren Beschreibung einer besonderen Ausführungsform verstanden werden. Wie oben erwähnt, ist Tonerde ein besonders bevorzugtes schwerschmelzendes Oxyd. Die Tonerde ist weiters vorzugsweise synthetisch hergestellt und von hohem Reinheitsgrad. Die Herstellungsverfahren derartiger synthetischer Tonerden sind gut bekannt. Beispielsweise können sie durch Calcinieren von Tonerdegelen hergestellt werden, die gewöhnlich durch Zusatz eines geeigneten Reagens, wie Ammoniumhydroxyd oder Ammoniumcarbonat zu einem Aluminiumsalz wie Aluminiumchlorid, -nitrat oder -sulfat in einer für die Bildung von Aluminiumhydroxyd entsprechenden Menge gebildet werden. Letzteres wird durch Trocknen in Aluminiumoxyd umgewandelt.
Im allgemeinen wird Aluminiumchlorid als Aluminiumsalz nicht nur wegen der Bequemlichkeit bei den anschliessenden Wasch- und Filtriermassnahmen bevorzugt, sondern auch weil es anscheinend die besten Ergebnisse liefert. Tonerdegele werden auch so hergestellt, dass Natriumaluminat mit einem geeigneten sauren Reagens zur Reaktion gebracht wird, um eine Fällung und Bildung eines Aluminiumhydroxydgeles zu bewirken. Synthetische Tonerden können auch durch die Bildung von Aluminiumoxydsolen, z. B. durch Umset-
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zung von metallischem Aluminium mit Chlorwasserstoffsäure, erzeugt werden. Diese Sole können durch geeignete Fällungsmittel wie Ammoniumhydroxyd mit anschliessender Trocknung und Glühung zum Gerinnen gebracht werden.
Bei einer andern Ausführungsform können die synthetisch hergestellten Tonerden etwa 0, 01 bis etwa 'if1/o gebundenes Halogen, vorzugsweise Fluor, enthalten. Diese halogenierten Tonerden können auf verschiedene Weise, z. B. durch Zusatz einer geeigneten Menge von Fluorwasserstoffsäure, zu einem Aluminiumoxydgel vor dessen Trocknung und Glühung hergestellt werden. Nach einer andern Arbeitsweise kann Aluminiumfluorid unter Bildung von Tonerde mit einem gewünschten Gehalt an mit dieser gebundenem Halogen zu Tonerdegelen zugefügt werden. Wird die synthetisch hergestellte Tonerde aus Aluminiumchlorid gemacht, so kann es manchmal vorteilhaft sein, den Waschvorgang einzuschränken und auf diese Weise den mit der Tonerde verbundenen gewünschten Chlorgehalt einzustellen.
In jedem der vorstehenden Fälle, wo das Aluminiumoxyd aus einem Aluminiumoxydsol oder einem Aluminiumoxydgel zubereitet wird, wird das anfallende Produkt auf ausreichende Temperatur calciniert, um das Produkt in Gammatonerde umzuwandeln. Obgleich die anfallenden Tonerden relativ kleine Mengen Hydratwasser enthalten können, ist Gammatonerde mit oder ohne gebundenes Halogen die bevorzugte künstlich hergestellte Tonerde zur Benutzung als feuerfestes Oxyd beim erfindungsgemässen Verfahren.
Das Metall der Platingruppe, insbesondere Platin, kann mit der Tonerde in irgendeiner der vielen bekannten Arbeitsweisen vereinigt werden. Beispielsweise kann eine ammoniakalische Lösung von Platinchlorwasserstoffsäure mit der Tonerde vermischt werden, worauf getrocknet wird. Bei einer andern Methode kann Platinchlorwasserstoffsäure in der gewünschten Menge zu einem Aluminiumoxydgelbrei zugesetzt werden, worauf Fällung des Platins daraus auf die Tonerde mittels Schwefelwasserstoffes oder andern sulfidierenden oder Fällungsmitteln erfolgt. Obgleich die Menge des mit der Tonerde verbundenen Platins nicht entscheidend ist, hält man aus wirtschaftlichen Gründen die Platinmenge gewöhnlich auf einem Mindestwert. Grosse Platinmengen verursachen also keine schädlichen Wirkungen.
Im allgemeinen bevorzugt man jedoch, etwa 0, 01 bis etwa 2 Gew.-% Platin, bezogen auf die trockene Tonerde, zu benutzen.
Bei einer andern Zubereitungsweise der Ausgangsmasse können die Tonerde und Platin durch die Technik gemeinsamer Ausfällung vereinigt werden. In einem solchen Falle wird eine wässerige Lösung der gewünschten Menge Platinsalz mit einer Lösung eines Aluminiumsalzes vermischt, worauf ein Fällungsmittel zugesetzt wird, das gemeinsame Fällung hervorruft. Das anfallende Gel kann getrocknet und calciniert werden, um eine Gammatonerde-Platinmasse zu bilden, die zu den Teilchen gewünschter Grösse geformt werden kann.
Obgleich die physikalische Form des eine reduzierende Metallkomponente der Platingruppe enthaltenden feuerfesten Oxydes nicht entscheidend ist, bevorzugt man es im allgemeinen, Makroteilchen zu benutzen, so dass die fertige Masse als ein festliegendes Bett in der Reaktionszone benutzt werden kann.
So ist es zweckmässig, die künstlich hergestellte Tonerde mit oder ohne ein Metall der Platingruppe im Zustand einer Valenz von Null darin zu Tabletten, z. B. von 1, 6 mm x 1, 6 mm oder 3, 2 mm x 3, 2 mm Grösse zu formen. Dies kann leicht durch Vermahlung des getrockneten Tonerdegels zu einem Pulver mit anschliessender Tablettierung nach bekannten Methoden erreicht werden. Statt dessen können die Teilchen auch in der Form von Kugeln oder von unregelmässig geformten Teilchen vorliegen, wie sie sich beim Auspressen ergeben.
In Ausführung einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die vorerwähnte Tonerde-Platin-Zusammensetzung, in der das Platin im Zustand reduzierter Wertigkeit vorliegt, vor der Zugabe von Aluminiumchlorid in der Weise vorbehandelt, dass wasserfreier Chlorwasserstoff und Wasserstoff über dieselbe bei einer Temperatur von etwa 6000C geleitet werden, wobei alles noch in der Zusammensetzung vorhandene Wasser aus der Zusammensetzung ausgetrieben wird. Anschliessend daran wird Aluminiumchlorid auf die Zusammensetzung aufgedampft. Dies kann leicht durch Sublimierung des Aluminiumchlorides auf die Oberfläche der Teilchen erreicht werden. Aluminiumchlorid sublimiert bei 178 C und somit liegt eine geeignete Verdampfungstemperatur im Bereich von etwa 180 bis etwa 7250C.
Die Sublimierung kann gewünschtenfalls unter Druck und auch in Gegenwart von Verdünnungsmitteln, z. B. inerten Gasen wie Paraffinkohlenwasserstoffen, Wasserstoff und Stickstoff, jedoch unter Ausschluss von Luft und andern oxydierenden Gasen vorgenommen werden. Die Menge Aluminiumchlorid, die auf die oben beschriebenen Teilchen sublimiert, erreicht einen Höchstwert bei jeder jeweils gewählten Aufdampfungstemperatur.
Ausser der Aufdampfung auf die Tonerde-Platin-Zusammensetzung reagiert das Aluminiumchlorid auch damit unter Entwicklung von Chlorwasserstoff. Es ist jedoch schwierig, die Menge Aluminiumchlorid zu regeln, die reagiert. Deshalb wird die Masse, um sicherzustellen, dass die anfallende Masse frei von Aluminiumchlorid ist und eine maximale katalytische Aktivität entwickelt wird, dann auf eine Temperatur
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oberhalb 4000C lange genug erhitzt, um daraus jedes nicht umgesetzte Aluminiumchlorid zu entfernen.
Da Aluminiumchlorid bei 1780C sublimiert, führt die Wärmebehandlung in Abwesenheit weiter zugesetzten Aluminiumchlorides zur Befreiung der so zubereiteten Masse von freiem Aluminiumchlorid. Da jedoch Aluminiumchlorid selbst sich zäh an einer Aluminiumoxydoberfläche hält, sind Temperaturen in einer Höhe von mindestens 3000C erforderlich. Durch die Hochtemperaturbehandlung (oberhalb 400 C) kann die Reaktion des nicht ausreagierten Aluminiumchlorides mit der Tonerde-Platin-Zusammensetzung weiter vervollständigt und dabei sichergestellt werden, dass die sich ergebende Zusammensetzung von nicht zur Reaktion gekommenem Aluminiumchlorid frei ist. In einigen Fällen, wenn die vorerwähnte Vorbehandlung weggelassen wird, kann der Entwicklung von Chlorwasserstoff eine Entwicklung von Wasser vorhergehen.
Es ist anzunehmen, dass diese Chlorwasserstoffentwicklung auf der Umsetzung von Aluminiumchlorid mit Hydroxylgruppen an der Tonerdeoberfläche beruht. Ein Teil dieses Chlorwasserstoffes kann mit Hydroxylgruppen unter Freisetzung von Wasser reagieren. Die Anwesenheit von Wasser kann, wie bereits ausgeführt, die Zusammensetzung verunreinigen und solcherart die Aktivität des schliesslich erhaltenen Katalysators vermindern und seine Lebensdauer verkürzen. Auf alle Fälle ist die schliesslich erhaltene Katalysatorzusammensetzung frei von freiem Aluminiumchlorid und es ist dem erfindungsgemässen Verfahren zuzuschreiben, dass die schliesslich erhaltene Zusammensetzung die ungewöhnlich katalytischen Eigenschaften besitzt.
Ein ungewöhnliches Merkmal von Katalysatoren, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt wurden, besteht darin, dass diese Katalysatoren für Reaktionen benutzt werden können, für welche es bisher als notwendig angesehen wurde, Halogenwasserstoffbeschleuniger zusammen mit Friedel-Crafts-Metallhalogeniden wie Aluminiumchlorid zu benutzen. Obgleich nicht gesagt sein soll, dass die Benutzung von Chlorwasserstoffbeschleunigern mit den Katalysatormassen nach der Erfindung ausgeschlossen ist, so hat sich doch gezeigt, dass es nicht nötig ist, dieselben in so grossen Mengen zu benutzen und es ist in manchen Fällen nichts von diesen erforderlich, um befriedigende Resultate mit diesen Zusammensetzungen zu erzielen.
Die genaue Temperatur, die beim Erhitzen der Zusammensetzung zu verwenden ist, um aus dieser alles nicht zur Reaktion gekommene Friedel-Crafts-Metallhalogenid zu entfernen, hängt vom Siedepunkt oder von der Sublimationstemperatur des bestimmten angewendeten Friedel-Crafts-Metallhalogenides ab.
Im allgemeinen und insbesondere bei Aluminiumchlorid sind Temperaturen von etwa 400 bis etwa 700 C und Zeiten von etwa 1 bis 48 Stunden zufriedenstellend. Ferner werden die feuerfesten Oxyde, die Metallkomponenten aus der Platingruppe in einem Zustand reduzierter Wertigkeit enthalten, wie oben erwähnt, nach dem Gesichtspunkt ihrer Eignung als Katalysatorträger aus verschiedenen Gründen gewählt.
Ein Grund besteht darin, dass diese Substanzen, wie eine Tonerde-Platin-Zusammensetzung, bei welcher das Platin in einem Zustand reduzierter Wertigkeit vorliegt, hohe Oberflächengrössen haben, was anscheinend einen günstigen Einfluss auf die Aktivität des Katalysators hat. In vielen Fällen werden diese hohen Oberflächengrössen bei der Zubereitung solcher Träger unter sorgfältig geregelten Bedingungen der Erwärmung bei bestimmten Temperaturen über bestimmte Zeiträume entwickelt. Deshalb muss bei der Erhitzungsstufe des Verfahrens nach der Erfindung, gleichgültig ob dieselbe gleichzeitig mit oder im Anschluss an die Aufdampfung des Friedel-Crafts-Metallhalogenides ausgeführt wird, sorgfältig vorgegangen werden, so dass diese hohen Oberflächenwerte durch die vorerwähnte Erhitzungsbehandlung nicht zerstört werden.
Deshalb ist es eindeutig unvorteilhaft, solche Hitzebehandlungen bei Temperaturen oberhalb 7000C durchzuführen. Natürlich ist es offensichtlich, dass solche Temperaturen in Beziehung zu der Zeit stehen, während der diese Zusammensetzungen auf diesen Temperaturen gehalten werden. Deshalb ist in allen Fällen sorgfältig darauf zu achten, dass während der anschliessenden Erhitzung der Katalysatorzusammensetzungen beim erfindungsgemässen Verfahren ein grösstmöglicher Oberflächenwert erhalten wird.
Diese Erhitzung kann in Gegenwart verschiedener inerter Verdünnungsgase vorgenommen werden.
Solche Gase umfassen Wasserstoff und paraffinischeKohlenwasserstoffe wie Methan und Äthan. Diese Gase haben keine schädigende Wirkung auf die Aktivität des sich ergebenden Katalysators. Sie gestatten ferner keine Oxydation der Metallkomponente, welche dazu führen würde, dass dieselbe, wie vorhin erwähnt, während des Überleiten des Friedel-Crafts-Metallhalogenides von der Zusammensetzung abgezogen wird.
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für die Erhitzungsstufe verwendet werden.
Die gemäss dem Verfahren nach der Erfindung hergestellten Katalysatoren können zur Hervorrufung verschiedener Reaktionen von organischen Verbindungen, insbesondere von Kohlenwasserstoffen, benutzt werden. Diese Reaktionen umfassen (A) Kondensationsreaktionen, bei denen zwei Moleküle, die gleich
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oder verschieden sein können, unter Bildung grösserer Moleküle kondensieren, (B) destruktive Reaktionen, bei denen ein Molekül in ein kleineres Molekül oder in zwei oder mehrere Moleküle zerlegt wird, (C) Umlagerungsreaktionen, z. B. Isomerisierung, (D) Disproportionierungsreaktionen, bei denen ein Radikal aus einem Molekül in ein anderes übergeführt wird, (E) Hydrierreaktionen und (F) andere Reaktionen.
Unter diesen Reaktionen sind (1) Polymerisierung von Olefinen, insbesondere von Äthylen, Propylen: 1-Buten, 2-Buten, Isobutylen, Amylen und höher siedenden Olefinen und Mischungen hievon, (2) Alkylierung von Isoparaffinen mit Olefinen und andern Alkylierungsmitteln, wie z. B.
Alkylhalogeniden, insbesondere die Alkylierung von Isobutan, Isopentan und/oder Isohexan mit Äthylen, Propylen, 1-Buten, 2-Buten, Isobutylen oder Amylen oder Gemischen hievon, (3) Alkylierung von aromatischen Verbindungen mit Olefinen oder andern Alkylierungsmitteln, insbesondere Alkylierung von Benzol oder Toluol mit Propylen, Butylen, Amylen und höher siedenden Olefinen und einschliesslich Nonenen, Decenen, Undecenen, Dodecenen, Tridecenen, Tetradecenen und Pentadecenen oder Mischungen hievon, (4) Isomerisierung von Paraffinen, insbesondere von n-Butan, n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan oder n-Octan oder Gemischen hievon einschliesslich Isomerisierung von weniger stark verzweigten gesättigten Kohlenwasserstoffen zu höher verzweigten gesättigten Kohlenwasserstoffen, wie die Isomerisierung von 2-oder 3-Me- thylpentan zu 2,3- und 2,
2-Dimethylbutan, (5) Isomerisierung von Naphthenen, z. B. die Isomerisierung von Methylcyclopentan zuCyclohexan und die Isomerisierung von Dimethylcyclopentan zu Methylcyc1o- hexan, (6) Alkylierung von Phenolen oder Thiophenolen mit Olefinen oder andern Alkylierungsmitteln, (7) Alkylierung von Thiophenen mit Olefinen, (8) Wasserstoffübertragungsreaktionen, (9) Alkylübertragungsreaktionen, (10) Dealkylierungsreaktionen, (11) Umformung von Benzinen oder Naphtha zur Verbesserung der Antiklopfeigenschaften, (12) destruktive Hydrierungsreaktionen, (13) Spaltung von schwereren Ölen als Benzin in niedriger siedende Produkte, insbesondere Benzin, einschliesslich Spaltung unter Wasserstoffdruck und (14) Hydrierreaktionen,
bei denen eine ungesättigte Verbindung zu einer stärker gesättigten Verbindung hydriert wird, z. B. die Hydrierung von Diolefinen zu Olefinen, Olefinen zu Paraffinen und von Cycloolefinen zu Naphthenen. Die bei Benutzung des nach dem erfindungsgemässen Verfahrens erzeugten Katalysators anzuwendenden Betriebsbedingungen hängen von der jeweiligen Reaktion ab und werden im allgemeinen bei verhältnismässig tiefen Temperaturen liegen, obgleich verhältnismässig hohe Temperaturen angewendet werden können, insbesondere bei Reaktionen, die ungefähr bei atmosphärischem Druck durchgeführt werden.
So kann die Temperatur im Bereich von 00C oder weniger bis 3000C oder mehr, vorzugsweise bei 25 - 2500C liegen, und der Druck kann bei atmosphärischem Druck bis 340 atm oder mehr, vorzugsweise bei 3,5 bis etwa 68 atm liegen. Erforderlichenfalls oder zweckmässigerweise kann Wasserstoff verwendet werden. Es wird angenommen, dass Wasserstoff in geregelten Mengen eine wesentliche Rolle bei der Unterdrückung von Schlammbildung und der Beförderung vieler der oben erwähnten Reaktionen spielt.
Das Verfahren zur Durchführung einer Reaktion in Gegenwart eines nachdem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren erhaltenen Katalysators kann in irgendeiner geeigneten Weise vorgenommen werden, die nicht nur von der jeweiligen Reaktion, sondern auch von der Form abhängen wird, in welcher der Katalysator benutzt wird. Wenn der Katalysator als feste Masse von Teilchen gebraucht wird, kann er als festliegendes Bett in einer Reaktionszone eingelagert werden, in welcher er mit den eingeführten Reak- tionsbestandteilen in Berührung tritt. Die Reaktionsbestandteile können im Aufstrom oder Abstrom durch das Katalysatorbett geleitet werden. Der Katalysator kann auch in einer sogenannten Wirbelschichtbetriebsweise gebraucht werden, bei welcher der Katalysator in einem turbulenten Zustand mittels Durchganges der Reaktionsbestandteile hiedurch gehalten wird.
Bei einer andern Betriebsmethode kann der Katalysator als Teilchen geeigneter Grösse gebraucht werden, so dass diese zusammen mit den Reaktionsbestandteilen aufgeströmt und zu einer Reaktionszone geleitet werden, aus welcher der Katalysator fortlaufend entfernt und von den Reaktionsprodukten abgetrennt wird. Bei jeder dieser verschiedenen Betriebsweisen kann der Katalysator gewünschtenfalls durch gleichzeitige Benutzung eines Halogenwasserstoffes, wie Chlorwasserstoff oder Bromwasserstoff, weiter aktiviert werden. Der Halogenwasserstoff kann als solcher oder in Form einer geeigneten organischen Verbindung, wie eines Alkylhalogenides, zugeleitet werden, aus welchem der Halogenwasserstoff sich unter den Reaktionsbedingungen bildet. Beispiele solcher Alkylhalogenide sind Propylchlorid, Butylchlorid, Amylchlorid, Propylbromid, Butylbromid und Amylbromid.
Der Halogenwasserstofförderer kann fortlaufend oder inAbständen zugeleitet werden, je nachdem wie dies in einem betreffenden Falle gewünscht wird.
Unabhängig von dem jeweiligen Betrieb, bei welchem der Katalysator verwendet wird, werden die Produkte fraktioniert oder in anderer Weise getrennt, um die gewünschten Produkte zu gewinnen und nicht umgewandeltes Material zur Kreislaufführung abzutrennen. Wenn ein Halogenwasserstofförderer benutzt
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